1.1“智慧地球”概念的由來

2008年11月，IBM公司總裁兼首席執(zhí)行官彭明盛首次提出“Smart Earth（智慧的地球）”的概念。2009年1月，彭明盛向美國總統(tǒng)奧巴馬提出了“智慧的地球”的戰(zhàn)略，建議新政府投資新一代的智慧型基礎(chǔ)設(shè)施。IBM公司希望“智慧的地球”戰(zhàn)略能掀起“互聯(lián)網(wǎng)”浪潮之后的又一次科技革命，是繼大型機(jī)、PC、互聯(lián)網(wǎng)之后符合“十五年周期定律”的第四次科技革命。IBM公司認(rèn)為，隨著新一代信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的發(fā)展和應(yīng)用，在未來，地球上所有的物品都有可能安裝并應(yīng)用智能技術(shù)，幾乎任何東西都可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和互聯(lián)互通，進(jìn)而能向整個(gè)社會(huì)提供更加智能化的信息服務(wù)。IBM公司預(yù)計(jì)，在人類社會(huì)發(fā)展中一些意義深遠(yuǎn)的事情正在發(fā)生：每個(gè)公民、企業(yè)、組織、城市、國家、自然系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)正在實(shí)現(xiàn)更透徹的感應(yīng)和度量、更全面的互聯(lián)互通，在此基礎(chǔ)上人類將獲得更智慧的洞察，實(shí)施智慧化的創(chuàng)新，從而為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展提出了一條全新思路。由于這些技術(shù)的進(jìn)步，地球?qū)⒆兊酶?，變得更加“扁平”，也變得更加“智慧”。這就是“智慧的地球”所描繪的愿景。

1.2智慧地球是信息化的一個(gè)更高發(fā)展階段

“智慧的地球”，是站在整個(gè)人類文明發(fā)展的高度上對(duì)于信息技術(shù)如何全面改進(jìn)人類生活所提出的愿景，即如何通過更加“智慧”的方式讓我們的生活更美好，這是全人類共同關(guān)注的發(fā)展之道。因此，作者認(rèn)為智慧地球是信息化的更高發(fā)展階段的目標(biāo)。現(xiàn)階段，人類在逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、電子化，在持續(xù)推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)化和信息化，在推進(jìn)信息化與工業(yè)化的深度融合，并逐步實(shí)現(xiàn)智能化，這都是邁向智慧地球的一個(gè)個(gè)階段。未來幾十年，人類將逐步進(jìn)入信息化的更高發(fā)展階段——智慧地球。目前，世界仍處于智慧地球的初級(jí)階段，如表1。 

表1 數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、兩化融合、智能化和智慧地球的不同特征

1.3智慧城市的定義

智慧城市，英文可以譯為Smart City。簡(jiǎn)單地講，智慧城市就是城市基礎(chǔ)部件被賦予智能，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，在此基礎(chǔ)上，城市所有的事物、流程、運(yùn)行方式都更深入地智能化，從而促進(jìn)民眾生活便利、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與提升政府效率，增強(qiáng)城市競(jìng)爭(zhēng)力、實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的先進(jìn)的城市發(fā)展理念。 

2 智慧城市的組成要素、基本原則和數(shù)學(xué)模型

2.1智慧城市的五個(gè)基本要素

圖1 智慧城市的架構(gòu)圖 

2.1.1智能化的城市部件，它構(gòu)成了智慧城市的“神經(jīng)末梢”

城市的房屋、交通設(shè)施、電力設(shè)施、通信設(shè)施、地下管道等城市基礎(chǔ)設(shè)施、汽車、手機(jī)、工具等城市基礎(chǔ)零件，通過裝備芯片、傳感器、RFID等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物體“智能”化，建立局部的城市物聯(lián)網(wǎng)。

2.1.2城市互聯(lián)互通的信息網(wǎng)絡(luò)，它構(gòu)成了智慧城市的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”

新一代光纖寬度網(wǎng)絡(luò)貫通城市和鄉(xiāng)村，移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)覆蓋城鄉(xiāng)每個(gè)區(qū)域，所有城市部件被賦予IPV6的地址，通過傳感器網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)接入通信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)。

2.1.3基于云計(jì)算的城市新型業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)，它構(gòu)成了智慧城市的“中樞系統(tǒng)”

城市數(shù)據(jù)中心通過虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的公共服務(wù)，城市各種計(jì)算平臺(tái)、各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用通過云計(jì)算平臺(tái)來提供隨需而變的服務(wù)。云計(jì)算平臺(tái)將成為21世紀(jì)先進(jìn)城市的基本業(yè)務(wù)平臺(tái)，智能物體構(gòu)成云端，互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，虛擬化的數(shù)據(jù)資源池構(gòu)成了云計(jì)算的共享基礎(chǔ)設(shè)施，業(yè)務(wù)流程、應(yīng)用和服務(wù)都基于云計(jì)算平臺(tái)以服務(wù)的方式提供，如政務(wù)云、商務(wù)云、醫(yī)療云、教育云等。

2.1.4城市的海量數(shù)據(jù)，它構(gòu)成了智慧城市的“血液和養(yǎng)料”

城市各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)，包括城市空間、人口、法人、經(jīng)濟(jì)、金融、文化等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)之間又相互關(guān)聯(lián)，構(gòu)成了城市海量數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)資源庫。

2.1.5知識(shí)型的勞動(dòng)者，它構(gòu)成了智慧城市的“細(xì)胞和生命元”

城市的勞動(dòng)者是用知識(shí)和信息技術(shù)武裝的智力勞動(dòng)者，這些勞動(dòng)者通過信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成一個(gè)個(gè)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，他們與云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上的智能代理來協(xié)作完成城市的各種復(fù)雜工作。城市智力勞動(dòng)者通過相互協(xié)作關(guān)系所建立起來的社會(huì)組織結(jié)構(gòu)是扁平化的、基于社交網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行協(xié)作的、學(xué)習(xí)型的、快速反應(yīng)的智慧型組織。這些組織體現(xiàn)為智慧企業(yè)、智慧政府、智慧社區(qū)等。

2.2智慧城市所遵循的基本原則

老子說“道法自然”，自然界是最智慧的，萬千世界都按照某種規(guī)律在運(yùn)行，比如，自然界遵循萬有引力定律，就有著生命之水的運(yùn)行軌跡。人類一直在探索著自然的奧秘，在這個(gè)探索過程中，人類逐步掌握了發(fā)現(xiàn)和利用這些規(guī)律的方法和手段，也變得越來越智慧。自然有自然的規(guī)律，城市有城市運(yùn)行的基本原則，作者認(rèn)為智慧城市的運(yùn)行也遵循信息化的一些基本原則。

2.2.1消除信息不對(duì)稱的原則

信息是一種資源，客觀上存在著信息的不對(duì)稱?！爸腔邸钡谋举|(zhì)就在于消除信息不對(duì)稱，信息缺乏的一方通過發(fā)現(xiàn)和挖掘信息，擁有和共享信息，并通過信息的再加工來產(chǎn)生新的信息財(cái)富，實(shí)現(xiàn)智能的決策，最終實(shí)現(xiàn)“智慧”。消除信息不對(duì)稱，把信息匱乏方轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒏挥蟹绞侵腔鄢鞘邪l(fā)展所遵循的一個(gè)基本原則。

2.2.2信息的資源替代原則

信息是一種基本社會(huì)資源，和土地、資本、勞動(dòng)力等資源一樣，并且信息具有對(duì)其他基本資源的替代作用，能夠有效彌補(bǔ)和替代其他社會(huì)資源的有限性。城市發(fā)展的核心問題是如何解決城市資源有限和城市需求無限的這個(gè)基本矛盾。發(fā)展智慧城市一個(gè)原則是通過信息資源的引入和發(fā)掘，來替代其他資源的投入和消耗。

2.2.3信息資源供需平衡原則

信息資源本身也是有限的，新的技術(shù)手段和方法要設(shè)法解決信息資源供給和需求之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)供需平衡。新一代信息技術(shù)的引入，本質(zhì)上是通過信息技術(shù)生產(chǎn)能力的提升來解決信息資源供求矛盾，例如物聯(lián)網(wǎng)引入，通過物體智能化，解決了人腦和電腦的有限計(jì)算資源與無限的物理世界感知需求之間的矛盾；云計(jì)算的引入，通過虛擬化和資源池，解決了有限的計(jì)算存儲(chǔ)資源與無限應(yīng)用服務(wù)需求之間的矛盾；互聯(lián)網(wǎng)的引入，通過信息聯(lián)網(wǎng)，解決了信息資源有限占有與信息無限需求之間的矛盾。 

2.3智慧城市的基本數(shù)學(xué)模型

將智慧城市的基本原則作用于智慧城市的基本要素，智慧城市的數(shù)學(xué)模型可以定位為：

SC=f1(x1,x2,x3,x4,x5)+ f2(x1,x2,x3,x4,x5)+ f3(x1,x2,x3,x4,x5)，其中：

SC：智慧城市

f1:  消除信息不對(duì)稱的原則

f2:  信息的資源替代原則

f3:  信息資源供需平衡原則

x1：智能化的城市部件

x2：城市互聯(lián)互通的信息網(wǎng)絡(luò)

x3：基于云計(jì)算的城市新型業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)

x4：城市的海量數(shù)據(jù)

x5：知識(shí)型的勞動(dòng)者 

3 智慧經(jīng)濟(jì)的基本特征分析

發(fā)展經(jīng)濟(jì)的最終目標(biāo)是人人享有財(cái)富和幸福。城市發(fā)展智慧經(jīng)濟(jì)的首要目標(biāo)是解決信息不對(duì)稱，引入信息資源來實(shí)現(xiàn)對(duì)耗竭型資源的替代，推動(dòng)信息資源的供需平衡，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)人人享有信息、財(cái)富和幸福，實(shí)現(xiàn)共同富裕。

研究世界經(jīng)濟(jì)近三百年的發(fā)展歷史看，經(jīng)濟(jì)發(fā)展始終遵循一條主線，即供求關(guān)系所決定的自由市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)與政府宏觀調(diào)控行為的辯證統(tǒng)一與相互博弈。隨著信息化和工業(yè)化的深度融合，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的“無形的手”可以數(shù)字化、信息化、顯性化，國家宏觀調(diào)控也更加科學(xué)化和理性化，信息化成為自由市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和國家宏觀調(diào)控之前的一座橋梁，它們之間的界限開始模糊化。因此，通過發(fā)展智慧經(jīng)濟(jì)，能夠減少信息不對(duì)稱，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)供需信息的對(duì)稱和平等，能降低交易成本，最終體現(xiàn)在人人平等享有信息、財(cái)富和幸福。

企業(yè)信息化也正在進(jìn)入綜合集成和深化應(yīng)用的階段。在企業(yè)價(jià)值鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，信息被采集、傳遞、共享和統(tǒng)計(jì)分析；在供應(yīng)鏈的上下游企業(yè)之間，信息被分享和傳遞；信息也在企業(yè)與用戶之間被分享和傳遞。因此，對(duì)企業(yè)商業(yè)活動(dòng)的所有參與者，信息不對(duì)稱逐步被消除，交易成本大幅降低，運(yùn)行效率極大提升了，企業(yè)的決策更迅捷了，企業(yè)也更加“智慧”了。隨著企業(yè)信息化的深入，信息資源能夠逐步替代企業(yè)的人力、資本、土地等資源投入，減少了企業(yè)總體擁有成本，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的轉(zhuǎn)型和升級(jí)。

互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的真正價(jià)值在于實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上人人信息平等。如何讓人人在享受信息平等基礎(chǔ)上，去享有更多的幸福，這是互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式的本質(zhì)。掌握了這個(gè)規(guī)律，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)就能欣欣向榮，違反了這個(gè)規(guī)律，企業(yè)就可能無疾而終。例如，搜索企業(yè)谷歌、百度，讓人們通過簡(jiǎn)單的搜索框就能夠找到他所需要的任何信息，在讓人們享受信息平等的同時(shí)也成就了世界級(jí)的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。電子商務(wù)的本質(zhì)特征也在于實(shí)現(xiàn)交易雙方的信息平等。阿里巴巴通過虛擬的電子商務(wù)交易市場(chǎng)，構(gòu)建起了商家彼此信息聯(lián)系的一個(gè)場(chǎng)所，從這個(gè)角度看，阿里巴巴為消除信息不對(duì)稱、減少實(shí)體店的資源投入做了很大貢獻(xiàn)。但阿里巴巴做得并不徹底。為了盈利，阿里巴巴仍然在制造信息的不平等，通過誠信通，花了錢的企業(yè)主就能被擁有信息優(yōu)先的權(quán)力，沒花錢的企業(yè)主就只能被漠視，因此，阿里巴巴的生意仍然不是最智慧的。

智慧經(jīng)濟(jì)的最終目的就是實(shí)現(xiàn)人人生而信息平等，實(shí)現(xiàn)人人享有財(cái)富，共同富裕。滿足了這個(gè)基本條件，才能算作智慧的經(jīng)濟(jì)。未來，面向智慧經(jīng)濟(jì)的信息基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)該是保障經(jīng)營業(yè)主的信息平等，而不是利用手中的特權(quán)，人為制造信息的不平等。企業(yè)信息化的最終目標(biāo)也是實(shí)現(xiàn)經(jīng)營過程的透明化，實(shí)現(xiàn)員工信息平等、部門信息平等和決策層的信息平等。因此，部門之間的信息壁壘必須被打破。員工之間的信息必須被共享。當(dāng)然為了安全和保密的原因，必然要限制信息的自有，增加了成本，最終要犧牲組織的效率和效益，但這是不得不做的犧牲。 

4 智慧型政府的基本特征分析

政府社會(huì)管理與公共服務(wù)的目標(biāo)是促進(jìn)社會(huì)和諧，推動(dòng)民主和民生。發(fā)展智慧型政府的目標(biāo)是如何通過解決信息的不對(duì)稱來促進(jìn)實(shí)現(xiàn)人人平等，體現(xiàn)人人當(dāng)家作主。

政府行政管理過程中形成了層次分明的上下級(jí)機(jī)構(gòu)，各個(gè)部門之間職責(zé)的劃分也存在很多交叉，影響行政效率最大的問題就在于權(quán)責(zé)利益所帶來的上下級(jí)之間、部門之間的信息不對(duì)稱，這造成了政府服務(wù)中的拖沓、扯皮和官僚主義；而且，政府行政服務(wù)中的效能低下，信息不公開，也為腐敗滋生創(chuàng)造了環(huán)境。智慧型政府將通過多渠道的政府信息門戶提供公開透明的政務(wù)服務(wù)信息，通過一站式審批系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)部門之間信息的溝通和協(xié)作，通過社會(huì)管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)管理精細(xì)化，通過電子監(jiān)察系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)政務(wù)服務(wù)流程的透明監(jiān)管，通過建設(shè)一卡通、信息亭等服務(wù)渠道，將便民服務(wù)延伸到公民身邊。因此，智慧型政府的本質(zhì)是消除行政部門和老百姓之間的信息不平等，讓人人平等地享有信息權(quán)利。 

5 建設(shè)智慧城市的建議

5.1循序漸進(jìn)

智慧城市是城市信息化的更高階段的發(fā)展目標(biāo)，目前很多城市仍處于智慧城市建設(shè)的初級(jí)階段。因此，建設(shè)智慧城市要遵循其階段性特征，循序漸進(jìn)地推進(jìn)。

5.2科學(xué)發(fā)展

建設(shè)智慧城市要遵循消除信息不對(duì)稱、信息的資源替代原則和信息資源供需平衡原則，統(tǒng)籌建設(shè)策略，科學(xué)發(fā)展和建設(shè)智慧城市。建設(shè)智慧城市，要按照經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基本規(guī)律，遵循智慧經(jīng)濟(jì)和智慧型政府的本質(zhì)特征，倡導(dǎo)人人生而信息平等的理念，為百姓爭(zhēng)取更多信息權(quán)利，為信息服務(wù)普及化作出更多貢獻(xiàn)。

5.3市場(chǎng)導(dǎo)向

每一次技術(shù)變革的成功，都在于它有廣泛的市場(chǎng)基礎(chǔ)，在于它有成功的商業(yè)模式，在于它能造就世界級(jí)的企業(yè)。PC技術(shù)的變革，把計(jì)算機(jī)帶到了每個(gè)人的身邊，形成了巨大的IT市場(chǎng)，打造了IBM、微軟和INTEL等公司；互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)變革，把人與人連接在一起，形成了巨大的互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，打造了雅虎、谷歌、阿里巴巴等世界級(jí)的企業(yè)。今天，以物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算為特征的技術(shù)變革，讓我們能夠享受無處不在的智能服務(wù)，也必將依賴于其是否有成功的商業(yè)模式，是否能夠形成巨大的市場(chǎng)，是否能打造世界級(jí)的企業(yè)？?jī)H僅依靠政府的投資，其生命力必然是有限的。智慧城市的建設(shè)和發(fā)展一定應(yīng)以市場(chǎng)為導(dǎo)向，遵循市場(chǎng)的規(guī)律。