欧洲智慧城市实践中的主体互动关系研究*

吴志强 陆容立

1 研究背景

过去一个多世纪，全球范围快速的城市化进程卓越地提高了社会经济发展水平。然而，城市快速扩张的发展模式受到的内外部环境压力越来越大，不可持续性日益显著。2000年以来，以物联网、云计算、大数据等为代表的新一代信息与通信技术不断发展，为解决传统城市问题提供新的视角和技术基础。

在此背景下，智慧城市理念于2008年正式提出并被广泛认可，旨在将新一代信息技术充分运用在各行各业，成为全球范围应对城市挑战的重要抓手。当前智慧城市实践的数量增长迅速，尤其在亚洲、欧洲与北美地区。仅在中国，由国家住房和城乡建设部于2012年与2013年先后公布两批国家智慧城市的试点名单已达193个。另一方面，在实践快速开展的同时，能够支撑与指导实践的理论研究开展较缓，对国际实践的系统性研究存在缺位。

借助新一代信息和通信技术的辅助，信息在城市间的传递更为畅通，由此带来的结果是政府、企业、市民等主体的资源与智慧能够更合理地进行配置与利用，实现城市的分布式创新。因此，本研究以智慧城市实践的主体互动作为切入点，对城市各重要主体间如何互动推进智慧城市实践进行系统化研究，有助于城市各主体更加明确在智慧城市实践过程中其所承担的角色，为优化智慧城市主体资源配置提供指导。

2 建立智慧城市实践主体互动的研究框架

社会互动理论认为社会互动是指行为主体相互作用、相互联结而产生的互相依赖性行为的过程。社会互动的发生主要有两方面的原因：主体所占有的资源以及主体互动期望实现的目标[1]。城市治理相关理论也提出类似的观点，城市各行动主体的思想和行为是基于其各自的利益基础，通过主体间的互动行为实现各自利益的分配和调整，政府、企业和城市公众被视作城市治理的重要主体[2]。

借鉴社会互动理论与城市治理理论的观点并映射到智慧城市实践，可以将其视作围绕智慧城市的建设，政府、企业以及市民等行为主体基于其各自的利益基础互动以实现各自的利益诉求。因此，本研究将实践主体的研究对象界定为政府、企业与市民3类，主体的互动要素界定为主体的行动、行动满足的功能诉求与技术解决方案3类，形成“政府-企业-市民”3大行动主体、“主体行动-功能诉求-技术方案”3大互动要素的研究框架。

3 选取欧洲智慧城市实践的研究对象

针对智慧城市实践的内涵与目标，各研究机构和实践城市普遍存在不同认识，但总体呈现以下共性特征：方法上，智慧城市实践强调创新技术的应用；特征上，强调各城市系统的互联与整合，应用领域宽泛，横跨管理、教育、医疗、交通等城市关键的基础设施和公共服务；目标上，以提升城市整体运行效率为导向。

结合本次研究的可行性与操作性，对本研究智慧城市实践的界定提出3条标准：

（1）实践城市明确提出了建设智慧城市或相似理念的城市实践计划，尤其强调了创新技术的应用；

（2）智慧城市实践在欧洲范围内表现较为活跃且具备较大影响力；

（3）城市实践计划提出了具体的实践项目，具备可研究性。

根据以上标准，本研究选取了12座欧洲智慧城市实践城市，分别为法国伊西莱穆利诺（Issy-les-Moulineux）、法国里昂（Lyon）、荷兰阿姆斯特丹（Amsterdam）、丹麦哥本哈根（Copenhagen）、英国伯明翰（Birmingham）、葡萄牙里斯本（Lisbon）、芬兰赫尔辛基(Helsinki)、奥地利维也纳（Wien）、德国科隆（Cologne）、德国腓特烈港（Friedrichshafen）、英国伦敦（London）及意大利都灵（Turin）。梳理案例城市实践计划共312项具体实践项目，作为本次研究对象[3-15]（图1，图2）。

图1 案例城市空间分布图

图2 案例城市实践项目数量

4 主体的行动

4.1 政府的行动

4.1.1 政府主体的主导地位

政府主体在实践占据明显的主导地位，研究对象中政府行动涉及的项目共296项，占总量的94.9%。根据政府主体是否担任项目主要发起者角色作为标准划分，分为项目发起方和项目合作方，项目数分别为234项与62项，占总量的75%与20%（图3）。

图3 政府主体承担的角色分布

4.1.2 政府行动的形式

根据政府主体在行动中提供的资源类型，将政府行动形式总结为以下5类。

（1）制订规划政策：提出宏观发展规划或制定相应政策引导实践项目发展；

（2）项目建设实施：以政府投入，实施项目建设的方式推动项目发展；

（3）提供公共服务：以提供并优化政府公共服务的形式推动项目发展；

（4）地方实验推广：政府作为地方管理机构，促进实践项目在本地的推进和开展；

（5）网络协作交流：以建设协作网络，促进资源交流、共享合作的形式推动项目发展。

政府主体提供公共服务形式的行动数量最多，占总量的39%；其次是将实践项目进行地方实验推广。相反，政府主体以项目建设形式的行动数量较少。以上分析表明，在欧洲智慧城市实践中，政府主体进行并不一定需要大规模投入开发，优化创新公共服务、进行地方引导推广是应用更广泛也更易被接受的实践形式（图4）。

图4 政府主体的行动形式分布

4.1.3 政府行动的模式

对案例城市的政府主体行动形式分布进行统计分析，呈现出以下4种模式（图5）：

图5 案例城市的政府行动形式分布分析

（1）以提供公共服务为主导：典型城市如伯明翰、赫尔辛基、伦敦及伊西莱穆利诺等，表现形式为政府主体提供公共服务的项目比例超过50%。以上城市的实践中，政府主体将公共服务优化作为推进智慧城市的切入点，通常较为务实，可操作性强。

（2）以规划建设为主导：典型城市如哥本哈根及维也纳等，表现形式为制订规划政策和项目建设实施的项目占比例高。以上城市的实践中，政府行动通常涉及大量的城市建设与开发项目，智慧城市实践推进的周期长、范围广。

（3）以地方实验推广为主导：典型城市如里斯本、里昂等，表现形式为政府主体的工作重点是为实践项目在地方落实开展进行引导宣传和推广。

（4）综合型：典型城市如阿姆斯特丹、都灵等，这类城市的政府行动形式较为多元，分布均衡，无显著特征。

4.2 企业的行动

4.2.1 企业主体是重要的实践合作方

相较于政府，企业主体更趋向作为合作方参与项目实践。在研究对象中，涉及企业主体行动的项目共271项，占总量87%。企业主体在项目中担任发起方与合作方的项目数量分别为74项与197项，占总体比例分别为24%与63%（图6）。

图6 企业主体承担的角色分析

4.2.2 企业行动的形式

根据企业主体在行动中提供的资源类型，将企业行动形式总结为以下5类：

（1）项目投资建设：以企业主导投入、进行项目建设的方式推动项目发展；

（2）提供技术产品：以企业提供创新技术服务与产品的方式推动项目发展；

（3）提供管理与服务：企业不提供产品，而以智力支持、技术培训、项目管理等形式推动项目发展；

（4）网络协作交流：以建设协作网络，进行资源交流、共享合作的形式推动项目发展；

（5）使用政府服务：以企业合作参与，使用政府提供的相关服务形式推动项目发展。

通过提供技术产品的形式企业主体参与实践是最广泛应用的形式，占企业行动总数的72%，其余4种形式行动的比例相对较少，均未超过15%（图7）。

图7 企业主体的行动形式分布分析

4.3 市民的行动

4.3.1 市民行动的形式

在研究对象中涉及市民行动的项目共211项，占总比68%。市民主体在实践中通常配合实践项目的开展，不作为项目主要发起者。

市民主体的行动依据是否需要投入个人资源分为主动投入和合作参与两类。主动投入类行动的特点是政府与企业推动项目开展过程内，市民主体在项目中投入个体的技术、能力和信息等资源。其优点是整合利用市民信息与资源，引导自下而上的分布式创新。合作参与类行动的特点是政府与企业提供完整的项目基础，市民主体的工作为配合项目开展，几乎不投入资源。其优点是项目落实迅速，实践可操作性强。

从市民行动的数量分析，合作参与类型的行动占总量52%，比重更大，而主动投入类型的行动数量仅为48项，占总量的16%。由此可见，市民主体在智慧城市实践中仍属于从属地位，尚未充分挖掘和发挥其资源与能力（图8）。

资料来源：作者统计。

图8 市民主体的行动形式分析

4.3.2 合作参与类行动的特征

在合作参与类行动中，根据市民主体的特征分为：网络用户、移动终端用户、社区家庭、驾车用户、自行车用户、游客相关群体、学生相关群体、医患相关群体、青年人群、弱势群体与市民群体。

其中，面向网络或者移动网络用户的项目数量最多，反映出智慧城市实践面向市民的大量项目是基于网络或者移动网络的形式进行开展。其他较为活跃的对象群体为社区家庭、驾车用户、弱势群体、学生相关群体，分别涉及约10%的项目（图9）。

图9 各对象群体占合作参与类项目总数比例分析

5 主体行动的功能诉求

5.1 政府主体的功能诉求

5.1.1 政府功能诉求的特征

在智慧城市实践中，政府行动的利益诉求涵盖城市各领域。本研究对政府功能诉求的类型依据城市内系统类别分为10类，分别为：能源系统、管理系统、环境系统、产业系统、商业系统、医疗系统、教育系统、住宅与城市建设系统、交通与基础设施系统和安全防灾系统。

根据各类型诉求所涉及的项目数量分析，目前欧洲智慧城市实践中政府行动最关注的方面是交通与基础设施系统，占总项目数的22%；其次分别为能源、管理与商业系统，所占比例约15%，实践项目主要集聚以上4类系统。环境、产业、医疗、教育、住宅与城市建设、安全防灾等系统项目数量所占比例均小于10%（图10）。

图10 政府行动的功能诉求分布分析

进一步分析具体的诉求内容，最受关注的功能诉求是“提高能源使用效率”、“推广可持续交通方式”与“提高政府服务质量与效率”3类，分别对应25项、24项与22项具体项目。在排序前15位的功能诉求中，交通与基础设施系统占4项、商业系统与管理系统各占3项、能源系统2项、产业、教育与住宅城市建设系统各占1项（图11）。

5.1.2 政府功能诉求的模式特征

对案例城市政府主体的功能诉求分布进行分析，呈现以下5种模式（图12，表1）。

（1）聚焦交通与基础设施系统：典型城市如里昂，交通与基础设施系统的比例占54%，在案例城市中是实践的核心领域；

（2）聚焦商业系统：典型城市如赫尔辛基，商业系统的行动数量占比53%，是实践关注的核心领域；

（3）以住宅与城市建设系统为主的综合性模式：典型城市如维也纳，涉及行动数量占为36%，在实践中更关注地区开发与城市建设领域的内容；

（4）以交通与基础设施系统为主的综合性模式：典型城市如伦敦、科隆与哥本哈根，交通与基础设施系统的行动项目比例约为35%，其他类型项目数量较均衡；

（5）均衡分布型：各类型诉求分布较均衡，典型城市如都灵、伊西莱穆利诺、腓特烈港与伯明翰。

5.2 企业主体的功能诉求

实践中企业主体最重要的功能诉求是“市场合作推广”，包括170项具体行动，占行动总数比例大于50%。企业通过市场推广来发展产品，提高企业影响力，反映出智慧城市的实践过程为企业带来新的发展契机，有潜力为城市发展创造新的行业增长点。“技术研发实验”是另一项重要的功能诉求，企业主体借助实践项目平台研发与实验新技术与新产品，共涉及55个项目。企业的功能诉求还包括“形象展示宣传”、“企业扶植培育”、“获取开放数据”、“政府公共服务”与“提高企业工作效率”等，在实践中处于相对次要的地位。

图11 政府的功能诉求重点（按行动数量排序前15位）

图12 各城市政府功能诉求的分布模式

表1 政府功能诉求的模式特征

5.3 市民主体的功能诉求

依据涉及的行动数量排序，实践中市民主体最重要的功能诉求是“高效交通出行”、“降低家庭能耗支出”及“高效政府办公服务”。由于智能电表技术逐渐完善，通过监控家庭能源消耗，逐步改善家庭能耗习惯的实践项目受到广泛认可，9个城市共开展24项“降低家庭能耗支出功能诉求”的相关实践项目。“高效交通出行”诉求主要反映市民对小汽车出行及公共交通出行效率与舒适性优化的诉求，项目普遍应用出行智能规划导航、基础设施优化、公共交通优化等多种手段广泛响应。市民较为主要的功能诉求还包括“提供公众参与平台”、“提供创新服务开发平台”、“便捷生活服务”、“数字基础设施保障”、“社会引导”、“娱乐休闲服务”与“数字技术能力普及”（图13）。

图13 市民主体的功能诉求重点（按数量排序前10位）

6 技术解决方案

6.1 技术解决方案的层次

如果将智慧城市视作拟人的生命体，建立完整的技术架构近似于形成人体的神经活动，即能够对体内与外界环境的各种信息刺激做出反应。人体神经活动的基本过程是反射，反射的结构基础为反射弧，包括5个基本环节：感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器①感受器是动物体表、体腔或组织内能接受内外环境刺激，并将之转换成神经过程的结构；传入神经形容结构间相对的连结，亦称为感觉神经元；将神经刺激由受体或感觉器官传送到中枢神经系统。传出神经指向周围的组织传递冲动的神经纤维。效应器是产生反应的器官。。与之类似，智慧城市技术架构的本质是城市对于信息的感知能力、传递能力、判断能力以及反应能力。因此，本研究对项目涉及的技术解决方案分为4种基本类型。

（1）感知层：是城市的感受器官，近似于人类神经活动中感受器的功能，包括电子标签、摄像头、红外感应器等一系列城市信息捕获及输入系统。通过在城市中广泛分布的感知技术设备，全面地获取城市各类信息和事件，并将其转化数字信息。

（2）网络层：作用是实现城市间的信息传递，近似于神经活动中传入神经与传出神经的功能。通过互联网、物联网等技术将感知的信息快速准确地传递到城市各具体的点，实现智慧城市的广泛互联。

（3）判断层：包括数据分析预警等技术，使城市实现自主思维决策，近似神经中枢的作用，能够对信息数据进行整合、分析与反应判断。

（4）应用层：数据通过分析整合后的具体应用，近似于神经活动中效应器的作用，利用创新信息技术提供新的业务解决方案。

此外，尽管智慧城市理念的提出与信息通信技术的创新发展背景有紧密联系，但在具体实践中，有大量项目的解决方案基于创新生态技术以及实践发展计划等并不以信息技术为核心，这类项目归入非技术方案类别。

6.2 技术解决方案的分布特征

根据研究对象统计，非技术方案的应用最为广泛，包括约42%的实践项目。这表明不以信息技术为核心的项目在开展智慧城市实践中同样起到相当重要的作用。分析非技术方案的具体内容，节能技术（21项）、技术服务实验计划（20项）、地区发展计划（15项）、能源供应技术（13项）与电力汽车发展项目（11项）等技术方案都有非常广泛的应用案例。

在其他4个技术层次，判断层的项目数量最少，仅占9%。判断层的作用近似于城市的决策大脑，其应用数量的缺少表明目前城市智能处理信息与数据的能力还较低，有待于进一步发展（图14，图15）。

图14 技术解决方案的层次分析

图15 非技术方案的类型分析

将技术方案以项目数量进行排序，对技术解决方案的内容进一步分析，应用超过10次的共有17项，其中感知层2项、网络层3项、判断层1项、应用层3项、非技术方案8项。应用最广泛的技术方案是传感器技术，网络服务平台与网络信息平台（图16）。

图16 技术解决方案的重要类型（行动数量大于10）

6.3 实践的技术应用模式

对案例城市政府主体的功能诉求分布进行分析，呈现3种技术应用模式，分别为侧重非技术方案应用型、侧重应用层技术方案型与综合应用型3类（表2，图17）。

图17 城市的技术解决方案分布

表2 城市技术解决方案应用模式

技术创新使城市间更通畅的信息流通、更合理的资源配置成为可能，城市主体的智慧有条件被充分发挥。但本研究结果表明，目前在欧洲智慧城市实践中，主体互动的不对称性仍较强，政府主体是实践的主导者而市民主体处于辅助地位，整体融入的程度还较低。这种现象显示出现有的主体互动结构存在巨大的优化潜力。在未来的智慧城市建设管理中，如何减轻政府的重担同时最大化释放市民的智慧，从自上而下建设智慧城市转变为自下而上不断激发引导城市各主体融入智慧城市实践贡献力量，是未来实践的重要议题。

从技术应用的视角分析，实践项目中大量采用非技术方案而应用判断层技术的项目数量最少，反映出当前的欧洲智慧城市实践，城市自身形成完整的信息获取、传递、整合与应用的能力还较低，城市实现真正的“智慧”还处于起步阶段，有待未来技术与实践的不断深入发展。

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