新形势下智慧城市规建运一体化矩阵模型研究

中国联通研究院 北京 100176

引言

历史经验表明，全球性经济危机往往能够催生科技革命[1]。1857年的世界经济危机引发了以电气革命为标志的第二次技术革命，1929年的世界经济危机引发了战后以电子、航空航天和核能等技术突破为标志的第三次技术革命。1987年的经济危机(“黑色星期一”，全球性股灾)则引发了以互联网为标志的信息技术革命。2008年，在全球性金融危机的影响下，IBM首先提出了智慧地球新理念，由此衍生出的智慧城市已被世界各国当作应对国际金融危机、振兴经济的重点领域。通过智慧城市建设不仅可以提供未来城市发展新模式，而且可以带动新兴产业的发展，因此很快在世界范围内掀起了一股风暴，各主要经济体纷纷将发展智慧城市作为应对金融危机、扩大就业、抢占未来科技制高点的重要战略[2]。

智慧城市在十余年的建设进程中，移动互联网、物联网、云计算、大数据、人工智能等新技术的不断成熟，让真正意义上的智慧城市逐渐成为可能。然而，智慧城市作为一个复杂巨系统，它所包含的元素越来越多，其建设运营成效面临前所未有的挑战。2020年新冠肺炎疫情全球肆虐，这让本就陷入困难的世界经济更加雪上加霜，经济和社会受影响程度不亚于遭受一次严重的全球性经济危机。这场疫情虽然给传统经济以重创，但却让数字经济的地位显著提升，远程办公、远程教学、线上购物等数字化手段普及程度的加快，超过了疫情前所有人的预期，与此同时，疫情对城市的精细化治理提出了更高的要求，这也给智慧城市的发展提供了历史性的机遇。

1 新形势下智慧城市发展趋势分析

1.1 背景政策新变化

当今世界正经历百年未有之大变局，保护主义、单边主义上升，世界经济低迷，面对复杂严峻的形势，党中央做出了“加快形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局”的战略部署。数字经济作为“双循环”的主要着力点，将随着“两新一重”(新基建、新型城镇化和重大工程建设)的投资建设支持，发挥更大的能量。

根据中国信通院统计，2019年我国数字经济增加值达35.8万亿元，占同期GDP比重36.2%，对GDP增长贡献率达67.7%[3]，数字经济已成为经济增长的重要驱动力。虽然各国各机构组织对数字经济的定义和范围界定差异较大[4]，但从我国近年来的数字经济增长速度和对其的重视程度可以看出我国数字经济未来的广阔前景。尤其是2020年初新冠肺炎疫情以来，数字经济正加速推动全行业的数字化转型。作为数字经济的核心也是最基本的要素，数据也得到了政府和行业的普遍重视。

城市作为承载经济发展的重要载体，一直以来都扮演着发动机的角色，城镇化水平是衡量一个国家或地区经济发展、社会组织程度和管理水平的重要标志。自新中国成立以来，我国人口总量持续增加，城镇化率不断提高，“大城市病”凸显，与此同时也出现了一些中小城市所面临的产业发展瓶颈与城市管理问题。科技促进城市变得更加智能，助力城市管理更加精准高效，已成为解决城镇化进程中各种突出矛盾的主要手段。2020年4月发改委发布《2020年新型城镇化建设和城乡融合发展重点任务》将“实施新型智慧城市行动”列为一项重点任务，明确提出深化政务服务“一网通办”、城市运行“一网统管”，支撑城市健康高效运行和突发事件快速智能响应。

新型城镇化不同于传统城镇化，更加讲求区域协调、城乡互补，更加关注以城市圈、城市群作为主要空间载体，所以新型城镇化下的智慧城市建设，相应的也应更加关注智慧城市群、智慧城乡等概念的落地，形成区域协调联动、城乡一体发展的新格局。区域协调联动与当前的行政组织架构并不匹配，面临的困难更多，而智慧化的手段也许可以成为突破这些困难的催化剂，“双循环”战略中提到的“国内大循环为主体”，刻意强调了“大循环”而非城市小循环，也即并非地方保护主义、本位主义，这也可能会为未来我国智慧城市的建设和发展提供新的原则和方向。

1.2 行业市场新情况

2020年我国经济总量迈上百万亿元新台阶，同比增长2.3%，投资对经济增长的拉动作用显著，其中又以“新基建”相关投资最为突出。我们可以将“新基建”的作用总结为连接和赋能，而连接分为数据的连接和资源的连接，实现方式为三张网——通信网、能源网、交通网。产业的聚集形成了城市，而城市有个显著的特点就是提供公共的基础设施，比如通过水管、电线、地下管廊等连接水电气等公共基础资源，通过交通连接各物理要素，对于智慧城市，最重要的要素是数据，连接数据的就是各类信息基础设施。未来智慧城市的远景目标是打造数字孪生城市，而要让物理城市和智慧城市建立一一映射，首先就要物理城市的各类部件能够数字化，其中能源网和交通网的数字化、智能化改造是破题的关键。所以，随着“新基建”加速，国内智慧城市建设将迎来高潮，投资规模将持续扩大，智慧城市作为规模最大的综合性信息基础设施，最有机会先分享“新基建”红利，如图1所示。

图1 “新基建”与智慧城市

从整个智慧城市市场来看，由于疫情的影响，信息化的需求大大增加，然而智慧城市领域一些中小企业由于受到疫情的冲击，面临了严重的困境，叠加市场的马太效应，加速了投资并购和行业洗牌的趋势，具备较强资金实力的头部企业对智慧城市生态的把控能力愈发突出，均在建立各自的智慧城市产业生态圈。综合各头部企业的产品布局、市场宣传可以看出，以城市数字基础设施、城市大脑为代表的智慧城市底座成为各大巨头发力的共同点，然而随着智慧城市从关注建设到更加关注持续运营，城市大脑及城市入口的争夺预计将会更加激烈。

此外，由于各行业巨头、本地龙头企业在全国各个大中型城市跑马圈地，大中型城市的信息化市场空间进一步压缩，而广大中小城市，尤其是县域智慧城市将成为新的增长点。从带动消费、扩大内需的层面，据预测，每增加一个城镇人口，可带动10万元的建设投资和1万元的消费需求[5]，而县域城镇作为未来承载农村人口的主要载体，不仅在带动消费方面发挥作用，在给数字技术找市场方面也将逐渐起到主力军的作用。随着国家推进县城智慧化改造的不断深入，一批县域信息化项目不断涌现，2020年1～11月各级政府信息化采购项目中，区县级采购金额和项目数占比均高于省级、市级，其中采购金额占比67%，项目数占比高达71%。

1.3 技术应用新趋势

智慧城市是以物联网、云计算、大数据、人工智能、空间地理信息等为代表的新一代信息技术的大型综合应用工程。伴随5G、人工智能、无人机、区块链等技术的大力发展，智慧城市在之前的技术基础上，也迎来了新的技术动能注入，并通过不同技术要素的融合创新，形成了新的技术驱动模式，能够全面提升城市的智慧化水平[6]。

无论技术如何发展和变化，数据这一核心要素的地位不会变。数据也是几乎贯穿智慧城市所有信息技术的一条纽带，虽然数据在智慧城市中的重要性毋庸置疑，但由于数据权属不明确、数据定价标准不统一、数据开放共享程度低、数据流通能力弱、数据隐私安全保障难等问题显著存在，数据要素市场尚未成熟，其在智慧城市建设运营中的关键作用还未充分发挥。提到数据，自然想到安全，安全作为实现智慧城市健康持续运行的重要保障，在新网络生态、新攻击威胁不断涌现的今天，其基础性、关键性作用日益凸显并受到重视，信创和区块链技术将成为新的热点和增长点。需要指出的是，区块链技术自2019年10月24日中央政治局集体学习以来，一直热度不减，进入2020年，更是有北京、上海、广东、福建、重庆、甘肃等22省(自治区、直辖市)将区块链写入政府工作报告。区块链以其分布式、不可篡改、可溯源、价值可传递等特性将在智慧城市基础设施互信、数据开放共享和价值流通方面发挥越来越重要的作用。

回到智慧城市本身，经过十多年的发展，我国智慧城市正从过去以垂直服务为主导的传统智慧城市建设，逐步转变为以整体数字空间为载体的新型智慧城市建设。随着城市数据的丰富，尤其是5G的商用，通过IoT、航拍机、摄像头、雷达等技术充分采集实体空间数据，利用人工智能、AR、VR等技术重建三维空间，建立实体空间的数字孪生，正在成为智慧城市建设的全新路径。“数字孪生城市”不再只是一个创新理念和技术方案，而是新型智慧城市建设发展的必由之路和未来选择[7]。

1.4 建设运营新模式

一直以来，智慧城市建设运营的成效得不到充分释放，最大的原因就是建设运营模式问题，重建设轻运营、只运维不运营、缺少运营主体等现象普遍存在。当前，我国新型智慧城市项目建设模式已形成传统施工、工程总承包(EPC)、政府购买服务以及政府和社会资本合作(PPP)等模式，其中，EPC及PPP模式是我国新型智慧城市建设项目两个最常用模式。据“近三年新型智慧城市建设项目库”数据分析，通过这两种模式开展建设的项目占比已近八成，其中EPC模式占比最大，为41%，PPP模式占比28%，而传统模式占比仅为7%[8]。

进入2020年以来，智慧城市建设运营模式出现了一些新情况。疫情的出现加速激发了区域协同和城乡协同的新需求，单个城市视角下的智慧城市建设运营模式逐渐无法满足城市群之间要素流动、协同发展的需求，构建适应智慧城市集群化、协同化发展的新模式成为破局关键。“智慧城市运营商”作为帮助政府统筹推进智慧城市建设、运营的关键角色，近几年来发展迅速，组成愈加丰富，“政府引导、市场主导、公众参与”的模式逐步形成，建设运营主体更加多元。同时，政府和企业共同推动的智慧城市生态化、联盟化建设运营成为关注点。

当前智慧城市建设中，以特许经营项目收入“贴补”智慧城市项目的现象多有发生，这与智慧城市希望通过数字化手段创新建设运营模式，实现价值运营的初衷背道而驰，智慧城市的核心与经济价值创造的关键是源源不断的城市大数据，探索数据运营的机制和模式是智慧城市健康、可持续运营的关键。

2 当前智慧城市面临的新问题

智慧城市经过十多年的建设，仍然存在“五多五少”的问题。一是模仿套用多，自身特色少，喜欢拿现成的案例去套用，往往由于顶层设计缺失，造成智慧城市建设千城一面，缺乏特色；二是系统搭建多，统一汇聚少，现阶段仍存在数据碎片化现象，而且数据治理体系未形成；三是应用开发多，优秀体验少，我国的智慧城市评价指标中民众体验所占的比值越来越重要，但现阶段，很多同质化的应用重复建设，各方均开发大量APP，民众感受不深；四是数据统计多，智慧分析少，数据为了汇聚而汇聚，汇聚后对城市运行无法有效起到辅助决策作用，另外从本次疫情可以看出，城市应急管理的纵向链条长，需要层层传递到大脑导致基层反应速度慢；五是投资建设多，运营管理少，运行反馈机制仍不健全，数据管理无法自下而上进行快速反馈，另外重建设轻运营的现象普遍存在，缺乏可持续的运营。

这些问题的产生，很大程度上归根于智慧城市的规划、建设、运营缺少一体化、连续性的管控，规范和标准缺失或者缺乏刚性约束，要解决这些就必须建立规建运一体化的智慧城市全生命周期体系，从根本上杜绝智慧城市无规设计、无序建设、无章运营。

3 智慧城市规建运一体化矩阵模型

矩阵模型广泛应用于行业市场分析及企业管理咨询，可以说是使用范围最广、上手最快、效果最明显的分析模型，常用的经典矩阵分析模型包括SWOT分析模型、战略地位与行动评价矩阵(SPACE矩阵)、波士顿分析矩阵、GE行业吸引力矩阵、三四矩阵、ROS/RMS矩阵等。这些矩阵模型一般用来分析对比某几个行业、因素、产品或者策略，以更加结构化、更加清晰的手段辅助决策。本文提出了一种智慧城市规建运一体化的矩阵模型，从而用更加条理化、逻辑性的简化手段试图解释智慧城市这一复杂巨系统，如图2所示。

图2 智慧城市矩阵模型

实际上，建设智慧城市的初心应是解决城市发展过程中产生的问题，让市民生活更美好、更便捷，满足政府、企业、市民的需求，然而，经过多年的智慧城市建设和探索，这一需求驱动的初心逐渐被技术驱动、政策驱动乃至概念驱动所淹没，从而导致了前面提到的“五多五少”问题，智慧城市建设走了不少弯路，当务之急是要重拾从客户需求出发这一初心，从关注政府、企业、市民的需求点出发来进行智慧城市的规划、建设和运营。本文的矩阵模型正是从智慧城市的客户需求出发，让需求这条主线贯穿规划、建设和运营的始终，使其不偏离主航道，以技术、数据、服务、城乡和生态融合的理念，逐个解决“五多五少”问题。

3.1 技术融合

智慧城市的决策者往往是非技术出身的政府官员，正因为新技术层出不穷、迭代升级快速，客户疲于应付各种新技术堆砌的方案，对技术的理解存在一定困难，这就容易导致被人牵着鼻子走。有时客户会为了追求技术的先进性而忽视自身业务需求，从某种角度上说，存在被技术绑架的嫌疑。因此，从规划阶段就采用技术融合的理念，屏蔽技术复杂性，打造一个融合新技术的智慧城市底座，对平台和应用提供通用技术能力，就显得尤为重要。当然，这一智慧城市的技术底座需要具备通用可扩展的特性，能够垂直和水平方向兼容，上层应用无需特别关注技术底座的技术本身，只需聚焦于业务和流程的创新，这不仅解放了智慧城市的决策者，也解放了智慧城市应用的开发和使用者。从运营的角度上看，技术融合的统一技术底座，能够为将来能力开放和运营提供有利的环境，更好地关注运营模式的创新。

3.2 数据融合

众所周知，本次疫情初期暴露出了城市数据获取的及时性和准确性问题，智慧城市一直强调的打破数据孤岛迟迟未能实现，许多城市缺少统一的规划，有的城市虽然制定了详细可行的规划，但在落地阶段并未根据规划指导落地实施，规划成了一纸空文。所以规划阶段的数据融合理念必须要贯穿到规划、建设和运营的始终。当前城市实时、准实时的海量物联网数据愈发成为主流，智慧城市数据融合的技术实现仅仅依靠传统的数据共享交换平台已难以满足，新型的城市大数据平台或者说更加全面且先进的数据智脑引擎将成为解决新形势下智慧城市数据融合的有效抓手，基于数据智脑引擎的数据治理、数据集成和AI能力，智慧城市的应用才会充分发挥数据价值，智慧城市的数据运营才会真正成为可能。

3.3 服务融合

新型智慧城市强调“以人为本”，那么如何让百姓共享智慧城市的红利呢？城市的APP入口是连接市民和智慧城市本身最直接的渠道，也是实现共治共享最主要的手段，现有许多城市虽然建设了大量的系统和平台，但由于应用入口多且杂，市民往往并不清楚所遇到的问题该用哪个APP解决，大量的APP不仅浪费资源，还成了影响用户体验的罪魁祸首。故而规划建设一个统一的融合服务入口，既能最大程度整合应用资源，降低运营维护成本，又能让市民获得实实在在的方便，还能充分利用这一入口集中优势资源进行引流和用户运营，合规获取用户使用数据以反哺智慧城市数据体系，从而挖掘和创新智慧城市运营手段。

3.4 城乡融合

对于近几年来的城乡融合需求，政府客户同样关注城乡协同可持续发展，希望通过智慧城市解决部分社会问题，那么规划层面的城乡融合理念主要通过全面且直击痛点的智慧应用体系来实现，包括基层网格化治理、公共安全、远程医疗、在线教育、智慧环保、智慧社区、智慧园区、智慧乡村等一系列涉及城乡综合治理、智慧民生服务及产业经济的应用。运营层面需要更加关注城乡产业发展，以智慧化手段促进城乡生产要素流通和产业优化升级，实现城乡协同发展。

3.5 生态融合

正是由于智慧城市是一个大的综合性工程，且其在城市发展中的地位至关重要，所以其安全可靠性关系到城市未来的发展，这里讲的安全并非通常所说的网络安全、信息安全，而是智慧城市的生态安全，这样一个大工程如果被某一两个厂商所垄断，形成铁板一块，那么政府即使作为甲方仍然面临被绑架的风险，进而失去建设运营的话语权，这一情况是政府不愿意看到的。从这一点考虑，智慧城市需要建立一个生态融合圈，充分吸收优秀合作伙伴形成政企合作的生态，以生态联盟、战略合作以及公司化运作等方式共享这一广阔的市场空间。

4 结语

智慧城市从概念产生到如今的全面开花经历了试点探索、复制推广到全面开展三个阶段，历时十余年，涌现了许多优秀案例，也暴露了一些问题。在当前这种特殊的形势下，全球经济发展面临较大挑战，智慧城市领域可谓危中有机，如何在新形势下继续推动智慧城市规划、建设、运营走向纵深，挖掘智慧城市的实效，促进各地数字经济和传统产业的持续健康发展，将会是一个令政府和产学研各界持续关注的重要课题。本文提出了一个新形势下智慧城市规建运一体化矩阵模型，旨在以更加科学和容易理解的方式全面总结智慧城市产生以来的需求痛点和问题，探讨政策、市场和技术等一系列新形势下智慧城市规划、建设、运营的新理念，从而尝试理清智慧城市这个复杂巨系统。