区块链技术对资源型城市转型的影响机理研究

赵红梅，隋琦

（黑龙江科技大学管理学院，黑龙江哈尔滨 150027）

转型是当前我国资源型城市共同面临的一个问题，众多学者对资源型城市转型进行了广泛深入的研究。如，陈冬博［1］侧重产业转型研究，主张通过对产业转型的模式、路径及效果进行分析，从而为资源型城市可持续发展提供了现实建议；吴文盛、聂亚珍、崔飞［2］认为，建立协同转型机制，处理好经济、社会、生态、文化等各方面关系，才能实现资源型城市转型；张晖［3］认为，应以公共服务供给侧改革为核心，强调发挥地方政府的主导性作用，以推动资源型城市转型。

上述学者大都从内生视角探究了资源型城市转型的路径，但进行资源型城市转型是涉及经济、社会、生态等复杂问题的多重交织过程，因此从单一视角很难真正解决资源型城市的转型困境。随着信息技术水平的不断发展，信息技术已成为各行各业发展的基础与支撑，是城市产业结构调整和经济体制改革的重要推动力。借助信息技术揭示资源型城市转型发展的疏解机理，是资源型城市转型发展亟需解决的瓶颈问题。

区块链作为一种可靠的数据分布式账本系统的信息技术，具有去中心化、共识机制等特点，能够创新商业模式，协调产业融合。基于此，本文将区块链引入资源型城市转型研究，利用Vensim PLE 软件构建区块链与资源型城市转型的深度融合模型，并利用区块链技术对资源型城市转型的效果进行仿真分析，依据仿真结果，给出相应的策略与建议，以此推动资源型城市实体经济实现高质量发展。

1 资源型城市转型的复杂度分析

资源型城市转型是由众多复杂要素构成的开放系统，大量人力、物力、财力、信息等要素在资源型城市转型过程中相互影响、流动，由此资源型城市在转型过程中是一个复杂的动态过程，主要体现在以下3 个方面：

首先，资源型城市转型网络构型复杂。由于资源型城市转型的任务量巨大，系统结构较多且关联性较强，因此形成了纵横交错的系统网络链条。资源型城市系统结构涉及到资源系统、科技系统、环境系统与经济系统4 个方面。①资源系统是资源型城市发展的主要物质供给系统。随着资源消耗、替代资源出现、政策制度变化等，导致资源系统越来越不能满足城市发展的需求，需要通过减少资源使用或调整产业结构等方式改善资源系统的发展，同时有利于促进环境系统的提高［4］。②科技系统是资源型城市转型的关键。随着科技水平及信息化时代的快速发展，科技系统对生产力的作用也越来越显著，不仅以生产力的身份直接作用于经济，更对其他生产力要素产生催化促进作用，继而带动整个生产效率提高。科技系统是整个系统网络的重要组成部分，不但能够推动经济增长，转变产业结构，而且有利于提高资源的使用效率，降低环境的污染率，提高整个资源型城市的发展质量［5］。③环境系统是衡量资源型城市可持续发展的重要指标。资源型城市通过消耗自然资源来发展自身的同时，一系列生态环境问题也随之暴露出来，产生植被遭到破坏、生物多样性减少、大气污染严重等问题。随着我国对生态环境保护重视程度的日益提高，资源型城市开始以循环经济为基础［6］，逐渐向绿色发展模式转变。根据资源型城市的转型水平，提出适度的环境规制政策，不仅能够促进产业结构调整，降低环境污染力度，还有利于激发企业创新行为，带动科技系统的发展，最终实现人与自然、社会的和谐发展［7］。④经济系统是资源型城市发展核心系统，资源系统、环境系统与科技系统都是在经济系统基础之上发展的。由于对资源的过度依赖，造成资源型城市经济转型艰巨，只有通过调整产业结构，协调资源与环境之间的关系，加大科技产业与教育投入等方面投入，才能促进资源型城市经济的可持续发展［8］。

其次，信任机制不健全。资源型城市转型过程中的信任机制主要包括政府与各参与主体之间、各个参与主体之间两部分。政府作为城市的管理者、决策者和执行者，其本质具有公共特性，因此政府在履行自身职能时要做到公平、公正、公开，建立、维持与参与主体之间的信任机制，才能塑造良好的政府形象［9］。但资源型城市长期形成的以政府为核心的中心化模式导致政府公共事务公开度低、信息沟通失效等，造成政府信任危机。资源型城市在发展过程中往往涉及多个参与主体，如金融企业、科研机构与社会公众等，在社会网络中，各主体依靠信任机制进行合作与沟通，共同促进资源型城市的发展。但在资源型城市发展过程中，多个参与主体在交互间出现信息了解不充分、信息沟通不畅、信息不对称等现象，造成信任机制不健全，继而呈现出各机构组织缺乏合作愿景、产业关联不合理等弊端。最终，由于政府与各参与主体之间、各个参与主体之间信任机制的不健全，造成资源型城市内外协同机制不畅、营商环境优化受阻等，导致资源型城市无法实现有效转型［10］。

第三，基础设施发展滞后。基础设施作为资源型城市产业结构转型、新兴产业发展的物质保障，其建设水平应与资源型城市社会、经济、环境等需求保持动态平衡。由于资源型城市最初建立的目的是为了促进国民经济发展提供能源支持，因此多数资源型城市在规划、基础设施建设方面留下了浓厚的工业色彩［11］。随着能源产业逐渐衰退，资源型城市社会、经济等产生的缺陷愈发明显，配套基础设施、自然绿地等数量状况与城市发展不匹配，导致资源型城市可持续性发展受阻碍。如，由于基础设施发展滞后引发的交通不便、设备陈旧等，导致资源型城市在新产业开发、产业结构转型方面严重受阻，生产和运输等成本高。

2 区块链与资源型城市转型机制的契合

2.1 基于区块链建立城市联盟平台

基于资源型城市转型过程中复杂的网络构造，运用区块链中联盟链技术建立资源型城市联盟平台。资源型城市可利用区块链的共识机制，确保每个节点上的系统结构存储的信息数据一致可靠，便于相互之间进行灵活的交互活动，外部管理者、金融机构或社会组织等可通过联盟平台申请、访问等方式获取必要的信息资源。

资源型城市联盟平台主要由政府部门、资源系统、环境系统、经济系统与科技系统组成的（图1），政府部门主要包括决策部门、监管部门等。政府部门在利用区块链技术促进信息流通的同时，能够提高自身的透明度和信任度，由此吸引大批社会资本与金融机构的参与［12］。此外，政府部门可根据其他系统平台提供的信息数据，分析资源型城市发展的现状，从而调整相应的战略与政策，为政府部门管理工作增加弹性，以更好地应对外在环境的变化。科技联盟平台主要针对科技成果和人才的输送，利用区块链信息流，能够准确为产业转型升级提供充足的人力资源及科研成果。此外，社会组织和金融机构可根据获取的信息数据提供相应的资源支持，确保科技联盟平台的平稳运行。环境联盟平台主要指环境监测部门、环境保护部门等，以环境保护部门为主，在进行环境污染防治过程中，通过联盟平台向其他平台输送生态环境发展信息，从而确保资源型城市绿色与可持续发展。科技平台为环境平台提供人才技术的支持，经济平台则为环境平台提供资源，共同形成了“统一管理，分工协作”的局面。资源联盟平台主要包括现有的能源资源、能源产业等，通过利用区块链的信息流，根据政府平台和其他平台提供的数据信息，能够有效促进资源的对接与使用，减少资源的浪费。借助经济联盟平台，社会组织、金融机构和社会资本可做到信息互通、相互交流；同时，利用区块链技术，有利于促进经济平台中的产业结构调整，降低风险，提高机构组织的决策能力，从而带动资源型城市经济的发展。由此可知，建立资源型城市联盟平台一方面有利于提高各个系统之间的协调运作、信息流通，另一方面则有助于加强资源型城市各个系统的可控性，从而提高资源型城市的转型效率。

图1 资源型城市系统结构协同管理

2.2 基于区块链建立去中心化信任模式

为了在开放的竞争环境中成功实现转型，资源型城市应侧重开发一个以互联网为基础的信息共享平台。借助信息平台，各个机构系统可以将自身发展信息进行共享与交流，在做到信息沟通的基础之上促成合作，相互协调发展。同时，组织系统能够借助信息共享平台所提供的数据信息，根据外部环境的变化做到及时有效调整。但由于技术水平有限、机构组织之间的信息不对称、目标不明确等，导致系统之间不信任，彼此之间很难建立合作愿景，由此使得转型中的政府、企业等组织无法共同打破四重锁定，难以实现路径突破，成功转型［13］。利用区块链“去中心化”模式能够实现参与主体的权利与义务之间的平等，改变以往以政府部门为核心的中心化管理模式。借助分布式账本技术能够加强多方管理者之间相互联结，确保彼此之间的信息互通。同时，借助消耗算法防止数据的篡改与伪造，确保信息数据的真实可靠，通过确认业务身份、保持数据一致性、维护信任生态等，为资源型城市的机构组织提供一个相对稳定的可信操作平台，使每个节点都可以做到相互信任，继而打造一个良好的去中心化信任环境，增强外部吸引力，为优化资源型城市营商环境打下坚实的基础。

2.3 基于智能合约构建良好的融资平台

为了使资源型城市的基础设施建设与转型发展具有同步性，应加大资源型城市基础设施建设力度。其中，财政投融资形式是城市加强基础设施的主要手段，应以政府主导、社会投资的方式实现城市经济的协调发展，实现社会效益的最大化。具体实施过程中，由于信息的不对称，管理成本高、难度大等问题，造成投融资运行艰难。智能合约是区块链技术的核心，用户通过向智能合约发送请求命令，区块链系统会根据自动判断触发并按照既定的规则执行，既能够为项目执行营造一个良好的可信环境，又能够减少第三方机构的操作，降低管理成本与管理难度。基于此，可利用智能合约将有关基础设施建设项目的规则要素进行程序化处理，由区块链网络进行自动运行。这种执行方式既避免了传统合约式执行的重复性及受主观因素的影响，又能够提高执行的效率［14］，减少恶意干扰状况；在无第三方介入的情况下，为项目执行营造一个良好的信任环境，降低运行成本减少管理难度。

3 区块链对城市转型的建模与仿真

3.1 系统构成

基于区块链技术，可将资源型城市转型疏解系统分为信息系统和参与系统两个部分，其中，参与系统具体指资源子系统、科技子系统、环境子系统、经济子系统4 个方面。①资源子系统指能源消耗，主要代表资源型城市对一切可用资源的总体消耗，体现能源对资源型城市转型的影响。②科技子系统指科技水平，科技水平的发展一方面有利于提高能源的利用率，减少环境污染，另一方面有利于促进资源型城市经济的发展，提高转型能力。③环境子系统主要包括废气总量、固体废弃物总量、废水总量，反映资源型城市环境污染程度和环境对城市经济发展、转型的支撑能力。④GDP 作为衡量资源型城市经济发展的重要指标，是其他几个子系统发展的重要基础。信息系统主要是借助区块链技术中的联盟平台、代币机制等，促成多方参与主体的信息沟通、协同运作。通过建立联盟平台，促成多方参与者之间相互协调与配合；利用区块链的代币机制，通过激励手段促使各个机构组织在区块链网络平台提供更高质量的信息或行为，规范多方参与主体行为，降低失信比率，为资源型城市发展提供良好的环境。信息系统为参与系统提供良好的信任环境和信息共享的条件，参与系统的发展又为信息系统建设的提高起到促进作用，具体如图2 所示。本文根据信息系统与参与系统之间的关系，利用Vensim 工具建立区块链技术与资源型城市转型的因果关系图，具体如图3 所示。

图2 信息系统与参与系统关系的因果树

图3 区块链资源型城市转型疏解机理因果循环图

3.2 构建存量流程图

本文根据因果关系图，通过构建存量流程图来描述整个系统结构及其相应的关系。系统动力学存量流量图模型由信息系统和参与系统两个部分构成，具体如图4 所示。模型中涉及到的主要方程及参数说明如下：信息共享产生的经济价值＝奖励信息共享比重×联盟平台×需求系数；联盟平台＝GDP ＋固体废弃物总量＋废气总量＋废水总量＋科技水平＋能源消耗量；环境污染指数＝废气治理量＋废水治理量＋固体废弃物治理量；信息共享产生的经济价值＝奖励信息共享比重×联盟平台×需求系数；联盟平台＝GDP ＋固体废弃物总量＋废气总量＋废水总量＋科技水平＋能源消耗量；环境污染指数＝废气治理量＋废水治理量＋固废治理量；科技人才数量＝DELAY1I（教育支出× 0.41，3，0），由于科技人才的培养是一个过程，因此用延迟函数来表示，设定初始值为0，延迟时间为3 个单位；财政支出＝0.52×GDP＋0.36×信息共享数量；奖励信息共享比重＝RANDOM UNIFORM（0，1，4）；需求系数为表函数，具体赋值见图5。

图4 区块链资源型城市转型疏解机理流程

图5 需求系数

3.3 模型检验

本文以黑龙江省资源型城市转型为例，运用区块链技术构建资源型城市转型疏解机理的SD 仿真模型。模型中数据参考于2010—2018 年的《黑龙江省统计年鉴》、国家统计局统计数据和相关论文等，涉及到的参数是根据近几年来收集到的数据采用算术平均法、回归分析法等计算取得。将仿真时间限定为20 年，选定的Time step ＝1。运用Model Check和Units Check 对模型组成、参数关系和单位进行检查，均通过检查。

从实际效果对比检验，在不使用区块链技术的条件下，自2010 年开始进行仿真模拟，将模拟数据与统计中获得的数据进行比较，观察模型运行的结果，从而反映模型运行过程与实际情况的拟合程度。考虑到模型在运行过程中涉及诸多变量，在检验时主要选取黑龙江省GDP、人口两个变量，进行有效性检验（表1）。从表1 可以看出，模型模拟的结果与历史数据基本一致，虽然略有误差，但是误差均在7%以内，说明该模型拟合度较好，具有较高的可靠性和较好的实用性［15］。

表1 区块链资源型城市转型疏解机理模型历史检验对照表

4 模型的仿真

为了探究区块链技术对资源型城市转型的影响程度，对比不使用区块链技术和使用区块链技术资源型城市转型中的信息系统与参与系统的变化，分析区块链技术对资源型城市转型的影响。

4.1 不使用区块链技术下的状态

经济子系统与科技子系统（图6）：在不使用区块链技术的条件下，参与系统中各个子系统之间的协调与发展主要依靠政府部门的管理与配置，但一方面受到外在环境和内在因素的影响，导致政府部门自身无法发挥最大效能；另一方面，由于多方参与主体缺乏有效的信息交互能力，造成各个参与子系统之间的发展进度不同、产业发展不平衡等状况，因此参与系统中的GDP 曲线、科技水平曲线在20 年里的变化呈平缓上升趋势。

图6 GDP与科技水平子系统变化

资源子系统与环境子系统（图7）：在不使用区块链技术的条件下，能源消耗量、废气总量、固体废弃物总量、废水总量主要依靠政府进行调节，受政府政策、方案的影响，曲线有所下降。但由于政府政策、方案等受到内外因素的影响，多方参与主体之间的信任受损、信息沟通不畅通等因素，导致执行效果没有显著变化，曲线呈平缓下降趋势。

图7 资源子系统与环境子系统变化

信息系统（图8）：在不使用区块链技术的条件下，信息的产生与交流主要受政府主导作用影响，利用其中心化优势和高度集中的信息数据来协调多方参与者以及各个子系统之间关系，因此在前4 年期间，信息的交流与产生保持较高水准。但政府在发挥主导作用时，由于信息的时效性差、部门与部门之间存在壁垒阻碍、信任体制不健全等问题造成信息的交流数量和产生数量受到严重影响。从第5 年开始到第20 年期间，曲线呈急速下降趋势。

图8 信息系统变化

4.2 区块链技术下资源型城市系统的状态

经济子系统与科技子系统（图9）：在使用区块链技术的条件下，GDP与科技水平都有显著的变化。就科技水平而言，在前9 年时间里，属于引入区块链初期，因此区块链优势无法正常发挥，在这种状态下，科技水平依靠资源型城市自身发展状态保持平稳上升的趋势，且上升趋势不显著。从第9 年开始，多方参与主体在熟练掌握区块链技术后，借助区块链技术的优势搭建一个高效协作的联动管理系统。通过这个系统，一方面有利于提高多方主体自身调节能力，更好适应内外环境变化；另一方面，有利于提升科技水平与其他子系统之间的协作效率，在资源型城市转型中实现“合作共赢”的局面。在这个阶段，科技水平呈急速上升的趋势。从第11 年到第20年期间，受区块链技术的影响，科技水平提升速度显著，且随着科技水平不断发展，区块链技术也不断提高，两者之间相互影响，相互促进。

图9 GDP曲线与科技水平曲线变化

另外，通过建立联动管理系统，能够为多方参与主体打造一个良好的信任环境，降低营商的管理成本，提高产融联结度，扩展市场服务领域［16］；利用区块链的代币机制，在鼓励多方参与者增强双向的信息共享能力同时，有利于引入外部投资者来改善资源型城市的营商环境，由此推动资源型城市经济发展，GDP曲线呈上升趋势发展。

资源子系统与环境子系统（图10）：在使用区块链的条件下，资源子系统与环境子系统都有显著的变化。一方面，资源子系统借助区块链共识机制、智能合约等优势，促使需求者了解现有资源状况，根据收到的信息调整发展状态；同时能够使供给方及时准确地收集需求方和现有资源型城市发展所需资源信息，按照一定程序进行点对点分配，从而促使能源配置与使用在容量、结构与质量上达到最大值。随着能源使用效率的提升，能源消耗量不断降低，其曲线呈下降趋势。另一方面，针对环境子系统，可利用区块链技术的优势，为环境规制有关的政策、制度的执行创造良好条件，提高环境治理能力，形成政府部门主导，企业与学研机构等共同执行的绿色经济发展模式。随着环境污染治理的力度提高，固体废弃物、废水、废气的排放总量显著下降，从第12 年开始到第20 年期间最为明显。

图10 资源子系统与环境子系统变化

信息系统（图11）：在区块链技术的影响下，信息系统的发展态势与“不使用区块链技术”下的发展态势呈相反趋势发展。这是由于在不使用区块链技术的状态下，信息的交流与产生主要依靠政府的介入多方参与者之间自主协调，但由于内在动力不足、信任机制不健全等，导致信息交互能力下降。引入区块链技术后，借助区块链时间戳、非对称加密技术等确保提供的信息数据安全可靠，为多方参与主体营造良好的信任环境。在这种环境下，有利于调动多方参与者共享信息的积极性，提高信息的交互能力。由图11 可知，在前8 年期间，属于引入区块链初期，此时信息交互能力表现不明显，从第10 年开始，政府、多方参与主体开始熟练掌握区块链技术，借助区块链优势促使信息的交流与产生能力不断上升，曲线呈快速增长趋势发展。

图11 信息系统变化

5 讨论与建议

本文利用Vensim PLE 软件构建了基于区块链的资源型城市转型疏解机理的系统动力学模型，通过对比在使用区块链技术和不使用区块链技术下的两种状态，分析了区块链技术对资源型城市转型疏解的影响。结果显示，在使用区块链技术的条件下，资源型城市可借助区块链的共识机制和去中心化实现多元主体的协同共治，减少因信息高度集中导致传递流通受阻，从而提高信息价值的产生；通过利用区块链智能合约、时间戳等技术，有助于为资源型城市创造一个安全可信的交易环境，实现资源的点对点直接调配，减少资源的浪费与分配不均等问题，促进资源使用效率的提高。此外，借助区块链的代币机制能够刺激多方参与主体提高信息数据的共享意识，规范参与主体的行为，为资源型城市创造更多的经济价值。由此可知，区块链技术有利于疏解资源型城市在转型过程中的复杂度。

根据区块链在资源型城市转型中的作用，提出以下3 点建议：①基于区块链构建多元主体协同发展模式，实现多元主体协调发展。资源型城市转型需要依靠多方主体的参与和互动，但由于政府在转型中处于中心化地位，导致信息高度集中且传递效率慢、易失真，造成多方参与主体互动能力下降、信息价值产生效率低等。因此，在资源型城市转型过程中，政府部门要在发挥主导作用的同时，加强参与主体的协调性，利用区块链去中心化、分布式账本等特性创建多元主体的联盟平台，通过平台实现全网络节点之间的信息共享与交流，从而提高信息产生价值。此外，根据需要形成智能合约，实现点对点的直接对接，在促进多方参与主体沟通与整合、分享与借鉴的同时，降低管理成本，提高运行效率，从而推动资源型城市各个机构组织发展［17］，实现合作共赢的局面。②基于区块链技术重塑政府部门与社会公民之间信任机制。近年来，由于政府信息公开度低，权力过于集中等弊端导致公民参与能力下降，对政府信任缺失越来越明显，在一定程度上导致政府形象受损。借助区块链的共识机制、时间戳等技术可防止数据的篡改与伪造，确保信息数据的真实可靠，从而增进社会的公平公正。利用区块链的“去中心化”优势，能有效促进多主体的参与治理，在实现信息对称、互通的基础上为政府与社会公民之间建立一条牢固的信任网络链，有助于实现政府与社会公民之间的良好合作关系，在相互信任下，加强与公民之间的良好互动［18］，推动资源型城市的转型发展。③借助区块链优势，提升政府职能效率。资源型城市政府机构主要是以金字塔式集权管理结构为主，在这种管理结构下，各个机构、组织主要是以自上而下的信息传递方式进行，同时机构与机构之间存在严格的界限，导致信息在传递过程中出现失真失效等弊端，造成政策与方案无法有效实施。因此，可借助区块链点对点网络技术创建去中心化政府组织，减少各个机构组织之间的信息交流环节，压缩相对应的人力、物力与财力，从而提高政府的行政效率，更好地为资源型城市转型服务。