我國(guó)智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局研究

□張 樺

一、前言

智慧城市，根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的定義，是指在已建環(huán)境中，對(duì)物理系統(tǒng)、數(shù)字系統(tǒng)、人類系統(tǒng)進(jìn)行有效整合，從而為市民提供一個(gè)可持續(xù)的、繁榮的、包容性的綜合環(huán)境系統(tǒng)。自2008年IBM提出“智慧地球”理念后，引發(fā)了全球智慧城市建設(shè)的熱潮。我國(guó)自2012年試點(diǎn)智慧城市建設(shè)以來，從開始的90個(gè)試點(diǎn)城市，到2020年已累計(jì)達(dá)749個(gè)[1]，平均每年保持80%以上的增長(zhǎng)率，我國(guó)智慧城市建設(shè)經(jīng)歷了快速發(fā)展期。2021年12月，信通院發(fā)布的《新型智慧城市產(chǎn)業(yè)圖譜研究報(bào)告（2021年）》[2]指出，2020年我國(guó)智慧城市建設(shè)投資總規(guī)模約2.4萬億元，地方開始將智慧城市產(chǎn)業(yè)作為重要產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行培育。隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的來臨，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展急需新的發(fā)展動(dòng)力，轉(zhuǎn)產(chǎn)業(yè)、調(diào)結(jié)構(gòu)、尋求新的增長(zhǎng)點(diǎn)，成為各國(guó)各地區(qū)的共識(shí)。各國(guó)對(duì)智慧城市建設(shè)促進(jìn)當(dāng)?shù)匕l(fā)展抱有厚望，并因此爭(zhēng)相開啟了新一輪產(chǎn)業(yè)革命[3]。在這輪產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)革命中，各國(guó)都爭(zhēng)相開展以高端制造業(yè)和高端信息技術(shù)為核心突破口，特別是融入了通用性高端芯片研發(fā)制造、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新技術(shù)為代表的高端制造業(yè)，直接成為當(dāng)前智慧城市生產(chǎn)力的來源和驅(qū)動(dòng)力。姚沖、甄峰等[4]在總結(jié)了近十年來我國(guó)智慧城市研究的四個(gè)角度：地理信息科學(xué)角度、城市科學(xué)角度、公共管理學(xué)角度和系統(tǒng)工程學(xué)角度時(shí)認(rèn)為，四個(gè)角度都離不開新一代信息技術(shù)，這表明智慧城市建設(shè)對(duì)新一代信息技術(shù)高度依賴的內(nèi)在邏輯，已經(jīng)成為當(dāng)今研究智慧城市的范式。

基于這種研究范式，學(xué)者們主要集中于智慧城市理論層面和宏觀城市層面，在智慧城市的空間設(shè)施、全要素生產(chǎn)率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，城市創(chuàng)新，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)動(dòng)能等方面進(jìn)行了深入探討。在新一輪產(chǎn)業(yè)革命和智慧城市建設(shè)中，隨著廣泛的信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化需求，智慧城市的城市級(jí)基礎(chǔ)功能性需求和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)性支撐，將是決定智慧城市建設(shè)，乃至城市高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。而當(dāng)前對(duì)于智慧城市城市級(jí)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局和實(shí)現(xiàn)路徑的探討，則略有不足。因此，融合城市產(chǎn)業(yè)布局理論和智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)需求，探索智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局的架構(gòu)和路徑，已成為當(dāng)前智慧城市建設(shè)必不可少的內(nèi)容之一。

二、智慧城市產(chǎn)業(yè)布局理論述評(píng)

（一）智慧城市及產(chǎn)業(yè)布局的研究現(xiàn)狀

在智慧城市的研究中，許歡、楊慧[5]認(rèn)為智慧城市應(yīng)該產(chǎn)城融合：一個(gè)沒有產(chǎn)業(yè)支撐的城市即使再智慧也會(huì)成為“死城”；而缺乏智慧化服務(wù)供給的城市，產(chǎn)業(yè)哪怕再創(chuàng)新也只能“空轉(zhuǎn)”。智慧城市學(xué)者從城市的空間設(shè)施[6]、全要素生產(chǎn)率[7，8]、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)[9，10，11，12]、城市創(chuàng)新[13]、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)動(dòng)能[14]等多角度，研究了智慧城市建設(shè)在加速地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)、助推城市創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步、吸引外資、促進(jìn)城市綠色發(fā)展等方面的效益。劉偉麗、劉宏楠[15]站在智慧城市建設(shè)對(duì)高質(zhì)量發(fā)展影響的角度，研究了智慧城市建設(shè)對(duì)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的影響特征及其內(nèi)在機(jī)理，得出智慧城市建設(shè)可以顯著促進(jìn)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，并指出當(dāng)前針對(duì)智慧城市的研究主要集中在理論層面和宏觀城市層面，并逐步向企業(yè)和個(gè)人等微觀個(gè)體的實(shí)證研究發(fā)展。在智慧城市理論層面和宏觀城市層面，缺乏將智慧城市作為一個(gè)整體，探討智慧城市應(yīng)該具有的一種公共、基礎(chǔ)屬性，為各產(chǎn)業(yè)建設(shè)、發(fā)展提供基礎(chǔ)的研究。即缺乏為智慧城市謀劃基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)布局，并使得這種產(chǎn)業(yè)布局能為城市各產(chǎn)業(yè)提供公共、基礎(chǔ)屬性和紐帶，打造出智慧城市的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)架構(gòu)，使得城市各產(chǎn)業(yè)都能在這個(gè)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的架構(gòu)上獲得通用的功能和服務(wù)，從而助力智慧城市的建設(shè)和城市高質(zhì)量發(fā)展。

此外，在產(chǎn)業(yè)布局的諸多研究中，學(xué)者們主要從產(chǎn)業(yè)布局的理論及范式[16，17，18]、產(chǎn)業(yè)布局對(duì)專業(yè)化[19，20，21]、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移[22，23]、空間聚集[24，25，26，27]、具體某類產(chǎn)業(yè)布局[28-33]等方面，研究了城市產(chǎn)業(yè)布局、作用機(jī)理及影響等。對(duì)智慧城市的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局，即以城市視角，研究什么樣的城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局才能為城市各產(chǎn)業(yè)提供公共基礎(chǔ)功能和服務(wù)的研究比較缺乏。因此，本文在智慧城市建設(shè)依賴新一代信息技術(shù)邏輯的范式中，結(jié)合智慧城市、城市級(jí)功能性需求和產(chǎn)業(yè)布局理論，試圖融合城市產(chǎn)業(yè)布局的SML框架理論和智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)需求，探索構(gòu)建智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局的架構(gòu)和路徑。

（二）城市產(chǎn)業(yè)布局SML框架理論的引入

產(chǎn)業(yè)布局一般是研究產(chǎn)業(yè)在空間的分布規(guī)律。產(chǎn)業(yè)布局理論形成于19世紀(jì)初—20世紀(jì)中葉，最具代表的是杜能的農(nóng)業(yè)區(qū)位理論，杜能因此被稱為產(chǎn)業(yè)布局學(xué)的鼻祖。杜能認(rèn)為：級(jí)差地租在農(nóng)業(yè)布局上起決定作用。隨后，阿爾弗雷德·韋伯提出了工業(yè)區(qū)位理論，認(rèn)為運(yùn)輸費(fèi)用對(duì)工業(yè)布局起決定作用。后來，產(chǎn)業(yè)布局理論進(jìn)入快速發(fā)展階段，相繼產(chǎn)生了成本學(xué)派理論、市場(chǎng)學(xué)派理論、成本—市場(chǎng)學(xué)派理論、增長(zhǎng)板理論和點(diǎn)軸理論等。成本學(xué)派理論以生產(chǎn)成本最低為準(zhǔn)則來確定產(chǎn)業(yè)的最優(yōu)區(qū)位。市場(chǎng)學(xué)派理論則認(rèn)為市場(chǎng)因素（追求利潤(rùn)最大化）是產(chǎn)業(yè)布局必須充分考慮市場(chǎng)因素。成本—市場(chǎng)學(xué)派理論則是成本學(xué)派理論和市場(chǎng)學(xué)派理論的綜合和發(fā)展。增長(zhǎng)板理論則認(rèn)為以增長(zhǎng)迅速且有顯著經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)業(yè)企業(yè)為主導(dǎo)，形成“增長(zhǎng)極”從而對(duì)臨近地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來輻射作用。點(diǎn)軸理論則在增長(zhǎng)板理論的基礎(chǔ)上進(jìn)一步延伸，認(rèn)為隨著“增長(zhǎng)極”的點(diǎn)越來越多，點(diǎn)與點(diǎn)之間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系加強(qiáng)，必然會(huì)形成線路聯(lián)系，即為軸。軸線形成，從而由點(diǎn)到軸，由軸帶面，最終促進(jìn)整個(gè)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。隨著信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的發(fā)展，信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化已經(jīng)消除了空間障礙，突破了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)布局對(duì)于空間、區(qū)位的依賴。

在突破空間依賴的研究中，李曉華[27]研究了科技革命對(duì)產(chǎn)業(yè)布局的影響，認(rèn)為第一次工業(yè)革命推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向動(dòng)力源周圍聚集、第二次工業(yè)革命時(shí)期鐵路極大擴(kuò)展了產(chǎn)業(yè)的分布范圍、第三次工業(yè)革命推動(dòng)生產(chǎn)鏈在全球范圍內(nèi)的片段化分布，正在興起的第四次工業(yè)革命呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的“大分散、小聚集”、“實(shí)分散、虛集中”等特征。胡安俊[16]等從突破空間不可能定理角度，研究了產(chǎn)業(yè)布局的范式，在第二研究范式的引入外部經(jīng)濟(jì)中，主要闡述了Duranton和Puga的SML框架布局理論。SML框架從共享（Sharing）、匹配（Matching）和學(xué)習(xí)（Learning）三個(gè)方面對(duì)產(chǎn)業(yè)聚集進(jìn)行闡釋，認(rèn)為產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)，能減少運(yùn)輸成本和交流成本，從而形成產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)效應(yīng)，增加了勞動(dòng)力匹配機(jī)會(huì)與匹配質(zhì)量，提高了配置效率，技術(shù)溢出拉近了技術(shù)交流與信任。

在數(shù)字經(jīng)濟(jì)背景下，隨著信息化和網(wǎng)絡(luò)化的深入，已進(jìn)入智能化的歷程。突破傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)布局對(duì)于空間和區(qū)位的依賴，將更加顯現(xiàn)?，F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以不考慮空域限制，為智慧城市提供便捷的溝通和信息交流渠道。信息化在位置類領(lǐng)域的發(fā)展，產(chǎn)生了各種基于位置服務(wù)的空間地理信息系統(tǒng)，為智慧城市人、物的匹配突破了空間限制，提高配置效率優(yōu)勢(shì)顯著?！拔铩敝悄芑膶W(xué)習(xí)，為智慧城市提供智慧決策的交流與信任。突破空間不可能定理的引入外部經(jīng)濟(jì)研究范式——SML框架布局理論，在產(chǎn)業(yè)連接、資源配置和學(xué)習(xí)行動(dòng)方面的架構(gòu)模式，為信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，智慧城市建設(shè)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局提供了可借鑒的理論來源。

三、基于SML框架理論的智慧城市基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)布局

信息、網(wǎng)絡(luò)和智能技術(shù)是數(shù)字化時(shí)代建設(shè)智慧城市的主要技術(shù)依賴，發(fā)揮基礎(chǔ)和支撐作用。以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等為代表的新一代信息技術(shù)，是各產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要基礎(chǔ)技術(shù)，正在成為各國(guó)發(fā)展的制高點(diǎn)和各國(guó)政府爭(zhēng)相扶持的對(duì)象。但怎么串聯(lián)這些信息技術(shù)，從智慧城市層面構(gòu)建城市的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，為城市各產(chǎn)業(yè)提供基礎(chǔ)支撐的布局，是各國(guó)正在積極探索的問題。在解決這個(gè)問題過程中，不難通過分析各種產(chǎn)業(yè)布局理論發(fā)現(xiàn)，在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，已經(jīng)打破了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)布局的空間限制，信息成本在產(chǎn)業(yè)布局中發(fā)揮著越來越顯著的作用。在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，對(duì)于智慧城市產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)布局，本文嘗試基于SML框架的布局理論，以技術(shù)邏輯的研究范式進(jìn)行探討。

由SML框架布局理論的連接、共享出發(fā)，通過網(wǎng)絡(luò)（包括泛在連接技術(shù)）技術(shù)為主要實(shí)現(xiàn)支撐，發(fā)展SML框架的共享內(nèi)涵，構(gòu)建智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的“溝通基礎(chǔ)”；由SML框架的勞動(dòng)力和質(zhì)量匹配出發(fā)，發(fā)展SML框架的匹配內(nèi)涵，構(gòu)建智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的“空間基礎(chǔ)”；由SML框架的學(xué)習(xí)交流技術(shù)溢出出發(fā)，發(fā)展SML框架的學(xué)習(xí)內(nèi)涵，構(gòu)建智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的“行動(dòng)基礎(chǔ)”。筆者試圖在智慧城市建設(shè)過程中，通過構(gòu)建智慧城市的城市級(jí)公共產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，為各產(chǎn)業(yè)提供城市級(jí)基礎(chǔ)支撐，從而促進(jìn)城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展和智慧城市自身建設(shè)，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代智慧城市建設(shè)尋求建設(shè)框架和路徑。

（一）基于“共享”視角構(gòu)建智慧城市的“溝通基礎(chǔ)”

互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、5G技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)以及泛在網(wǎng)絡(luò)等的迅猛發(fā)展，為萬物互聯(lián)奠定了基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的互聯(lián)，突破了萬物的空間限制，打通了產(chǎn)業(yè)之間、產(chǎn)業(yè)內(nèi)部、行業(yè)之間、行業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間、企業(yè)內(nèi)部人與人、人與物、物與物之間的“溝通”橋梁，降低了關(guān)聯(lián)、共享、溝通成本。數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，各產(chǎn)業(yè)之間、內(nèi)部，與上下游供應(yīng)商、消費(fèi)者之間，“溝通”、連接的需求是普遍和廣泛的，其“溝通”、連接的成本，直接決定智慧城市產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平和狀態(tài)。從智慧城市建設(shè)，布局城市級(jí)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，為智慧城市及智慧城市各產(chǎn)業(yè)提供城市級(jí)的基礎(chǔ)支撐角度，把具有普遍、基礎(chǔ)的需求和功能，予以抽取、整合，是打造成智慧城市的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)布局必不可少的途徑。

根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、5G技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)以及泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)邏輯，發(fā)展SML框架布局理論共享（Sharing）內(nèi)涵，構(gòu)建智慧城市萬物互聯(lián)的“溝通基礎(chǔ)”，如圖1所示。該基礎(chǔ)架構(gòu)以當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)邏輯為架構(gòu)，以構(gòu)建的智慧城市功能性為目標(biāo)?！皽贤ā钡暮诵暮突A(chǔ)以互聯(lián)網(wǎng)為骨干，本質(zhì)是在互聯(lián)網(wǎng)主干上延伸和擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，把整個(gè)城市的各種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接起來，使得城市各產(chǎn)業(yè)之間、內(nèi)部，從用戶端延伸和擴(kuò)展到任何人與人、人與物、物與物之間，實(shí)現(xiàn)信息關(guān)聯(lián)、交換和通信，把整個(gè)城市產(chǎn)業(yè)人和物，置于一個(gè)泛在的網(wǎng)絡(luò)和“溝通”系統(tǒng)中，從而構(gòu)架起萬物互聯(lián)的“溝通基礎(chǔ)”。值得說明的是，各技術(shù)依賴之間既有包含關(guān)系也有并列重合部分，它們通過各種不同的方式接入到主干的互聯(lián)網(wǎng)，最終都通過各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在泛在網(wǎng)絡(luò)中，連接到主干的互聯(lián)網(wǎng)。

圖1“溝通基礎(chǔ)”構(gòu)建示意圖

（二）基于“匹配”視角構(gòu)建智慧城市的“空間基礎(chǔ)”

隨著全球衛(wèi)星定位技術(shù)、高分辨率對(duì)地觀測(cè)技術(shù)、海量空間地理信息處理技術(shù)、無人機(jī)技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、智能終端等高新技術(shù)的融合和發(fā)展，使世界各國(guó)認(rèn)識(shí)到空間地理信息在未來信息革命中的重要作用，全球40多個(gè)國(guó)家都制定了本國(guó)的國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的相關(guān)計(jì)劃[34]。我國(guó)于2014年將空間地理信息產(chǎn)業(yè)納入7大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，給空間信息產(chǎn)業(yè)迎來飛速發(fā)展的良好歷史機(jī)遇。特別是我國(guó)擁有自主產(chǎn)權(quán)的、世界第四個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)[35]——北斗系統(tǒng)，全面覆蓋全球服務(wù)能力的建設(shè)，帶動(dòng)了空間地理信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。

空間信息產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)效應(yīng)強(qiáng)，全球新興科技領(lǐng)域如商業(yè)航天、衛(wèi)星遙感、自動(dòng)駕駛、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市應(yīng)用等，都與空間信息科技息息相關(guān)。產(chǎn)業(yè)應(yīng)用范圍涵蓋國(guó)防、城市規(guī)劃、國(guó)土、城管、公安、交通、工商、稅務(wù)、環(huán)保、房產(chǎn)、衛(wèi)生等30多個(gè)領(lǐng)域，滲透于社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的方方面面，市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?。而物?lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛、智慧城市、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等新興領(lǐng)域的發(fā)展，更擴(kuò)大了空間地理信息產(chǎn)業(yè)的需求。在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，萬物的空間地理信息需求愈發(fā)突出，對(duì)于時(shí)空、定位、導(dǎo)航等需求愈發(fā)具有普遍性，智慧城市在空間地理信息方面的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局凸顯。

SML框架布局理論的“匹配”，雖是勞動(dòng)力的搜尋與匹配，指的是供需雙方的搜尋成本，旨在增加勞動(dòng)力的搜尋、匹配機(jī)會(huì)與匹配質(zhì)量。但在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，隨著智能化的發(fā)展，各個(gè)承載著某種功能的“物”是“勞動(dòng)力”的主體。它們的供需搜尋與匹配，沒有空間地理信息基礎(chǔ)，必然缺乏“物”的“匹配”基礎(chǔ)。

發(fā)展SML框架的“匹配”布局理論，構(gòu)建智慧城市空間地理信息的“空間基礎(chǔ)”，如圖2所示。智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局的“空間基礎(chǔ)”部分，主要解決智慧城市產(chǎn)業(yè)布局中，各產(chǎn)業(yè)之間、產(chǎn)業(yè)內(nèi)部，人與人、人與物、物與物生產(chǎn)力的供需搜尋與匹配問題。這種搜尋與匹配對(duì)于智慧城市，是智能化的“物”以空間位置屬性來完成的搜尋與匹配。根據(jù)空間地理信息技術(shù)邏輯，智慧城市“空間基礎(chǔ)”，主要從空間地理信息技術(shù)構(gòu)成予以構(gòu)建，由太空、空中、地面和室內(nèi)幾部分組成。

圖2“空間基礎(chǔ)”構(gòu)建示意圖

太空部分主要是以各種衛(wèi)星的研發(fā)、制造、發(fā)射和運(yùn)營(yíng)為內(nèi)容，是“空間基礎(chǔ)”中提供數(shù)據(jù)采集能力的公共基礎(chǔ)設(shè)施。空中部分是以無人機(jī)、航空等為主要內(nèi)容的航空攝影空間信息的采集、提取。地面部分主要集中于空間信息信號(hào)的接收、處理。室內(nèi)部分主要是地面室內(nèi)、封閉、遮擋環(huán)境下“空間基礎(chǔ)”對(duì)各個(gè)產(chǎn)業(yè)提供各種空間信息服務(wù)的部分。

（三）基于“學(xué)習(xí)”視角構(gòu)建智慧城市的“行動(dòng)基礎(chǔ)”

數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，信息產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出前所未有的繁榮，新的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷涌現(xiàn)。從傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的PC終端，到移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的智能手機(jī)，再到物聯(lián)網(wǎng)傳感器，技術(shù)革新使數(shù)據(jù)生產(chǎn)能力呈指數(shù)級(jí)提升。中國(guó)科學(xué)院院士陳國(guó)良指出[17]，我們正處在一個(gè)由大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能推動(dòng)的巨大數(shù)字轉(zhuǎn)型期，這也是市場(chǎng)轉(zhuǎn)型的巨大動(dòng)力。智慧城市的“溝通基礎(chǔ)”和“空間基礎(chǔ)”為城市產(chǎn)業(yè)提供了生產(chǎn)、積累大量數(shù)據(jù)的載體。大數(shù)據(jù)技術(shù)打破了傳統(tǒng)計(jì)算處理方法，催生了云計(jì)算技術(shù)的產(chǎn)生。云計(jì)算為大數(shù)據(jù)的處理提供了彈性的、可調(diào)度的大量資源。有了數(shù)據(jù)和計(jì)算平臺(tái)，采取什么樣智能算法、使其擁有自主決策的能力，全量樣本的數(shù)據(jù)處理催生人工智能的爆發(fā)。近年來人工智能、特別是深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域取得了突破性的進(jìn)展，引領(lǐng)了機(jī)器學(xué)習(xí)的研究、應(yīng)用熱潮。機(jī)器學(xué)習(xí)能夠自動(dòng)化越來越多機(jī)器化人的腦力勞動(dòng)，使得機(jī)器“物”的智能生產(chǎn)成為工業(yè)時(shí)代無人自動(dòng)智能化生產(chǎn)體系的建立成為可能。

SML框架布局理論的學(xué)習(xí)方面，強(qiáng)調(diào)的是知識(shí)、技術(shù)的溢出效應(yīng)。而在信息化、網(wǎng)絡(luò)化，打破產(chǎn)業(yè)布局的空間限制之后，智能化加速知識(shí)、技術(shù)溢出效應(yīng)，表現(xiàn)為“物”的自主決策和行動(dòng)能力，成為產(chǎn)業(yè)重要的公共基礎(chǔ)，是信息成本決定產(chǎn)業(yè)布局的重要因素。

數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，由云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能的技術(shù)邏輯，和城市產(chǎn)業(yè)公共基礎(chǔ)無人自動(dòng)智能化生產(chǎn)體系建立的普遍需求，構(gòu)建智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的“行動(dòng)基礎(chǔ)”，如圖3所示。“行動(dòng)基礎(chǔ)”旨在智慧城市基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)布局中解決為各產(chǎn)業(yè)自動(dòng)自主智能決策、生產(chǎn)體系的建立提供城市級(jí)的公共基礎(chǔ)服務(wù)。大數(shù)據(jù)提供“行動(dòng)基礎(chǔ)”的數(shù)據(jù)來源，云計(jì)算提供“行動(dòng)基礎(chǔ)”的算力支撐，AI提供“行動(dòng)基礎(chǔ)”的算法，產(chǎn)生自主決策和行動(dòng)能力。

圖3“行動(dòng)基礎(chǔ)”構(gòu)建示意圖

人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算現(xiàn)在正表現(xiàn)出“三位一體”式的深入融合發(fā)展。大數(shù)據(jù)的開發(fā)和應(yīng)用離不開云計(jì)算的強(qiáng)大支持，云計(jì)算的發(fā)展和大數(shù)據(jù)的積累是人工智能快速發(fā)展的基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)性突破的關(guān)鍵。通過發(fā)展大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能為核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)，構(gòu)建智慧城市基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)布局的“行動(dòng)基礎(chǔ)”，即構(gòu)建智慧城市的自主決策行為基礎(chǔ)。在“行動(dòng)基礎(chǔ)”中，“數(shù)據(jù)”和“算力”是資源，“算法”完成自主決策。數(shù)據(jù)+算力+算法共同構(gòu)筑了“行動(dòng)基礎(chǔ)”的框架。

概言之，圍繞數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，信息成本是城市產(chǎn)業(yè)布局的重要參考因素，基于SML框架布局理論，構(gòu)建了智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局的“三大基礎(chǔ)”框架：“溝通基礎(chǔ)”、“空間基礎(chǔ)”和“行動(dòng)基礎(chǔ)”。該框架基于SML框架的共享、匹配和學(xué)習(xí)三方面，分別從城市產(chǎn)業(yè)“物”的關(guān)聯(lián)、“物”的空間搜尋與匹配和“物”的自主決策能力三方面予以構(gòu)建，如圖4所示。

圖4 智慧城市基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)布局框架示意圖

“溝通基礎(chǔ)”是SML布局框架中共享、關(guān)聯(lián)方面，在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，產(chǎn)業(yè)信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的豐富和發(fā)展，以智慧城市視角構(gòu)建城市級(jí)“溝通”基礎(chǔ)公共服務(wù)，為各產(chǎn)業(yè)共享、關(guān)聯(lián)提供城市級(jí)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局?！翱臻g基礎(chǔ)”是SML布局框架中勞動(dòng)力匹配，在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，無人自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)體系建立，以智慧城市視角滿足城市級(jí)各產(chǎn)業(yè)“物”的生產(chǎn)力搜尋與匹配需求和發(fā)展，而構(gòu)建的城市級(jí)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局?！靶袆?dòng)基礎(chǔ)”是SML布局框架中學(xué)習(xí)方面，在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，各產(chǎn)業(yè)“物”的無人自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)體系中自主決策行為的需求和發(fā)展，而構(gòu)建的城市級(jí)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局。智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局，以“三大基礎(chǔ)”：“溝通基礎(chǔ)”、“空間基礎(chǔ)”和“行動(dòng)基礎(chǔ)”為框架和實(shí)現(xiàn)路徑。

四、智慧城市基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)布局的實(shí)現(xiàn)路徑

物聯(lián)網(wǎng)、空間地理信息、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新一代信息技術(shù)是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局的技術(shù)支撐，構(gòu)建以“溝通基礎(chǔ)”、“空間基礎(chǔ)”和“行動(dòng)基礎(chǔ)”的智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局，搭建智慧城市城市級(jí)各產(chǎn)業(yè)“物”的連接、匹配和學(xué)習(xí)的城市智慧產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)支撐功能。每個(gè)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)可劃分為硬件制造層、產(chǎn)業(yè)平臺(tái)層、產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)層和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用層四個(gè)層面的建設(shè)，如圖5所示。

圖5 智慧城市基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)四層建設(shè)模型示意圖

硬件制造層，主要是智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的硬件制造，表現(xiàn)為產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、公共、核心的裝備制造。該層涉及大量產(chǎn)業(yè)的數(shù)控加工、工業(yè)機(jī)器人、嵌入式芯片等各種高端制造的核心零部件以及這些部件中隨機(jī)的各種基礎(chǔ)軟件，是源頭和底層支撐。當(dāng)前這些大多掌握在國(guó)外，我國(guó)主要依賴進(jìn)口。有研究顯示[36]，我國(guó)近90%的芯片、80%的高檔數(shù)控機(jī)床和80%以上的核心工業(yè)軟件以及70%的工業(yè)機(jī)器人等依賴進(jìn)口。這造成國(guó)內(nèi)這些產(chǎn)業(yè)的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力低下、產(chǎn)品范圍受限，處于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的低端狀況急需轉(zhuǎn)變。

產(chǎn)業(yè)平臺(tái)層，主要是產(chǎn)業(yè)制造層制造硬件的軟件或平臺(tái)，是硬件制造層的靈魂。當(dāng)前，在制造層面各個(gè)企業(yè)硬件設(shè)備的隨機(jī)軟件沒有對(duì)外API輸出標(biāo)準(zhǔn)，有的甚至沒有或不支持對(duì)外API接口，以至于軟件平臺(tái)層面就嚴(yán)格綁定了設(shè)備。硬件層和軟件平臺(tái)層的綁定，使得軟件層面容易出現(xiàn)“信息孤島”或在軟件層面需要增加企業(yè)較大的軟件改造成本。因此，在軟件平臺(tái)層面，打破各個(gè)產(chǎn)業(yè)信息系統(tǒng)的隔離，是“溝通基礎(chǔ)”的基礎(chǔ)，是降低社會(huì)成本、避免重復(fù)建設(shè)、挖掘新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)的所在。

產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)層，主要是產(chǎn)業(yè)平臺(tái)軟件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及其處理，包括平臺(tái)數(shù)據(jù)的生產(chǎn)、存儲(chǔ)、消費(fèi)及管理等。當(dāng)前，由于各產(chǎn)業(yè)軟件平臺(tái)層面的隔離，各產(chǎn)業(yè)企業(yè)在硬件層面，所用設(shè)備限定了數(shù)據(jù)來源，其數(shù)據(jù)擴(kuò)展，亦來源于軟件平臺(tái)層面和硬件層面投入的不斷擴(kuò)大，難以跟其他產(chǎn)業(yè)企業(yè)或軟件平臺(tái)共享信息，導(dǎo)致了產(chǎn)業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)積累的單一化，單體量急劇增加，單一數(shù)據(jù)量“大”而不“全”。這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)性矛盾突出，數(shù)據(jù)價(jià)值量不高。

產(chǎn)業(yè)應(yīng)用層，是產(chǎn)業(yè)提供功能和服務(wù)的接口。當(dāng)前，產(chǎn)業(yè)企業(yè)和用戶的個(gè)性化應(yīng)用不斷增強(qiáng)，新的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求日益增多，在物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能背景下，智能化的應(yīng)用將是產(chǎn)業(yè)智能化的輸出。但由于我國(guó)軟件平臺(tái)層和數(shù)據(jù)層面的互通和共享問題，導(dǎo)致了很多企業(yè)有成效的AI輸出效果不明顯，其巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值還有待進(jìn)一步發(fā)展。

智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局建設(shè)的“層次”建設(shè)模型，是對(duì)城市基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的一種分層建設(shè)框架，是“高內(nèi)聚、低耦合”思想在城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)的運(yùn)用。“三大基礎(chǔ)”的智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局框架，旨在尋求智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局共有屬性。但各地智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局實(shí)際情況千差萬別，即使是同一個(gè)行業(yè)不同企業(yè)需要解決的問題也千差萬別，對(duì)于一個(gè)城市的智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局，很難找到“放之四海而皆準(zhǔn)”的普適路徑。各個(gè)城市在智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局的過程中，一定要結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)，可以參考比較優(yōu)勢(shì)布局理論和點(diǎn)軸理論，從自身的核心優(yōu)勢(shì)出發(fā)，擇“三大基礎(chǔ)”的任何一個(gè)“基礎(chǔ)”優(yōu)先予以構(gòu)建。但優(yōu)先發(fā)展優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)、優(yōu)勢(shì)部分，逐步直擊痛點(diǎn)、直至短板全無，卻是各地需要結(jié)合自身的情況需要予以考慮的所在。根據(jù)實(shí)際情況，在合理且有延續(xù)性的整體規(guī)劃與頂層設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，沿著產(chǎn)業(yè)智能化構(gòu)成要素、產(chǎn)業(yè)智能化能力建設(shè)、產(chǎn)業(yè)智能系統(tǒng)建設(shè)的發(fā)展方向演進(jìn)。

“三大基礎(chǔ)”框架在“溝通基礎(chǔ)”方面，我國(guó)5G技術(shù)在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位，5G的推廣應(yīng)用將開啟“萬物互聯(lián)、萬物可控”的新時(shí)代。5G技術(shù)與生俱來的可移動(dòng)、低延遲、高可靠性、高寬帶等特性很好的迎合了智慧醫(yī)療、云化機(jī)器人、工業(yè)AR、物流追蹤等應(yīng)用場(chǎng)景的需要。5G技術(shù)的成熟，為智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局建立良好的“溝通基礎(chǔ)”邁出一大步，使得“人與人”、“人與物”、“物與物”感知信息、獲取信息、傳遞信息、交流信息的廣泛實(shí)現(xiàn)成為可能。廣東省5G技術(shù)走在全國(guó)前列，深圳是全球5G“第一城”，5G基站密度全國(guó)第一，是全國(guó)首個(gè)5G獨(dú)立組網(wǎng)全覆蓋的城市，5G標(biāo)準(zhǔn)必要專利總量全球領(lǐng)先，5G產(chǎn)業(yè)規(guī)模、5G基站和終端出貨量全球第一，易以5G技術(shù)和應(yīng)用為先導(dǎo)、帶動(dòng)整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、構(gòu)建城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局的“溝通基礎(chǔ)”。

“三大基礎(chǔ)”框架在“空間基礎(chǔ)”方面，我國(guó)北斗系統(tǒng)作為中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，和美國(guó)GPS、俄羅斯“格洛納斯”（GLONASS）以及歐盟“伽利略”（GALILEO），共同成為聯(lián)合國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航委員會(huì)已認(rèn)定的供應(yīng)商。北斗系統(tǒng)是中國(guó)著眼于國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。無論是國(guó)家還是民眾對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航定位的位置服務(wù)需求，無處不在。我國(guó)的北斗系統(tǒng)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)完備。國(guó)家大力支持北斗基礎(chǔ)產(chǎn)品研發(fā)和行業(yè)應(yīng)用推廣。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI技術(shù)的發(fā)展，大眾消費(fèi)市場(chǎng)已經(jīng)來臨，“空間基礎(chǔ)”以北斗系統(tǒng)大眾消費(fèi)市場(chǎng)為突破口，市場(chǎng)潛力巨大，輻射帶動(dòng)范圍廣，重在搶先布局。廣東省于2006年全國(guó)第一個(gè)建成覆蓋全省的連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)（GDCORS），為全省提供實(shí)時(shí)各種精度（米級(jí)、亞米級(jí)、厘米級(jí)）的定位服務(wù)，且GDCORS系統(tǒng)中心落地廣州，已積累了多達(dá)16年的位置服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，這為廣州智慧城市基礎(chǔ)布局的“空間基礎(chǔ)”提供了先決條件，又同其他城市避免同時(shí)期錯(cuò)位發(fā)展、同質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)提供了機(jī)遇。

“三大基礎(chǔ)”框架在“行動(dòng)基礎(chǔ)”方面，我國(guó)的大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、AI應(yīng)用層面是強(qiáng)項(xiàng)，而這些技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域眾多，市場(chǎng)前景廣闊。2019年以來，我國(guó)先后成立了上海、深圳、濟(jì)南、北京、天津、杭州、廣州、成都八大人工智能創(chuàng)新應(yīng)用先導(dǎo)區(qū)，堅(jiān)持應(yīng)用牽引，開放場(chǎng)景帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)落地，在2021人工智能計(jì)算大會(huì)上發(fā)布的《2021-2022中國(guó)人工智能計(jì)算力發(fā)展評(píng)估報(bào)告》，人工智能城市排名的前10中，這八大人工智能創(chuàng)新應(yīng)用先導(dǎo)區(qū)占據(jù)7席，其中北京排名第一，廣東廣州、深圳兩市均進(jìn)入前十?？梢姴扇∫詰?yīng)用層為先導(dǎo)，成績(jī)顯著。這八大先導(dǎo)區(qū)易以繼續(xù)以應(yīng)用層為突破口，帶動(dòng)技術(shù)層、基礎(chǔ)層、芯片層面的發(fā)展，構(gòu)建智慧城市基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)布局的“行動(dòng)基礎(chǔ)”。

五、小結(jié)

概言之，正確適時(shí)的智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局是當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路，也是我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展在全球產(chǎn)業(yè)鏈中從資源輸出型向技術(shù)輸出型轉(zhuǎn)變的重大機(jī)遇。在智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局中，需有明確的產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)，本文提出了構(gòu)建智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局的三大基礎(chǔ)框架：溝通基礎(chǔ)、空間基礎(chǔ)和行動(dòng)基礎(chǔ)，探討了智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局的架構(gòu)和路徑。從存在的問題看，我國(guó)產(chǎn)業(yè)的短板是關(guān)鍵裝備、核心零部件、關(guān)鍵基礎(chǔ)性隨機(jī)軟件，短期內(nèi)難以完全補(bǔ)足這些短板，但要加快補(bǔ)足的步伐與廣度。比較優(yōu)勢(shì)布局理論和點(diǎn)軸理論告訴我們，補(bǔ)足這些產(chǎn)業(yè)短板，可以從最擅長(zhǎng)的層面為帶動(dòng)點(diǎn)，來獲得市場(chǎng)和利潤(rùn)，把優(yōu)勢(shì)層面站穩(wěn)的市場(chǎng)和利潤(rùn)傳導(dǎo)到產(chǎn)業(yè)的短板層，給短板層面注入發(fā)展所需的資源和人力。集中力量加大科技創(chuàng)新和科技應(yīng)用力度，加快產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)研發(fā)，對(duì)涉及面廣的卡脖子關(guān)鍵問題（比如各類芯片制造和核心工業(yè)基礎(chǔ)軟件），加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和集體攻關(guān)來予以解決。就當(dāng)前我國(guó)智慧城市建設(shè)的普遍情況來看，以5G技術(shù)為突破，加快智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局的“溝通基礎(chǔ)”建設(shè)；依托自主產(chǎn)權(quán)的北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)為突破口，加快智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局的“空間基礎(chǔ)”建設(shè)；以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、AI技術(shù)等信息技術(shù)為基礎(chǔ)，加快智慧城市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)布局的“行動(dòng)基礎(chǔ)”建設(shè)，共同為城市各產(chǎn)業(yè)構(gòu)筑智慧城市級(jí)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，是我國(guó)當(dāng)下智慧城市建設(shè)的突破點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)路徑。