原标题：基于多元主体协同的智慧城市信息生态链设计
作者简介：马捷(1973- )，女，辽宁锦州人，博士，吉林大学管理学院教授，博士生导师。长春 130022；吉林大学信息资源研究中心。长春 130022；主要从事信息资源管理、信息生态理论与应用研究；胡漠，吉林大学管理学院。长春 130022；连明，海军参谋部。北京 125001
内容提要：智慧城市的多元主体主要包括政府管理智能化信息主体、道路基础设施智能化信息主体、社会服务智能化信息主体、生产管理智能化信息主体。多主体间的信息协同是智慧城市管理者对智慧城市进行更加有效的管理、智慧城市中的居民得到更加便捷生活的关键。文章以信息生态理论为指导，设计基于多元主体协同的智慧城市信息生态链总体模型，为智慧城市的建设和管理提供参考。
关 键 词：信息生态链 多元主体 智慧城市 信息协同
标题注释：国家社会科学基金重大项目(11&ZD180)。
中图分类号：G250.2 文献标识码：A 文章编号：1007-7634(2016)12-70-05
随着我国经济的发展与城镇化改革的推进，一些大、中城市的“城市病”凸显，市民居于其中的直观感受为城市空气污染严重、城市交通拥堵、医疗、教育资源分布不均等。在此背景下，智慧城市作为解决上述问题的“有力武器”而进入人们的视野。2015年，“智慧城市”被首次写进我国政府工作报告，李克强总理亦在国内国外的会议中多次提及智慧城市。一座真正的智慧城市应能通过通讯及信息领域的新技术，增强城市的管理和服务能力，使城市的资源智能利用能力和要素组织能力获得提升，使个人与企业获得最大化的公共服务，最终实现社会与城市的可持续化发展。随着新型城镇化与两化融合的推进，“互联网+”、O2O、互联网金融、工业4.0等新机会、新模式、新理念出现，我国智慧城市建设即将进入黄金发展期[1]。当前我国智慧城市建设存在各部门、各行业间信息不能互通的“信息孤岛”现象，成为制约我国智慧城市发展的一大瓶颈。信息生态链的设计是对智慧城市各单元内部信息流转、信息利用的设计，从信息流向的角度促进“信息孤岛”问题的解决。基于多元主体协同的智慧城市信息生态链设计强调了智慧城市信息链的主体不仅包括政府，还包括非政府组织、企业、市民等，多元主体间只有信息协同了，才能将现代城市运行过程中产生的复杂、多样化的信息关系理顺。智慧城市建设的核心不是启动许多新的工程，而是打破各部门间的信息壁垒，实现信息融合与数据共享，实现智慧化功能。基于多元主体协同的智慧城市信息生态链的设计目的正在于此，通过解析多元主体间信息价值和共享的方向，有力促进智慧城市的“智慧化”发展。
1 研究述评
现有以智慧城市信息处理为主题的研究多是针对智慧城市信息系统的运行问题，鲜有针对其内部的信息流转、信息利用关系进行研究。如汪芳等人认为随着物联网、云计算等技术的快速发展，城市信息化的发展趋势是构建智慧、协同的城市信息系统[1]。Jiong Jin等人基于云计算技术构建了从感官层次的网络结构到核心层次的数据管理的完整的城市信息系统[2]。Rob Kitchin通过大量的案例证明了城市中的一些基础设施所产生的“大数据”可以为城市的决策者与普通市民所利用，从而使这些数据的价值实现最大化[3]。Nasrin Khansari等人认为智慧城市能为市民提供各种城市服务信息，并追踪能源消耗的过程，使整个城市得到可持续性的发展[4]。Tuba Bakici等人分析了巴塞罗那的智慧城市战略，并指出巴塞罗那智慧城市的建立得益于电子基础设施的完备与开放的数据[5]。Mao Yihua等人提出了“12345”模式的智慧城市发展模型，即建立一个智慧的城市管理系统、两个支持保障措施、三个信息基础设施、四个智慧城市管理模式、五个应用服务系统[6]。肖应旭构建了包含制度体系、组织体系、技术体系和管理体系的智慧城市信息服务运行的系统模型，并给出其驱动模式[7]。李勇提出了保障智慧城市信息系统安全的策略，分别为对城市信息基础设施进行升级、以政府为主体建立信息安全保障系统、以技术创新强化信息安全技术[8]。李纲等人从人员、机构、技术、资源、制度与行为六个方面对智慧城市应急决策情报体系的框架进行构建，从组织体系、保障体系与运行机制三个层面对智慧城市快速响应情报体系的协同模式进行探讨[9]。安小米对信息资源管理在智慧城市信息化项目规划、实施、运行和评估方面的作用进行分析，并提出了建立我国智慧城市信息资源管理协同创新策略的构想[10]。
已有研究成果中，主要是采用建模的方法对智慧城市信息系统的建设进行研究，鲜有从高效便捷、协同发展的角度对智慧城市信息系统内部的信息生态链进行设计。信息生态链全面揭示信息系统间信息流转路径和信息之间的关系，从信息生态链设计的角度对智慧城市多元主体产生的信息进行顶层协同，能够提高信息在智慧城市各管理部门间的流转效率，使智慧城市信息系统更加符合智慧城市管理者与市民及时、准确、全面的获取信息的需求。
2 智慧城市的多元主体信息协同
2.1 智慧城市的多元主体
智慧城市的建设是一项系统性的工程，主要包含政府管理的智能化、城市基础设施的智能化、社会服务的智能化与生产管理的智能化。其中政府管理的智能化包括政务公开、线上服务与政民互动等领域；基础设施的智能化现阶段主要体现在智能交通领域；社会服务智能化包含智慧医疗、智能家居、智能教育等领域；生产管理的智能化包含智慧企业、智慧银行等领域。
(1)政府管理智能化信息主体。
政府管理智能化能够有效的整合与利用政府各部门产生的政务信息资源，需要建立跨部门综合电子服务平台，感知用户需求，根据用户实际情况提供最便捷的公共服务与商业服务。在整合跨部门信息资源的过程中，相关政务信息在政府各部门间流转；在政府通过电子政务平台为个人用户提供公共服务的过程中，相关的政务信息在政府与个人间流转；在政府为商业用户提供商业服务时，相关政务信息在政府与商业用户间流转。因此，在智能政府管理信息生态链中，信息的主体不仅仅是政府，还包含各类政务服务的用户。
(2)道路基础设施智能化信息主体。
道路基础设施的智能化不仅可以为智慧城市的居民提供便利的生活，更能实现对资源的有效利用。智能交通旨在加强车辆、道路与使用者之间的联系，车辆信息服务终端将车辆运行的信息回馈给使用者，使用者通过对车辆信息的判断决定接下来如何对其进行操作；道路信息的数据终端将其获取的道路、天气等信息发布给在不同路段的车辆使用者与行人并为其规划更加便捷的路线。其信息主体分别是车辆使用者、车辆信息服务终端与道路信息数据终端。
(3)社会服务智能化信息主体。
社会服务智能化包含智慧医疗、智能家居、智能教育等领域。其中智慧教育是指在教育领域全面深入地运用现代信息技术促进教育改革与发展的过程[11]，发展智慧教育旨在通过高效的信息手段促进优质教育资源的覆盖于共享。智慧教育要求网络教育平台能够实现智慧化功能，除了传统的网课等形式外，平台应能够及时对学生的成绩、学习路径、访问兴趣进行分析反馈给教师，并能对学生进行个性化学习的量身定制。智慧教育的信息主体为发布各类教育信息的教育部门、教师及接收这些信息的市民。智慧医疗是指利用先进的信息技术，实现患者于医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动，最终实现方便患者的目的，其信息主体包括患者、医疗人员与医疗机构等。智能家居中的居住者可以随时通过智慧家居信息平台使用手机、PC等信息终端对自家的温度、湿度、照明亮度等进行预先设定与实时调节，使居住者拥有更加安全、便利、舒适与环保的居住空间，其信息主体为居住者、智能灯光控制系统、智能安防、智能家电等。
(4)生产管理智能化信息主体。
生产管理智能化程度是衡量智慧城市发展程度的一项重要指标。智慧城市的生产管理智能化包含智慧企业、智慧商店、智慧银行等领域。这些领域中与普通市民息息相关的是智慧支付。通过城市一卡通、手机快捷支付等方式，市民可以直接与企业的官方平台进行O2O的采购；可以直接对所购买的商品与服务进行线上支付；亦可以通过智慧银行对个人的资金进行管理。智慧支付的信息主体为公共服务设施管理部门、商业机构、银行、市民等。
2.2 智慧城市多元主体信息协同
多元主体间信息流转是围绕着中介客体的信息传递过程，其表现形式为“主体——中介客体——主体”，其中主体表示各类信息的发出者与接收者，中介客体即信息平台。智慧城市中的多元主体协同是指智慧政府、智慧教育、智慧医疗、智慧交通、智慧支付、智慧家居等各具体领域中的信息不仅仅在其领域的系统内部进行流转，亦可以在各系统间进行流转，提升彼此的智慧化发展程度。这种流转需要预先设计，分析哪部分信息可以为其他领域所利用，哪部分信息仅可独立使用等，信息流转可以基于一定的标准和平台实现。对信息流转的设计用信息生态链的形式加以体现，最终在智慧城市中各信息主体应间建立开放、复杂、有序的智慧城市信息生态链，以合作、协同为出发点建立智慧城市信息生态链的运行机制。
3 基于多元主体协同的智慧城市信息生态链设计
信息生态链和信息链最本质的区别在于，信息生态链以协调运用、高效输出为设计目的，目标是实现信息生态系统的协调和可持续发展。本研究在整体设计过程中，秉承信息生态链的设计理念。
3.1 基于多元主体协同的智慧城市信息生态链层次模型
在对基于多元主体协同的智慧城市信息生态链进行设计之前，应先明确智慧城市信息生态链的层次关系，使其更好地达到智慧城市中多元主体信息协同的目的(见图1)。
图1 基于多元主体协同的智慧城市信息生态链层次模型
本模型将多元主体协同的智慧城市信息生态链的信息协同层次分为四个层级，分别为应用层、网络平台层、技术层与用户层，确保智慧城市中多元主体间的信息可以通过智慧城市信息生态链进行有效、快速的信息共享及利用。用户层是基于多元主体协同的智慧城市信息生态链的信息共享主体集合，是数据产生主体，又是应用层的受益群体。用户层包含政府部门、商业机构、非营利性组织与市民等单元，在基于多元主体协同的智慧城市信息生态链中，各主体产生的信息将在进行必要的加工与处理后传递到信息共享数据库平台。技术层是通过云计算技术、物联网技术、移动互联网技术等为应用层与网络平台层提供技术支持。网络平台层将用户层中产生的信息迅速整合、分类并保存在相应数据库内，依据信息生态链设计的结构，实现多元信息面向智慧城市应用层的分配。在应用层中包含智慧政府、智慧教育、智慧医疗、智慧交通、智慧支付、智慧家居等模块，是最终面向用户服务提供智慧服务的终端。应用层亦会收集用户在使用智慧功能中产生的各种信息，流向网络平台层进行综合台调配与利用。在四层次模型中，多元复杂的信息通过精心设计的信息生态链进行调控和利用，信息生态链信息实现有序流转与整合，以实现智慧城市各项功能的充分发挥，实现信息协同，避免“信息孤岛”的效应的产生。
3.2 基于多元主体协同的智慧城市信息生态链设计
智慧城市信息生态链构成要素包含信息、节点与路径，节点即信息的发出者与接收者，路径指信息流转过程中所经过的“道路”。虽然智慧城市中的不同节点每时每刻都产生着海量的信息，节点数量亦十分庞大，但其节点个数相对固定，从而使各节点间的路径亦相对稳定。因此，对路径的设计是对智慧城市信息生态链设计的关键，本文对智慧城市信息生态链的设计重点亦放在对智慧城市顶层信息流转路径的设计上。
信息在信息生态链中的传递路径有一对一流转形式、一对多流转形式及复合型[12]。智慧城市中的信息流转包含政府部门面向政府部门的信息传递、政府部门面向广大市民的信息传递、市民与金融机构、商业部门间的信息传递、商业部门面向广大市民的信息传递等多种形式，均包含于一对一、一对多、复合型的信息流转路径形式中(见图2)。
图2 基于多元主体协同的智慧城市信息生态链设计
智慧城市作为一种新型城市形态，必须坚持以人为中心，强调尊重人、依靠人和服务人的价值取向，智慧城市信息生态链的设计亦是如此。图中实线矩形图案表示智慧城市信息生态链的节点，双向箭头表示智慧城市信息生态链中信息的流转路径。在智慧政府单元模块内信息生态链的路径为信息在政府各部门间、政府与市民间进行流转，节点为政府部门与市民。智慧教育单元模块内，其信息生态链的信息流转路径为教育机构将教师、教学设备的相关信息传递给有需要的市民，教师将市民所需的知识信息传递给市民，接受信息的市民亦可以将信息反馈给教育机构与教师，因此智慧教育信息生态链的节点为教育机构、教师与市民。智慧医疗单元模块内，其信息生态链的信息流转路径为医疗机构将医务人员与医疗设备的信息传递给所需市民，医务人员针对市民的需求将信息传递给市民，接受信息的市民亦可以对医疗机构与医疗人员进行信息反馈。智慧交通单元模块内的信息流转路径为道路信息、天气信息通过交通管理部门传递给所需市民，车辆将运行信息传递给使用的市民，市民亦可以将车辆、道路等信息传递给交通管理部门，因此智慧交通信息生态链的节点为交通管理部门与市民。智慧支付单元模块内信息流转的路径为商业部门与公共服务设施管理部门将信息传递给相关市民，市民再将信息传递给相关银行，银行再将信息传递给市民、商业服务部门与公共设施管理部门。因此智慧支付模块信息生态链的节点为市民、商业服务部门与公共设施管理部门。智慧家居单元模块信息流转的路径为市民将命令信息传递给自家电器信息接收端，其信息节点为市民与电器信息接收端。其中智慧城市综合信息共享平台、智慧教育信息共享平台、智慧医疗信息共享平台、智慧交通信息共享平台、智慧支付信息共享平台、互联网家居控制系统均为多元主体协同的智慧城市信息生态链的中介客体，不会自主生成原始信息，仅是对原始信息进行整合加工，使其生产出的新信息能涵盖多个模块的原始信息，方便政府部门、社会机构、市民对智慧城市中的信息进行综合利用。
图2所示的信息生态链结构中，各个相对独立的智慧城市功能单元产生的信息都指向综合信息共享平台，综合信息共享平台亦有信息流出到各个模块。多元主体产生的信息通过信息共享平台完成各单元间的信息调配。各单元所共用的基础信息，如公民基本资料应为智慧城市各个领域所共享，该基本资料来自于智慧城市各功能单元，通过一定的获取机制进行信息采集，形成用户基本资料库，如图3所示。
在智慧政府、智慧交通等多智慧单元中，信息可以彼此利用，单元间的信息生态链设计如图3所示。智慧交通产生的应急类信息应为智慧政府协同处置应急事件提供支撑，为智慧医疗系统对突发危机事件的救护及时提供信息；公民的车辆信息是个人信贷体系的重要组成，应为智慧支付提供信用佐证；智慧教育和智慧政府之间则因服务而建立起信息联系。
图3 智慧城市各单元信息生态链设计
从广义上来说，智慧城市中的各个智慧单元之间，都有着千丝万缕的联系，本研究中信息生态链的设计，只攫取其中最为主要的信息流转进行设计。对于智慧城市建设来说，一种思路是顶层整体设计，打好基础，各单元功能逐步拓展和细化；另一种思路是各智慧单元自己先纵深发展，在本功能领域做到功能完善和细化，再寻求整体协调和配合。国外很多国家在智慧电网、智慧交通等个别领域先获得高度发展，有针对性的优先解决能源、环境等问题，取得了宝贵经验。从我国城市建设发展来说，大量城市处于智慧城市发展的初级阶段，应首先做好整体规划，做好基础设施和标准的建设，再寻求某一领域的精深发展。
4 案例分析
4.1 选择案例研究方法的理由及案例的选择
案例研究是通过对相关案例的观察、整理、分析，找出一些未被发现的新的因素或关系，属于实证研究中定性研究的一种形式。Eisenhardt等人认为案例实证研究在发现信息理论、丰富现有理论等方面具有重要意义[13]。更有学者认为案例分析研究能够考察掌握案例对象的复杂性，对研究对象进行厚实的分析描述[14]。因此，根据本研究主题内容上具有复杂性的特点，本文将采用单案例纵向研究的方法，希望能够较好的了解案例的背景，并在一定程度上保证案例研究的深度。
本文选取的研究案例为巴西曾经的首都里约热内卢的新型智慧城市系统。Eisenhardt[15]指出，对于案例研究方法来说，随机样本不仅是不必要的，一般情况下亦是不可取得，基于案例研究方法研究的常见做法是选取典型案例。此外，本文的研究问题亦决定了本文案例的选择标准：①智慧城市的建设进展随着信息技术及通信技术的发展日新月异，因此需选择近些年开始着手建立智慧城市信息生态链的城市。②选取的城市在智慧城市信息生态链建设方面应该具有代表性。因此本研究选取里约热内卢的新型智慧城市系统中的信息生态链为研究案例。
4.2 案例简介
里约热内卢是巴西乃至南美的重要门户，同时也是巴西及南美经济最发达的地区之一，素以巴西重要交通枢纽和信息通讯、旅游、文化、金融与保险中心而闻名[16]。里约以其丰富的文化、蓬勃的生活气息与迷人的自然风光举世闻名，但与此同时也背负着犯罪率较高、基础设施老化及自然灾害的威胁。原本就人口增长迅速并拥有六千万人口的里约作为2014年世界杯与2016年奥运会的东道主，数以百万计的人口在短时间内涌向里约。里约需要新的城市管理计划来加强危机中的应变与协调、管理更加繁忙的交通以及提升市民服务。因此，在2010年，里约与IBM宣布携手打造智慧城市，将30多个城市管理部门整合成单一的指挥中心[17]，从而避免政府各部门间的“信息孤岛”状态。
在里约市与IBM的共同努力下，里约建立了里约热内卢新型智慧城市系统，该系统的核心是将里约市内多个城市管理部门的信息进行整合，建立能使信息高效运转的信息流转链式结构，方便政府部门对城市的有效管理与便捷市民的生活。
4.3 具体建设过程及分析
(1)从“信息孤岛”危机中认识到“信息协同”的必要性。
里约之所以做出这个决定的契机是在2008年的夏天，里约遭受特大暴雨的袭击，时任里约市市长的Paes先生虽然接到了暴雨引发一些贫民区房屋倒塌，许多人面临危险的告警报告，但在当时的里约市内找不到一个地方能让市长实时监视灾难状况，指挥落实应急措施。Paes市长在随后的电话采访中说道：“我当时认识到，我们太被动了。”[18]一个月后，他会见了Banavar及其所领导的IBM智慧城市团队，里约市长Paes先生希望IBM智慧城市团队能帮助里约消除城市智能部门间的“信息孤岛”，整合每个智能部门的数据为整个城市运营管理提供支持。
(2)基于多元主体协同的里约热内卢新型智慧城市信息生态链初步建成。
通过IBM公司提供的现代化的信息技术，市政机构管理人员通过控制市的屏幕对里约热内卢进行动态监控并实时传递信息。包括各个地铁站、主要路口的交通状况，通过复杂天气预测系统预报出来的城市未来几天的降雨情况，交通事故处理情况等其他城市问题处理与进展情况，并将信息实时通过网络传递给各相关政府部门与市民。相关政府部门可根据接收到的信息完善对城市的管理；市民可根据接收到的信息完善出行等各种计划。由此，里约的智慧城市信息生态链的链式运转结构初步形成，打破了以往里约各城市管理部门间的信息壁垒。
(3)里约热内卢新型智慧城市信息生态链的典型应用效果。
里约为确保世界杯与奥运会的顺利进行，几年间对里约新型智慧城市信息生态链的节点与路径进行不断扩充，包括交通、天气、能源、突发状况应对等。从而不断丰富里约智慧城市新型城市系统中信息生态链的信息主体，使信息传递的链式结构包含更多的节点与路径，方便信息的快速流转与不同信息主体间的信息共享。使城市管理部门不仅可以预测灾难与突发事件的发生，更能与有关市政机构与市民迅速分享信息，相互协同应对突发事件，使其对危机的应对时间减少30％。成功保障了2014年世界杯与2016年奥运会的顺利举办。
里约热内卢市长Eduardo Paes认为：“在里约，我们运用科技打造了一座智慧城市，为市民提供了更多福利。里约智慧城市系统除了可以对市政资源进行更有效的管理，我们也通过其内部的智慧城市信息生态链与市民分享更多的资料，加速城市的管理及运作。”[19]由此可见，巴西里约热内卢的新型智慧城市信息生态链的建设在开端阶段就对里约城市的管理起到了极大的促进作用，对新型智慧城市系统中的网络信息生态链进行进一步的设计，可有效提升里约智慧城市中各部门信息流转的速率，使里约新型智慧城市系统的功能得到更大发挥。
5 结语
当前我国智慧城市的发展处于初级阶段，对智慧城市顶层设计与统筹布局的能力是决定智慧城市建设成败的关键。本文从信息生态角度出发，分析了智慧城市多元主体的构成，对拥有多元主体的智慧城市信息生态链进行设计，旨在使智慧城市中各主体间的信息流转更加流畅，方便政府的决策与民众的生活，并以巴西里约热内卢的新型智慧城市系统中信息生态链的建设方案为案例进行了分析。智慧城市建设覆盖的范围广泛，本研究主要针对当前智慧城市建设中关注的主要智慧功能单元的信息生态链进行了设计。在接下来的研究中，笔者将不断完善研究内容，以期更加全面的覆盖智慧城市建设中的其他领域。
参考文献：
[1] 第五届中国智慧城市发展水平评估报告[EB/OL].http://www.useit.com.cn/thread-11152-1-1.html,2016-11-10.
[2]Jiong Jin,Jayavardhana Gubbi,Slaven Marusic,Marimuthu Palaniswami.An Information Framework for Creating a Smart City Through Internet of Things[J].IEEE Internet Journal,2014,2(1):112-121.
[3]Rob Kitchin.The real-time city? Big data and smart urbanism[J].Geo Journal,2014,79(1):1-14.
[4]Nasrin Khansari,Ali Mostashari,Mo Mansouri.Conceptual Modeling of the Impact of Smart Cities on Household Energy Consumption[J].Procedia Computer Science,2014,28:81-86.
[5]Tuba Bakici,Esteve Almirall,Jonathan wareham.A Smart City Initiative:the Case of Barcelona[J].Journal of the Knowledge Economy,2013,4(3):135-148.
[6]Mao Yihua,Li Hongyu,Xu Qinrui.The Mode of Urban Renewal Base on the Smart City Theory under the Background of New Urbanization [J].Frontiers of Engineering Management,2015,2(3):261-265.
[7] 肖应旭.面向智慧城市的信息服务体系构建与运行模式研究[D].长春：吉林大学，2012.
[8] 李勇.智慧城市建设对城市信息安全的强化与冲击分析[J].图书情报工作，2012，56(6)：20-24.
[9] 李纲，李阳.智慧城市应急决策情报体系构建研究[J].中国图书馆学报，2016，42(223)：39-54.
[10] 安小米.面向智慧城市发展的信息资源管理协同创新策略——以荷兰阿姆斯特丹智慧城市为例[J].情报资料工作，2014，(3)：49-53.
[11] 智慧教育是什么?[EB/OL].http://news.xinhuanet.com/info/2013-09/30/c_132764225.htm,2016-09-28.
[12] 马捷，胡漠，魏傲希.基于系统动力学的社会网络信息生态链运行机制与优化策略研究[J].图书情报工作，2016，60(4)：12-20.
[13]Eisenhardt.K.M,Graebner.M.E.Theory Building from Cases:Opportunities and Challenges[J].Academy of Management Journal,2007,50(1):25-32.
[14]Yin.R.K.Case Study Research:Design and Methods[M].California:SAGE Publications,2009:79.
[15]Eisenhaedt.K.M.Building Theories from Case Study Research[J].Academy of Management Review,1989,14(4):532-550.
[16]里约热内卢[EB/OL].http://baike.baidu.com/item/％E9％87％8C％E7％BA％A6％E7％83％AD％E5％86％85％E5％8D％A2/813366?fr=aladdin,2016-10-15.
[17]City 2IBM Help Rio Become a Smarter City[EB/OL].http://www-07.ibm.com/tw/dp-cs/smartercity/success.html,2016-10-03.
[18]详解里约热内卢智慧城市[EB/OL].http://www.5lian.cn/html/2012/guoji_0503/32429.html,2016-11-09.
