1.1“智慧地球”概念的由来

2008年11月，IBM公司总裁兼首席执行官彭明盛首次提出“Smart Earth（智慧的地球）”的概念。2009年1月，彭明盛向美国总统奥巴马提出了“智慧的地球”的战略，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。IBM公司希望“智慧的地球”战略能掀起“互联网”浪潮之后的又一次科技革命，是继大型机、PC、互联网之后符合“十五年周期定律”的第四次科技革命。IBM公司认为，随着新一代信息技术和网络服务的发展和应用，在未来，地球上所有的物品都有可能安装并应用智能技术，几乎任何东西都可以实现数字化和互联互通，进而能向整个社会提供更加智能化的信息服务。IBM公司预计，在人类社会发展中一些意义深远的事情正在发生：每个公民、企业、组织、城市、国家、自然系统和社会系统正在实现更透彻的感应和度量、更全面的互联互通，在此基础上人类将获得更智慧的洞察，实施智慧化的创新，从而为经济和社会发展提出了一条全新思路。由于这些技术的进步，地球将变得更小，变得更加“扁平”，也变得更加“智慧”。这就是“智慧的地球”所描绘的愿景。

1.2智慧地球是信息化的一个更高发展阶段

“智慧的地球”，是站在整个人类文明发展的高度上对于信息技术如何全面改进人类生活所提出的愿景，即如何通过更加“智慧”的方式让我们的生活更美好，这是全人类共同关注的发展之道。因此，作者认为智慧地球是信息化的更高发展阶段的目标。现阶段，人类在逐步实现数字化、电子化，在持续推进网络化和信息化，在推进信息化与工业化的深度融合，并逐步实现智能化，这都是迈向智慧地球的一个个阶段。未来几十年，人类将逐步进入信息化的更高发展阶段——智慧地球。目前，世界仍处于智慧地球的初级阶段，如表1。 

表1 数字化、网络化、两化融合、智能化和智慧地球的不同特征

1.3智慧城市的定义

智慧城市，英文可以译为Smart City。简单地讲，智慧城市就是城市基础部件被赋予智能，通过网络实现互联互通，在此基础上，城市所有的事物、流程、运行方式都更深入地智能化，从而促进民众生活便利、促进经济发展与提升政府效率，增强城市竞争力、实现城市可持续发展的先进的城市发展理念。 

2 智慧城市的组成要素、基本原则和数学模型

2.1智慧城市的五个基本要素

图1 智慧城市的架构图 

2.1.1智能化的城市部件，它构成了智慧城市的“神经末梢”

城市的房屋、交通设施、电力设施、通信设施、地下管道等城市基础设施、汽车、手机、工具等城市基础零件，通过装备芯片、传感器、RFID等技术，实现物体“智能”化，建立局部的城市物联网。

2.1.2城市互联互通的信息网络，它构成了智慧城市的“神经网络”

新一代光纤宽度网络贯通城市和乡村，移动宽带网络覆盖城乡每个区域，所有城市部件被赋予IPV6的地址，通过传感器网络和物联网接入通信网、有线电视网络和互联网。

2.1.3基于云计算的城市新型业务应用平台，它构成了智慧城市的“中枢系统”

城市数据中心通过虚拟化技术实现基础设施的公共服务，城市各种计算平台、各个行业的应用通过云计算平台来提供随需而变的服务。云计算平台将成为21世纪先进城市的基本业务平台，智能物体构成云端，互联网构成云计算的网络基础设施，虚拟化的数据资源池构成了云计算的共享基础设施，业务流程、应用和服务都基于云计算平台以服务的方式提供，如政务云、商务云、医疗云、教育云等。

2.1.4城市的海量数据，它构成了智慧城市的“血液和养料”

城市各个业务系统产生了大量数据、信息和知识，包括城市空间、人口、法人、经济、金融、文化等基础数据，这些数据之间又相互关联，构成了城市海量数据、信息和知识资源库。

2.1.5知识型的劳动者，它构成了智慧城市的“细胞和生命元”

城市的劳动者是用知识和信息技术武装的智力劳动者，这些劳动者通过信息网络构成一个个知识网络，他们与云计算和物联网平台上的智能代理来协作完成城市的各种复杂工作。城市智力劳动者通过相互协作关系所建立起来的社会组织结构是扁平化的、基于社交网络进行协作的、学习型的、快速反应的智慧型组织。这些组织体现为智慧企业、智慧政府、智慧社区等。

2.2智慧城市所遵循的基本原则

老子说“道法自然”，自然界是最智慧的，万千世界都按照某种规律在运行，比如，自然界遵循万有引力定律，就有着生命之水的运行轨迹。人类一直在探索着自然的奥秘，在这个探索过程中，人类逐步掌握了发现和利用这些规律的方法和手段，也变得越来越智慧。自然有自然的规律，城市有城市运行的基本原则，作者认为智慧城市的运行也遵循信息化的一些基本原则。

2.2.1消除信息不对称的原则

信息是一种资源，客观上存在着信息的不对称。“智慧”的本质就在于消除信息不对称，信息缺乏的一方通过发现和挖掘信息，拥有和共享信息，并通过信息的再加工来产生新的信息财富，实现智能的决策，最终实现“智慧”。消除信息不对称，把信息匮乏方转变为信息富有方是智慧城市发展所遵循的一个基本原则。

2.2.2信息的资源替代原则

信息是一种基本社会资源，和土地、资本、劳动力等资源一样，并且信息具有对其他基本资源的替代作用，能够有效弥补和替代其他社会资源的有限性。城市发展的核心问题是如何解决城市资源有限和城市需求无限的这个基本矛盾。发展智慧城市一个原则是通过信息资源的引入和发掘，来替代其他资源的投入和消耗。

2.2.3信息资源供需平衡原则

信息资源本身也是有限的，新的技术手段和方法要设法解决信息资源供给和需求之间的矛盾，实现供需平衡。新一代信息技术的引入，本质上是通过信息技术生产能力的提升来解决信息资源供求矛盾，例如物联网引入，通过物体智能化，解决了人脑和电脑的有限计算资源与无限的物理世界感知需求之间的矛盾；云计算的引入，通过虚拟化和资源池，解决了有限的计算存储资源与无限应用服务需求之间的矛盾；互联网的引入，通过信息联网，解决了信息资源有限占有与信息无限需求之间的矛盾。 

2.3智慧城市的基本数学模型

将智慧城市的基本原则作用于智慧城市的基本要素，智慧城市的数学模型可以定位为：

SC=f1(x1,x2,x3,x4,x5)+ f2(x1,x2,x3,x4,x5)+ f3(x1,x2,x3,x4,x5)，其中：

SC：智慧城市

f1:  消除信息不对称的原则

f2:  信息的资源替代原则

f3:  信息资源供需平衡原则

x1：智能化的城市部件

x2：城市互联互通的信息网络

x3：基于云计算的城市新型业务应用平台

x4：城市的海量数据

x5：知识型的劳动者 

3 智慧经济的基本特征分析

发展经济的最终目标是人人享有财富和幸福。城市发展智慧经济的首要目标是解决信息不对称，引入信息资源来实现对耗竭型资源的替代，推动信息资源的供需平衡，促进实现人人享有信息、财富和幸福，实现共同富裕。

研究世界经济近三百年的发展历史看，经济发展始终遵循一条主线，即供求关系所决定的自由市场经济与政府宏观调控行为的辩证统一与相互博弈。随着信息化和工业化的深度融合，市场经济的“无形的手”可以数字化、信息化、显性化，国家宏观调控也更加科学化和理性化，信息化成为自由市场经济和国家宏观调控之前的一座桥梁，它们之间的界限开始模糊化。因此，通过发展智慧经济，能够减少信息不对称，实现市场供需信息的对称和平等，能降低交易成本，最终体现在人人平等享有信息、财富和幸福。

企业信息化也正在进入综合集成和深化应用的阶段。在企业价值链的各个环节，信息被采集、传递、共享和统计分析；在供应链的上下游企业之间，信息被分享和传递；信息也在企业与用户之间被分享和传递。因此，对企业商业活动的所有参与者，信息不对称逐步被消除，交易成本大幅降低，运行效率极大提升了，企业的决策更迅捷了，企业也更加“智慧”了。随着企业信息化的深入，信息资源能够逐步替代企业的人力、资本、土地等资源投入，减少了企业总体拥有成本，实现了企业的转型和升级。

互联网经济的真正价值在于实现互联网上人人信息平等。如何让人人在享受信息平等基础上，去享有更多的幸福，这是互联网商业模式的本质。掌握了这个规律，互联网企业就能欣欣向荣，违反了这个规律，企业就可能无疾而终。例如，搜索企业谷歌、百度，让人们通过简单的搜索框就能够找到他所需要的任何信息，在让人们享受信息平等的同时也成就了世界级的互联网企业。电子商务的本质特征也在于实现交易双方的信息平等。阿里巴巴通过虚拟的电子商务交易市场，构建起了商家彼此信息联系的一个场所，从这个角度看，阿里巴巴为消除信息不对称、减少实体店的资源投入做了很大贡献。但阿里巴巴做得并不彻底。为了盈利，阿里巴巴仍然在制造信息的不平等，通过诚信通，花了钱的企业主就能被拥有信息优先的权力，没花钱的企业主就只能被漠视，因此，阿里巴巴的生意仍然不是最智慧的。

智慧经济的最终目的就是实现人人生而信息平等，实现人人享有财富，共同富裕。满足了这个基本条件，才能算作智慧的经济。未来，面向智慧经济的信息基础设施应该是保障经营业主的信息平等，而不是利用手中的特权，人为制造信息的不平等。企业信息化的最终目标也是实现经营过程的透明化，实现员工信息平等、部门信息平等和决策层的信息平等。因此，部门之间的信息壁垒必须被打破。员工之间的信息必须被共享。当然为了安全和保密的原因，必然要限制信息的自有，增加了成本，最终要牺牲组织的效率和效益，但这是不得不做的牺牲。 

4 智慧型政府的基本特征分析

政府社会管理与公共服务的目标是促进社会和谐，推动民主和民生。发展智慧型政府的目标是如何通过解决信息的不对称来促进实现人人平等，体现人人当家作主。

政府行政管理过程中形成了层次分明的上下级机构，各个部门之间职责的划分也存在很多交叉，影响行政效率最大的问题就在于权责利益所带来的上下级之间、部门之间的信息不对称，这造成了政府服务中的拖沓、扯皮和官僚主义；而且，政府行政服务中的效能低下，信息不公开，也为腐败滋生创造了环境。智慧型政府将通过多渠道的政府信息门户提供公开透明的政务服务信息，通过一站式审批系统实现部门之间信息的沟通和协作，通过社会管理信息系统实现管理精细化，通过电子监察系统实现政务服务流程的透明监管，通过建设一卡通、信息亭等服务渠道，将便民服务延伸到公民身边。因此，智慧型政府的本质是消除行政部门和老百姓之间的信息不平等，让人人平等地享有信息权利。 

5 建设智慧城市的建议

5.1循序渐进

智慧城市是城市信息化的更高阶段的发展目标，目前很多城市仍处于智慧城市建设的初级阶段。因此，建设智慧城市要遵循其阶段性特征，循序渐进地推进。

5.2科学发展

建设智慧城市要遵循消除信息不对称、信息的资源替代原则和信息资源供需平衡原则，统筹建设策略，科学发展和建设智慧城市。建设智慧城市，要按照经济和社会发展的基本规律，遵循智慧经济和智慧型政府的本质特征，倡导人人生而信息平等的理念，为百姓争取更多信息权利，为信息服务普及化作出更多贡献。

5.3市场导向

每一次技术变革的成功，都在于它有广泛的市场基础，在于它有成功的商业模式，在于它能造就世界级的企业。PC技术的变革，把计算机带到了每个人的身边，形成了巨大的IT市场，打造了IBM、微软和INTEL等公司；互联网的技术变革，把人与人连接在一起，形成了巨大的互联网市场，打造了雅虎、谷歌、阿里巴巴等世界级的企业。今天，以物联网和云计算为特征的技术变革，让我们能够享受无处不在的智能服务，也必将依赖于其是否有成功的商业模式，是否能够形成巨大的市场，是否能打造世界级的企业？仅仅依靠政府的投资，其生命力必然是有限的。智慧城市的建设和发展一定应以市场为导向，遵循市场的规律。