構建長株潭數字城市群的理論分析與實施建議*

汪 海，蔣滌非

(1．中南大學土木工程學院，湖南 長沙410075;2．中南大學建筑與藝術學院，湖南長沙410083)

1 背景

1．1 技術信息化背景

從20世紀90年代初期開始，人類社會掀起了一場高速發展計算機技術、通訊技術和數字化技術并集成其成果的信息革命，使整個世界發生著人類有史以來最迅速、廣泛、深刻的變化。如今，信息化程度和水平已經成為衡量一個城市經濟、社會發展綜合實力和文明程度的主要指標，而城市信息化的主要表現形式就是“數字城市”的建設，隨著其數目的增多和技術的成熟，在區域范圍內演變為數字城市群已成為然趨勢。因此，加強對數字城市群的理解，推進數字化城市群的建設，將成為城市和區域發展的新主題和新動力。

1．2 經濟全球化背景

在信息化的推動下，經濟全球化已成為一股不可阻擋的歷史潮流，它在給世界帶來巨大變化的同時，也給區域經濟協調發展和空間組織方式帶來激烈的變化和深遠的影響:城市競爭已上升為區域與區域之間的競爭。為增強區域競爭力，以城市群作為一個更大的經濟實體，已成為區域城市內協同發展的必然模式。這種以城市群作為增長極的發展模式，促進了區域經濟發展和科技進步，同時也為數字城市的建設創造了物質基礎。

1．3 長株潭一體化背景

隨著區域競爭的不斷加劇，長株潭三市交流與合作日益頻繁，從2007年12月國家發改委批準長沙、株洲、湘潭城市群為全國資源節約型和環境友好型社會建設綜合配套改革實驗區開始，“長株潭一體化”的發展日趨明顯:長株潭的交通和城鄉電網一體化已初具雛形，以光纜為主覆蓋長株潭城鄉的信息傳輸網絡已建成，環境同治開始步入軌道，以及三市公共設施、社會事業的統一等。這些不但對長株潭數字城市群的快速建設提出了要求，也提供了實現的可能。

1．4 城鄉一體化背景

近幾年來，湖南省各級政府根據黨十七大提出的統籌城鄉發展的戰略思想相繼制定了一系列推進城鄉一體化的戰略部署，并將長株潭城市群列為建設中的重點。這就需要從區域互動關系、城市互動關系及城鄉互動關系的發展戰略上進行宏觀的研究和規劃，運用現代化的數字技術手段，進行從單一城市規劃到多城市大區域規劃的跨越，使區域互動關系、城市互動關系及城鄉互動關系都能在城市群規劃中加以協調［1］，實現以“協調發展、全面發展、可持續發展”為總體目標的城鄉一體化、區域一體化。

2 數字城市和數字城市群

2．1 數字城市

數字城市也稱信息城市、智能城市、智慧城市，可從以下兩方面進行理解:

從信息技術的角度來看，“數字城市”是綜合運用GIS、遙感、定位系統、寬帶網絡、多媒體及虛擬仿真等技術，對城市的基礎設施、功能機制進行信息自動采集、動態監測管理和輔助決策服務的技術系統;它具有城市地理、資源、生態環境、人口、經濟、社會等復雜系統的數字化、網絡化、虛擬仿真、優化決策支持和可視化表現等強大功能［2］。根據城市發展理論，數字城市是信息化時代城市發展的必然趨勢，是現代科技、社會、政治、經濟影響下的新城市形態，是建立在已有的物質城市基礎上，結合多種學科技術解決當前社會發展和城市發展問題，實現城市的可持續發展的一個途徑［3］。

2．2 數字城市群

數字城市群則是以“數字城市”為基礎，將其內容和實質，以網絡形式有序延伸、拓展到整個城市群。即通過數字、信息和網絡技術，將城市社會、經濟、人口、資源、環境等要素進行數字化、網絡化、智能化和可視化，以建立起服務于城市群的公共信息平臺，從而促進區域經濟、社會和環境的可持續發展。數字城市群是區域范圍內城市化、現代化的必然趨勢，也是區域城市面對區域一體化、城鄉統籌等時代要求、協同發展的必然結果。

3 長株潭數字城市群的總體框架

長株潭數字城市群的目標是以數字基礎設施為支撐，以基礎層、決策管理層和應用服務層為主體，以法律、經濟、技術、管理為保障，搭建面向長株潭市民服務的綜合信息平臺。其總體框架如圖1所示。

3．1 基礎層

基礎層包括數字城市的空間數據基礎設施(SDI)和空間信息基礎設施(SII)等基礎設施建設。城市空間數據基礎設施主要包括城市空間數據框架和空間數據協調管理、更新與分發體系，以及空間數據交換網站和空間數據交換標準等?？臻g信息基礎設施包括各種計算機網絡資源，如寬帶網、無線網等。它由中心骨干網、區域骨干網和單位局域網3部分組成，建成的目標將是一個由電話網、有線電視網和Internet網以及物聯網互聯的綜合業務數字網。

3．2 決策管理層

決策管理層即為城市和居民提供管理和決策的系統，是城市資源的管理者，包括對城市建設與規劃、城市發展戰略和關系公眾利益的重大問題做出決策，以及以網絡技術和空間信息資源為基礎構建分布式協同計算與輔助決策支持環境等，由城市群管理和決策的各個部門具體實現［4］。

3．3 應用服務層

應用服務層是建設數字城市群的最終目的。據統計，城市基礎數據的用途有80%是面向公眾的，與市民生活和各行各業的工作息息相關。初期重點應建設電子政務、電子商務、電子金融、網上教育、數字社區、智能交通、數字旅游等與廣大市民關系密切的幾個重要工程［4］。

3．4 綜合信息平臺

綜合信息平臺涵蓋了決策管理層和應用服務層的所有內容，同時為二者的正常運行提供數據來源與技術支持。這是一個面向更廣大公眾的網絡系統(如對本城市群、對湖南省乃至全國提供服務)，其運行效果直接反映了數字城市群的建設水平［4］。

3．5 保障體系

數字城市群的保障體系包括了組織管理、政策法規、標準規范、系統安全、運營維護、投資融資、人才支撐、產業支撐等各個方面。保障體系可協調各方面的關系，并為之提供法律、經濟、管理和技術保障。保障體系的建設和完善是一個長期的過程，有賴于長株潭城市群經濟、社會發展以及城市居民法律意識和知識水平的提高，而目前建立保障體系的當務之急是組建長株潭數字城市群建設領導機構和建立數字城市群標準體系。

4 建設長株潭數字城市群的博弈論分析

從上述分析可知，長株潭數字城市群是一個涉及面極廣、建設量極大的公共產品，其涵蓋的工程絕大多數屬于純公益性項目，必須由政府來主導。為了解決這些項目建設和管理中因自然壟斷而出現的低效率和建設資金不足的難題，可引入國外十分成熟的特許經營方式(BOT方式)。即:政府面向企業，采用公開招標等方式確定項目投資公司，項目投資公司在政府授權的特許權期內建設，開發，管理或維護該純公益性項目，獲得政府撥付的財政資金作為項目報酬，當授權經營期限已滿，將項目無償轉讓給政府。

在BOT方式中，特許權期的確定是一個核心問題，其過程可視作一個博弈。特許權期長短的確定和項目投資金額、建造周期、運營效益、預期收益、以及各種風險等眾多因素有關。在政府與項目公司的博弈中，政府首先行動選擇特許權期的長短，該特許權期通過和項目公司簽訂合同確定下來，然后項目公司根據特許權期的長短選擇建設成本的投入，使得自己的收益最大化。

4．1 參數設定

設某長株潭數字城市群項目壽命期為T年。政府擬采用特許經營的方式將該項目的建設和運營授權給某一項目公司，特許權期限為Te(由項目籌備建設期Te1和移交前的特許運營期Te2組成)。特許權期滿后，移交給政府的項目必須滿足規定的質量要求。由于該項目建成后無直接現金收益，政府應給予項目公司一些來自于政府財政資金的補償費作為項目建設、運營、維護的收入，設為年補償費P。項目公司建設該項目的建設成本投入為C，根據上述分析，Te越長，建設成本C越大。項目公司在經營維護該項目時，每年要投入的維護成本為V(C)，這也意味著項目移交后，政府每年要投入的維護成本為V(C)。

假設1:認為該項目公司具有高效的成本管理水平，因此，假設建設成本的增加一定意味著項目建設質量的增加，從而維護成本減少，即維護成本V(C)隨著建設成本C的增加而減少，?V/?C ＜0。設它們之間的函數關系為:V(C)=kC－α(k＞0，α＞ 0)［5］。

假設2:由于數字城市群項目所帶來的社會效益巨大，能夠給人民群眾帶來諸多社會福利(如教育科研)。我們記該產生的福利為政府的收益Q。

4．2 模型建立

按照收益最大化原則建立政府的決策模型:

其中:式(1)為政府的目標函數即滿足政府的收益最大化目標;式(2)為項目公司的參與約束即項目公司從接受合同中得到的期望收益大于等于他從市場中其他選擇中的所得，u為項目公司的保留收益水平。

建立項目公司的決策模型:

式(3)為項目公司的目標函數即滿足項目公司的收益最大化［6］。

4．3 模型分析

采用逆推歸納法求解該動態博弈的子博弈納什均衡。

首先考慮博弈的第2階段，在給定特許權期Te的情況下項目公司的最優策略。

將 V(C)=kC－α代入式(3)，得到:

此時項目公司面臨的選擇是投入多大的成本C使其效益最大化。最優化的一階條件為:

根據式(7)，?C/?Te2＞0，可見隨著特許運營期的加長，項目公司更有積極性增加建設成本的投入。

在博弈的第一階段，假設政府已預測到項目公司會根據式(7)進行決策，此時將式(7)代入式(1)和式(2)，政府的決策模型變為:

構造拉格朗日乘數可得:

分別令 ?L/?Te=0，?L/?λ =0 ，得到政府選擇的特許權期的最優決策:

式(11)即為政府選擇的最優特許權期與建設成本、建設期等指標之間的函數關系式。此時，若政府期望投入的建設成本為C‘，項目的建設期為Te1’，則根據式(11)采用試算法可以得到政府選擇特許權期的最優策略，然后再根據式(4)和式(7)得到項目公司投入建設成本的最優策略［7］。

5 構建長株潭數字城市群的建議

5．1 設立長株潭數字城市群聯合領導機構，充分發揮政府的監督與管理職能

數字城市群的建設涉及到城市的各個群體與部門的利益，是一個“跨市工程”。為保證其高效率的運轉，建議設立由三市政府主管部門參加的長株潭數字城市群聯合領導機構，在該機構的統一領導下，統籌三市的現有資源，制定合理的戰略計劃，并協調各部門，依靠高等院校、科研單位、企事業單位的積極參與，在廣大市民的監督下，按照計劃分步實施。

5．2 政府支持結合市場化運作，拓寬數字城市群建設融資渠道

數字城市群建設需要投入大量的人力、物力和財力，進行大規模的基礎設施建設，以及多種關鍵技術的應用研究與推廣工作，單純依靠政府來完成已無法實現。因此政府應以經營城市為指導理念，引入市場竟爭機制，拓寬建設融資渠道，采取多種投資模式，本著“誰投資，誰受益”的原則，組織和鼓勵企業積極地參與，并協調公眾和企業兩者之間的利益關系，以政府支持與市場化運作相結合的方式推動數字城市群建設的順利進行。

5．3 培養信息化人才，普及“數字城市群”知識

數字城市群的建設是一個長期的、巨大的工程，一方面，需要培養大量高索質信息技術人才和管理人員參與、開發和維護;另一方面，還要向普通市民群眾傳授信息技術知識，以便能更充分發揮信息平臺的優勢，更好的為公眾服務。為此，建議政府采取一些措施以便普通民眾掌握信息技術知識，如開發社區培訓班、成人夜校、中小學開設信息技術課等。

5．4 因地制宜，建立數字城市群標準體系

目前，長株潭數字城市相關數據標準的研究制定嚴重落后于城市信息化實際進程，因此，必須在國家信息化標準體系和全球信息化標準體系的基礎上，結合長株潭城市群自身特點研制具有自主知識產權的數字城市群標準體系，以實現城市群范圍、城市內部各部門之間以及城市各組成要素之間數據信息的共享，保證數據的整體性、協調性和信息流的暢通性，充分發揮數據的整體和集成效應，為數字城市群的建設提供有力的支持。

5．5 縮小城市間的“數字鴻溝”，營造均衡的信息化發展環境

長株潭三市由于省會城市與非省會城市的差異，地區經濟的不平衡以及城鄉差別，使得數字鴻溝的現象客觀存在，給數字城市群的建設帶來了嚴重的阻礙。因而，在數字城市群建設中，政府必須堅持地區統籌、城鄉統籌的立場，從資金投入、政策引導等方面幫助、關懷弱勢區域和弱勢群體，消除“數字鴻溝”，營造較為均衡的信息化發展環境。

5．6 加強保障措施，完善數字城市建設與管理的政策法規

數字城市的營造，涉及到國家機密和安全、涉及到商業秘密和個人隱私等諸多事宜，必須有相應的法律、法規的指導和保障?！皵底殖鞘小苯ㄔO的立法應從構建科學、完整的法律體系出發，有計劃地制定信息資源管理、網絡管理、信息市場交易法則，知識產權保護和利益糾紛仲裁等法規，逐步形成較為完善的數字城市建設政策法規體系，確保政府、企業、個人網絡信息的安全利益和信息產業開發的公平競爭。除此之外，還應該加快政府部門網上辦公管理規定、建設系統網站的管理辦法、建設領域電子商務相關政策等其他相關政策的制定［8］。

6 結論

長株潭數字城市群是現代數字技術超城市范圍的更高層次的運用，也是我國城市群在數字化建設方面的跨越式發展。能夠提升長株潭城市群的凝聚力、影響力和競爭力，加速兩化進程，保護生態環境，統籌城鄉發展，促進各城市政府間及各部門間的數據交換和資源共享，減少重復建設，增加信息透明度，提高政府為民服務的效率，提升政府形象，營造政府、企業、民眾多方獲益的和諧氛圍，創建長期共贏的可持續發展模式，帶動國民經濟和社會信息化的全面發展，進而促進整個湖南省的經濟發展，同時也為我國其他城市群的數字化建設提供有益借鑒。

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