许莹 陈莉
摘要：指出了智慧城市的内涵十分广泛，影响因素众多，在以往研究的基础上，结合研究区智慧城市建设现状和特点，选取了智慧城市主要影响因素，提出了假设，通过定性分析，确定了智慧城市影响因素ISM结构模型，以探究影响因素之间的层次关系。
关键词：智慧城市;影响因素;ISM模型
中图分类号：F274
文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2020）14-0254-03
1 引言
当前，全球信息技术发展迅猛，数据资源在社会中的地位日益突出，许多国家开始考虑如何在新一轮技术革命背景下来定位城市发展目标、培育城市新功能、优化城市空间结构。各国家纷纷出台“智慧城市”战略计划，把信息化的城市布局作为提升国家竞争力的重要手段，以抢占新一轮信息技术革命的制高点。我国政府审时度势，提出了建设智慧城市的规划布局，以智慧城市试点为起点，在人口压力、资源短缺的大背景下，以期加快经济转型、把握住信息产业的优势，促进我国社会经济又快又好地发展。我国住建部自2012年公布90个智慧城市试点以来，至今，已陆续公布三批试点城市，截至2020年1月，我国实际上已有290个试点城市。当前，我国智慧城市的建设尚处于探索和发展阶段，对智慧城市的一些研究还不全面。从前文中相关介绍可以看出，智慧城市的特征决定了其有着相较于传统城市的优越性。因此，在此前提下，运用解释结构模型法（Interpretative Structural Modeling Method，即ISM）研究智慧城市影响因素层次关系， 开展对智慧城市建设水平影响因素的探索具有重要意义。
2 研究综述
智慧城市旨在为人类提供一个可持续繁荣的社会经济环境，因此，它的影响会渗透到社会民生的各个角落。国外对此方面有丰富的研究。Hashem等分析了信息技术在智慧城市中的应用，例如大数据通过计算、开发应用以获得更有价值的信息，物联网可以集成传感器等各种输入端，而物联网与大数据的结合为智慧城市的发展带来了商业和技术问题上的挑战[1]。Ferrara R指出了绿色经济的发展对欧洲智慧城市有促进作用，进而详细阐述了能源效率和可再生能源对智慧城市的影响[2]。Jin J等提出了基于物联网（IOT）构建的智慧城市框架，解释了该框架从感官层次、网络支持层次到数据管理和基于云的各个系统和服务的集成，以及该框架对城市居民（包括居民、工人和游客）的服务作用[3]。Antoni 等认为智慧城市是为了给市民提供更好的居住环境，实现途径是依赖于信息和通信技術，以解决从地方经济、交通、生活供给、电子政务等多方问题[4]。Centenaro M等通过研究指出物联网效率、有效性和架构设计方面对于典型的智能城市应用的重要性[5]。Lee J等提出了智慧城市是以公民为中心的，其产生了4个维度影响：技术模式、服务目的、服务权威和交付模式[6]。Balakrishna C提出了在智慧城市背景下，互联的基础设施和智能设备对社会生态系统等方方面面的影响[7]。基于以上文献，本文结合解释结构模型（ISM）探究智慧城市影响因素之间的递阶层次关系。
3 智慧城市影响因素
本文在参考大量文献及有关政策文件的基础上，采用共词分析法，选取了智慧城市影响因素如表1所示。
智慧城市的发展需要有对信息通讯技术有较强感知能力，全面科学文化素养的人来推动。市民生活信息化水平是市民在消费、出行、工作等方面，使用信息手段或者智能终端进行交流、娱乐、学习的水平，是丰富市民生活、拓展活动领域的过程。智慧城市是一个巨大的、复杂的系统，前期规划是建设的基础，也是龙头。智慧城市领导小组是智慧城市建设与运行的统筹机构，如果缺乏统一领导、各自为政，不可避免会带来信息孤岛、数据集成不顺畅，建设重复等问题，也会造成人力、财力和物力的巨大浪费。多样丰富的智慧城市宣传可以使居民更加了解和掌握数字化、智能化的新知识、新技术，适应信息化时代的生活与工作变化，积极参与到智慧城市的建设当中，更好地享受智能时代给带来的便捷。随着智慧项目的种类增多，越来越多的组织和公民参与到基于信息网络展开的活动中，宽带网络设施的搭建可以将经济社会活动融为一体，保障城市信息畅通、部门的协调运作。时空信息平台是以网络为纽带，汇集交通、环境、人口等领域数据的“信息资源池”，是实现跨行业信息交换共享的应用载体，它可以在城市管理中使决策更智能、服务更有效。数据库建设是智慧城市发展的“绿色引擎”，是在微观单位数据库的基础上，实现各部门非涉密数据资源的汇总交换及整合，为城市提供科学安全的信息服务，为社会提高资源配置效率。
4 智慧城市影响因素解释结构模型
智慧城市是一个复杂的系统（S），由许多要素互相作用组成，S={S1，S2，......，Sn}。对系统进行描述时，通常用邻接矩阵A（Adjacency Matrix）来识别系统要素间的直接关系。A=（aij）n×n的定义为：
在邻接矩阵A中，元素只能是1和0。若aij=1，则表明从系统要素Si出发，可直接到达要素Sj;若aij=0，则表明从系统要素Si出发，无法直接到达要素Sj。
智慧城市系统组成要素：智慧城市建设水平（S1）、市民生活信息化（S2）、社会治理信息化（S3）、智慧城市氛围营造（S4）、时空信息平台（S5）、数据库建设（S6）、宽带网络设施（S7）、智慧城市发展规划（S8）、智慧城市组织领导机制（S9）、ICT产业发展水平（S10）、城市经济实力（S11）、创新与研发能力（S12）。用集合表示为：S={Si | i=1，2，3，…，12}。本文在实地调研了智慧城市研究院、合肥数据资源管理局等地，吸取了各方智慧城市研究人员意见的基础上，建立邻接矩阵A。
在邻接矩阵A的基础上，根据布尔代数的计算规则，求出智慧城市系统要素的可达矩阵M。计算公式为：M=（A+I）r，其中，r为最大传递次数，即传递路长，本研究中r=4;I为与A同阶的单位矩阵。
在上一步得出的系统要素可达矩阵M的基础上，求解解释结构模型，具体过程如下（下面将Si简记为i）
（1）区域划分。区域划分是将系统的要素集合S={S1，S2，......，Sn}划分成若干个互不相关的区域。依据可达矩阵M，需要再次求得的集合有：可达集R（Si），表示要素Si可到达的要素构成的集合;先行集A（Si），表示到达Si的要素集合;共同集C（Si），是可达集R（Si）和先行集A（Si）的交集;终止集E（Si），表示只有要素到达Si，而Si不会到达其他要素的要素集合。
根据可达矩阵M，列出智慧城市系统素中的各类要素集合，具体见下表。利用终止集E（S）来判别智慧城市系统能否划分，即判别R（Si）与C（Si）要素集合是否相等，当R（Si）=C（Si）时，则该项集合为终止集。本研究中，由于E（S）只有一个要素S1，且A（S1）={S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7，S8，S9，S10，S11，S12}，所以该系统集合S不能划分为若干独立的区域，即区域划分结果Л（S）=P，区域要素集合P={S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7，S8，S9，S10，S11，S12}（表2）。
（2）级位划分。级位划分是构建ISM的关键，是在上一步划分出的区域内，确定每个区域内的要素所处的层级。设L1，L2，L3，......为某区域内要素由高到低的集合，级位划分的步骤是：找出区域终止集要素E（S）后，将它划去;再找出剩下要素的E（S），将终止集中的元素划去;以此类推，直到剩下要素全部可以划去为止。对智慧城市系统要素进行级位划分的过程如下表，结果为：
级位划分过程表略，此时的可达矩阵M（L）为：
（3）骨架矩阵提取。骨架矩阵A′是对M（L）的缩减。提取骨架矩阵A"主要分为三步：基于上一步求出的M（L）矩阵，删去具有强连接关系要素中的某一个要素，建立缩减矩阵M′（L）;再对M′（L）中具有越级二元关系的要素，解除其间的越级关系，得到新矩阵M″（L）;解除M″（L）中自身到达的二元关系，即将M″（L）主对角线上的数字“1”改成数字“0”。经过上述计算，得到骨架矩阵A′：
（4）建立解释结构模型。根据上一步提取的骨架矩阵A"，绘制解释结构模型图，这是ISM技术的重要结论。主要步骤：分区域按层次排列各级要素;将在求缩减矩阵M（L）时被删掉的有强连接关系的要素加入同级中;根据A"所示，用有向弧连接各级要素;最终得出ISM模型图。本节按照上述步骤，绘制出智慧城市系统要素ISM模型图，如图1所示。
（5）ISM模型解释。通过建立ISM模型，理清了智慧城市影响因素之间的层级关系，对图1进行分析可知：12个因素被划分为5个层级，各层之间由下到上层层递进，最高级为智慧城市建设水平。城市经济实力和创新与研发能力处于ISM模型图的最底层，是智慧城市建设的基础。对于建设智慧城市这样庞大的工程，必须要以强大的经济实力和创新研发能力作后盾。中间的层级的递进深入体现了信息技术对城市居民生活的改变，基础设施为管理服务提供了物质基础，智慧城市的管理与服务又是为了提高精细化的服务水平，最终目标是让居民具有获得感，建成宜居宜业的智慧城市。
5 结论
（1）以技术创新为抓手，推动增长方式转变。2019年，随着5G技术的正式商用，意味着智慧城市进入信息技术驱动发展的又一阶段。在新技术的浪潮下，应把握住发展的契机，实现核心技术的突破。另外，引进高新技术企业、知名机构参与建设，深化扩大合作交流，推进技术研发、落地，推动城市产业向智能化、服务化转型。
（2）以挖掘城市特色为抓手，提升城市宣传水平。政府的部门机构应加强对相关知识的了解和掌握，政府顶层部门应当积极了解相关知识并组织专家、学者来政府授课，宣传城市建设新思想，鼓励工作人员参与到有关智慧城市建设的相关工作中，尤其需要调动“老员工”的积极性。也要深入了解人民生活，做好相关宣传。政府应疏通与民互动的交流渠道，鼓励百姓为城市建设建言献策。只有真正了解到市民的生活需求，才能更好地开发智能服务的项目，打造“为民”、“宜居”城市环境。
（3）以共享信息资源为抓手，提升综合管理水平。政府不仅要做好顶层设计，制定合理的智慧城市发展规划，而且要探索整合各部门的信息资源，将分散在交通、医疗、公安等各方面的管理协调起来，形成分工明确又协作共享的智慧执行网络。同时，政府和企业应积极展开合作，密切配合形成工作合力，特别是对核心技术的研发。政府、企业应当提升网络安全度，成立独立的网络安全部门，专门负责维护网络安全，保护好相关信息。尤其是核心技术的研发信息，更应当有专人、专门、全天候保护防止信息外漏。
（4）以开发智慧应用为抓手，提升城市信息化水平。方便、服务全面的智慧应用是连接政府和民眾之间的桥梁，在互联网时代，要结合市民生活中的需求，有针对性的重点开发一些智慧应用，也要注意智慧应用不在于数量更要注重质量，避免“僵尸APP”的产生，不盲目跟风开发。线上应用的开发不仅给商业生产民众生活带来便利，而且也为政府形象、地区形象的宣传提供了更为广阔的平台。让民众得到方便日常生活的有用信息，快捷地办理业务，是政府的核心目的。
参考文献：
[1]Hashem IAT ， Chang V ， Anuar NB ， et al. The role of big data in smart city[J]. INTERNATIONAL JOURNAL OF INFORMATION MANAGEMENT， 2016， 36（5）：748～758.
[2]Ferrara R . The Smart City and the Green Economy in Europe：， A Critical Approach[J]. Energies， 2015， 8（6）：4724～4734.
[3]Jin J ， Gubbi J ， Marusic S ， et al. An Information Framework for Creating a Smart City Through Internet of Things[J]. IEEE Internet of Things Journal， 2014， 1（2）：112～121.
[4]Antoni Martínez-Ballesté， Pablo A. Pérez-Martínez， Solanas A. The Pursuit of Citizens" Privacy：
A Privacy-Aware Smart City Is Possible[J]. IEEE Communications Magazine， 2013， 51（6）.
[5]Centenaro M ， Vangelista L ， Zanella A ， et al. Long-range communications in unlicensed bands：
the rising stars in the IoT and smart city scenarios[J]. IEEE Wireless Communications， 2016， 23（5）：60～67.
[6]Lee J ， Lee H . Developing and validating a citizen-centric typology for smart city services[J]. Government Information Quarterly， 2014（31）：S93～S105.
[7]Balakrishna C . Enabling Technologies for Smart City Services and Applications[C]// Next Generation Mobile Applications， Services and Technologies （NGMAST），6th International Conference on. IEEE， 2012.
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