构建长株潭数字城市群的理论分析与实施建议*

汪 海，蒋涤非

(1．中南大学土木工程学院，湖南 长沙410075;2．中南大学建筑与艺术学院，湖南长沙410083)

1 背景

1．1 技术信息化背景

从20世纪90年代初期开始，人类社会掀起了一场高速发展计算机技术、通讯技术和数字化技术并集成其成果的信息革命，使整个世界发生着人类有史以来最迅速、广泛、深刻的变化。如今，信息化程度和水平已经成为衡量一个城市经济、社会发展综合实力和文明程度的主要指标，而城市信息化的主要表现形式就是“数字城市”的建设，随着其数目的增多和技术的成熟，在区域范围内演变为数字城市群已成为然趋势。因此，加强对数字城市群的理解，推进数字化城市群的建设，将成为城市和区域发展的新主题和新动力。

1．2 经济全球化背景

在信息化的推动下，经济全球化已成为一股不可阻挡的历史潮流，它在给世界带来巨大变化的同时，也给区域经济协调发展和空间组织方式带来激烈的变化和深远的影响:城市竞争已上升为区域与区域之间的竞争。为增强区域竞争力，以城市群作为一个更大的经济实体，已成为区域城市内协同发展的必然模式。这种以城市群作为增长极的发展模式，促进了区域经济发展和科技进步，同时也为数字城市的建设创造了物质基础。

1．3 长株潭一体化背景

随着区域竞争的不断加剧，长株潭三市交流与合作日益频繁，从2007年12月国家发改委批准长沙、株洲、湘潭城市群为全国资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革实验区开始，“长株潭一体化”的发展日趋明显:长株潭的交通和城乡电网一体化已初具雏形，以光缆为主覆盖长株潭城乡的信息传输网络已建成，环境同治开始步入轨道，以及三市公共设施、社会事业的统一等。这些不但对长株潭数字城市群的快速建设提出了要求，也提供了实现的可能。

1．4 城乡一体化背景

近几年来，湖南省各级政府根据党十七大提出的统筹城乡发展的战略思想相继制定了一系列推进城乡一体化的战略部署，并将长株潭城市群列为建设中的重点。这就需要从区域互动关系、城市互动关系及城乡互动关系的发展战略上进行宏观的研究和规划，运用现代化的数字技术手段，进行从单一城市规划到多城市大区域规划的跨越，使区域互动关系、城市互动关系及城乡互动关系都能在城市群规划中加以协调［1］，实现以“协调发展、全面发展、可持续发展”为总体目标的城乡一体化、区域一体化。

2 数字城市和数字城市群

2．1 数字城市

数字城市也称信息城市、智能城市、智慧城市，可从以下两方面进行理解:

从信息技术的角度来看，“数字城市”是综合运用GIS、遥感、定位系统、宽带网络、多媒体及虚拟仿真等技术，对城市的基础设施、功能机制进行信息自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统;它具有城市地理、资源、生态环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字化、网络化、虚拟仿真、优化决策支持和可视化表现等强大功能［2］。根据城市发展理论，数字城市是信息化时代城市发展的必然趋势，是现代科技、社会、政治、经济影响下的新城市形态，是建立在已有的物质城市基础上，结合多种学科技术解决当前社会发展和城市发展问题，实现城市的可持续发展的一个途径［3］。

2．2 数字城市群

数字城市群则是以“数字城市”为基础，将其内容和实质，以网络形式有序延伸、拓展到整个城市群。即通过数字、信息和网络技术，将城市社会、经济、人口、资源、环境等要素进行数字化、网络化、智能化和可视化，以建立起服务于城市群的公共信息平台，从而促进区域经济、社会和环境的可持续发展。数字城市群是区域范围内城市化、现代化的必然趋势，也是区域城市面对区域一体化、城乡统筹等时代要求、协同发展的必然结果。

3 长株潭数字城市群的总体框架

长株潭数字城市群的目标是以数字基础设施为支撑，以基础层、决策管理层和应用服务层为主体，以法律、经济、技术、管理为保障，搭建面向长株潭市民服务的综合信息平台。其总体框架如图1所示。

3．1 基础层

基础层包括数字城市的空间数据基础设施(SDI)和空间信息基础设施(SII)等基础设施建设。城市空间数据基础设施主要包括城市空间数据框架和空间数据协调管理、更新与分发体系，以及空间数据交换网站和空间数据交换标准等。空间信息基础设施包括各种计算机网络资源，如宽带网、无线网等。它由中心骨干网、区域骨干网和单位局域网3部分组成，建成的目标将是一个由电话网、有线电视网和Internet网以及物联网互联的综合业务数字网。

3．2 决策管理层

决策管理层即为城市和居民提供管理和决策的系统，是城市资源的管理者，包括对城市建设与规划、城市发展战略和关系公众利益的重大问题做出决策，以及以网络技术和空间信息资源为基础构建分布式协同计算与辅助决策支持环境等，由城市群管理和决策的各个部门具体实现［4］。

3．3 应用服务层

应用服务层是建设数字城市群的最终目的。据统计，城市基础数据的用途有80%是面向公众的，与市民生活和各行各业的工作息息相关。初期重点应建设电子政务、电子商务、电子金融、网上教育、数字社区、智能交通、数字旅游等与广大市民关系密切的几个重要工程［4］。

3．4 综合信息平台

综合信息平台涵盖了决策管理层和应用服务层的所有内容，同时为二者的正常运行提供数据来源与技术支持。这是一个面向更广大公众的网络系统(如对本城市群、对湖南省乃至全国提供服务)，其运行效果直接反映了数字城市群的建设水平［4］。

3．5 保障体系

数字城市群的保障体系包括了组织管理、政策法规、标准规范、系统安全、运营维护、投资融资、人才支撑、产业支撑等各个方面。保障体系可协调各方面的关系，并为之提供法律、经济、管理和技术保障。保障体系的建设和完善是一个长期的过程，有赖于长株潭城市群经济、社会发展以及城市居民法律意识和知识水平的提高，而目前建立保障体系的当务之急是组建长株潭数字城市群建设领导机构和建立数字城市群标准体系。

4 建设长株潭数字城市群的博弈论分析

从上述分析可知，长株潭数字城市群是一个涉及面极广、建设量极大的公共产品，其涵盖的工程绝大多数属于纯公益性项目，必须由政府来主导。为了解决这些项目建设和管理中因自然垄断而出现的低效率和建设资金不足的难题，可引入国外十分成熟的特许经营方式(BOT方式)。即:政府面向企业，采用公开招标等方式确定项目投资公司，项目投资公司在政府授权的特许权期内建设，开发，管理或维护该纯公益性项目，获得政府拨付的财政资金作为项目报酬，当授权经营期限已满，将项目无偿转让给政府。

在BOT方式中，特许权期的确定是一个核心问题，其过程可视作一个博弈。特许权期长短的确定和项目投资金额、建造周期、运营效益、预期收益、以及各种风险等众多因素有关。在政府与项目公司的博弈中，政府首先行动选择特许权期的长短，该特许权期通过和项目公司签订合同确定下来，然后项目公司根据特许权期的长短选择建设成本的投入，使得自己的收益最大化。

4．1 参数设定

设某长株潭数字城市群项目寿命期为T年。政府拟采用特许经营的方式将该项目的建设和运营授权给某一项目公司，特许权期限为Te(由项目筹备建设期Te1和移交前的特许运营期Te2组成)。特许权期满后，移交给政府的项目必须满足规定的质量要求。由于该项目建成后无直接现金收益，政府应给予项目公司一些来自于政府财政资金的补偿费作为项目建设、运营、维护的收入，设为年补偿费P。项目公司建设该项目的建设成本投入为C，根据上述分析，Te越长，建设成本C越大。项目公司在经营维护该项目时，每年要投入的维护成本为V(C)，这也意味着项目移交后，政府每年要投入的维护成本为V(C)。

假设1:认为该项目公司具有高效的成本管理水平，因此，假设建设成本的增加一定意味着项目建设质量的增加，从而维护成本减少，即维护成本V(C)随着建设成本C的增加而减少，∂V/∂C ＜0。设它们之间的函数关系为:V(C)=kC－α(k＞0，α＞ 0)［5］。

假设2:由于数字城市群项目所带来的社会效益巨大，能够给人民群众带来诸多社会福利(如教育科研)。我们记该产生的福利为政府的收益Q。

4．2 模型建立

按照收益最大化原则建立政府的决策模型:

其中:式(1)为政府的目标函数即满足政府的收益最大化目标;式(2)为项目公司的参与约束即项目公司从接受合同中得到的期望收益大于等于他从市场中其他选择中的所得，u为项目公司的保留收益水平。

建立项目公司的决策模型:

式(3)为项目公司的目标函数即满足项目公司的收益最大化［6］。

4．3 模型分析

采用逆推归纳法求解该动态博弈的子博弈纳什均衡。

首先考虑博弈的第2阶段，在给定特许权期Te的情况下项目公司的最优策略。

将 V(C)=kC－α代入式(3)，得到:

此时项目公司面临的选择是投入多大的成本C使其效益最大化。最优化的一阶条件为:

根据式(7)，∂C/∂Te2＞0，可见随着特许运营期的加长，项目公司更有积极性增加建设成本的投入。

在博弈的第一阶段，假设政府已预测到项目公司会根据式(7)进行决策，此时将式(7)代入式(1)和式(2)，政府的决策模型变为:

构造拉格朗日乘数可得:

分别令 ∂L/∂Te=0，∂L/∂λ =0 ，得到政府选择的特许权期的最优决策:

式(11)即为政府选择的最优特许权期与建设成本、建设期等指标之间的函数关系式。此时，若政府期望投入的建设成本为C‘，项目的建设期为Te1’，则根据式(11)采用试算法可以得到政府选择特许权期的最优策略，然后再根据式(4)和式(7)得到项目公司投入建设成本的最优策略［7］。

5 构建长株潭数字城市群的建议

5．1 设立长株潭数字城市群联合领导机构，充分发挥政府的监督与管理职能

数字城市群的建设涉及到城市的各个群体与部门的利益，是一个“跨市工程”。为保证其高效率的运转，建议设立由三市政府主管部门参加的长株潭数字城市群联合领导机构，在该机构的统一领导下，统筹三市的现有资源，制定合理的战略计划，并协调各部门，依靠高等院校、科研单位、企事业单位的积极参与，在广大市民的监督下，按照计划分步实施。

5．2 政府支持结合市场化运作，拓宽数字城市群建设融资渠道

数字城市群建设需要投入大量的人力、物力和财力，进行大规模的基础设施建设，以及多种关键技术的应用研究与推广工作，单纯依靠政府来完成已无法实现。因此政府应以经营城市为指导理念，引入市场竟争机制，拓宽建设融资渠道，采取多种投资模式，本着“谁投资，谁受益”的原则，组织和鼓励企业积极地参与，并协调公众和企业两者之间的利益关系，以政府支持与市场化运作相结合的方式推动数字城市群建设的顺利进行。

5．3 培养信息化人才，普及“数字城市群”知识

数字城市群的建设是一个长期的、巨大的工程，一方面，需要培养大量高索质信息技术人才和管理人员参与、开发和维护;另一方面，还要向普通市民群众传授信息技术知识，以便能更充分发挥信息平台的优势，更好的为公众服务。为此，建议政府采取一些措施以便普通民众掌握信息技术知识，如开发社区培训班、成人夜校、中小学开设信息技术课等。

5．4 因地制宜，建立数字城市群标准体系

目前，长株潭数字城市相关数据标准的研究制定严重落后于城市信息化实际进程，因此，必须在国家信息化标准体系和全球信息化标准体系的基础上，结合长株潭城市群自身特点研制具有自主知识产权的数字城市群标准体系，以实现城市群范围、城市内部各部门之间以及城市各组成要素之间数据信息的共享，保证数据的整体性、协调性和信息流的畅通性，充分发挥数据的整体和集成效应，为数字城市群的建设提供有力的支持。

5．5 缩小城市间的“数字鸿沟”，营造均衡的信息化发展环境

长株潭三市由于省会城市与非省会城市的差异，地区经济的不平衡以及城乡差别，使得数字鸿沟的现象客观存在，给数字城市群的建设带来了严重的阻碍。因而，在数字城市群建设中，政府必须坚持地区统筹、城乡统筹的立场，从资金投入、政策引导等方面帮助、关怀弱势区域和弱势群体，消除“数字鸿沟”，营造较为均衡的信息化发展环境。

5．6 加强保障措施，完善数字城市建设与管理的政策法规

数字城市的营造，涉及到国家机密和安全、涉及到商业秘密和个人隐私等诸多事宜，必须有相应的法律、法规的指导和保障。“数字城市”建设的立法应从构建科学、完整的法律体系出发，有计划地制定信息资源管理、网络管理、信息市场交易法则，知识产权保护和利益纠纷仲裁等法规，逐步形成较为完善的数字城市建设政策法规体系，确保政府、企业、个人网络信息的安全利益和信息产业开发的公平竞争。除此之外，还应该加快政府部门网上办公管理规定、建设系统网站的管理办法、建设领域电子商务相关政策等其他相关政策的制定［8］。

6 结论

长株潭数字城市群是现代数字技术超城市范围的更高层次的运用，也是我国城市群在数字化建设方面的跨越式发展。能够提升长株潭城市群的凝聚力、影响力和竞争力，加速两化进程，保护生态环境，统筹城乡发展，促进各城市政府间及各部门间的数据交换和资源共享，减少重复建设，增加信息透明度，提高政府为民服务的效率，提升政府形象，营造政府、企业、民众多方获益的和谐氛围，创建长期共赢的可持续发展模式，带动国民经济和社会信息化的全面发展，进而促进整个湖南省的经济发展，同时也为我国其他城市群的数字化建设提供有益借鉴。

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