中国智慧城市建设的产业关联分析——以上海市为例

郝 斌俞 珊吴昀桥

（1.华东理工大学 商学院，上海 200237；2.同济大学 经济与管理学院，上海 200092）

2008年11月，在纽约召开的外国关系理事会上，IBM公司发布了《智慧地球：下一代领导人议程》主题报告，提出了“智慧地球”这一理念。2009年2月，在北京召开的“IBM论坛2009”上，IBM更以“点亮智慧的地球，建设智慧的中国”为口号宣传“智慧地球”，引起了社会各方的广泛关注。作为“智慧地球”的核心组成部分，“智慧城市”建设无疑成为新时期城市发展的主导方向。在IBM《智慧的城市在中国》白皮书中，“智慧城市”是指这样的城市：“能够充分运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对于包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求作出智能的响应，为人类创造更美好的城市生活”。国际电信联盟秘书长哈马德·图埃认为，每个国家的城市将会因为信息通信技术的应用，变得更加美好。他指出，未来的城市会更加高效，信息通信技术能够进一步改进公共交通的方式，同时也能让行人了解更多的出行信息；未来的城市环境将变得更加健康，远程监控病人系统将让我们的注意力放在疾病的预防上，而不是治疗上；信息通信技术还将提高整个城市的教育设备，成为向下一代传播科学知识的重要平台；城市也将变得更加清洁和安静，因为电力、氢燃料和太阳能的汽车会取代汽油、柴油的汽车，收集的阳光可以用于建筑内部的供暖和照明。在这一先进思想与技术的引导下，纽约、新加坡、瑞典等地纷纷以智慧城市建设提升城市公共服务水平、优化城市资源配置，我国广州、深圳、南京等城市也开始提出智慧城市建设的目标与构想。

针对智慧城市的迅猛发展，理论界也开始了相关问题的探索性研究。在早期的一篇文献中，LeRoy（2002）探讨了城市的智慧增长（smart growth），认为智慧增长是为城市联盟量身定做的，能够解决城市的郊区蔓延问题。①LeRoy G. “Smart Growth for Cities：It’s a Union Thing”，Working USA，Vol.6，2002，PP.56-76.在此基础上，Geller（2003）也对城市的智慧增长问题进行了探讨，认为智慧增长是未来城市经济发展的必然选择。②Geller L.A，“Smart Growth：a Prescription for Livable Cities”，American Journal of Public Health，Vol.93，2003，PP.1410-1415.然而，智慧增长问题仍然是停留在传统的经济发展层面，没有将智能化、信息化的科技手段融合到城市的发展中，与我们当前的“智慧城市”概念还存在较大的差异。Shapiro（2006）明确引用了智慧城市（smart city）的概念③Shapiro M.J，“Smart Cities：Quality of Life，Productivity，and the Growth Effects of Human Capital”，The Review of Economics and Statistics，Vol.88，2006，PP.324-335.，但其研究的核心仍然在如何通过提高生活质量和生产力来进一步挖掘人力资本的增长潜能。Eger（2009）的论文从根本上开启了现代意义上的智慧城市研究。他认为，智慧城市意味着用现代技术的科学部署来解决当前的经济与社会问题，高速宽带基础设施的建设因此将成为城市发展的核心问题。④Eger M.J，“Smart Growth，Smart Cities，and the Crisis at the Pump A Worldwide Phenomenon”，I-Ways Journal of EGovernment Policy and Regulation，Vol.32，2009，PP.47-53.

从有限的几篇研究文献中不难看出，智慧城市尽管已经成为实践领域的热门问题，但理论界还没有给予足够的关注。实际上，智慧城市的建设不仅能够从根本上改变城市生活方式，提高生活水平，而且有利于带动相关产业的发展。换个角度来说，智慧城市的建设，离不开产业的支持。然而，围绕智慧城市建设，到底需要发展哪些类型的产业和重点企业？智慧城市建设与各产业之间的关联关系是什么？对于这些问题，当前实践和理论界均没有明确的答案。本文试图以上海市2007年投入产出表为依据，深入探讨智慧城市建设的产业关联关系，厘清智慧城市对产业发展的带动效应，以为我国智慧城市的建设提供参考。

一、智慧城市建设对产业经济的带动效应

智慧城市作为顺应数字化、信息化趋势而产生的城市发展新理念，在改变人类城市生活的同时，也会对经济发展产生直接或间接的带动效应。一方面，智慧城市的发展要求信息技术不断突破，以形成高度智能化的城市管理体系，从而对以信息产业及其相关硬件设备产业为主的经济业务产生直接带动效应；另一方面，由智慧城市建设所产生的直接业务需求，也需要其他产业的投入，或者拉动相关产业的供给，即产生产业之间的关联效应。同时，智慧城市作为一种全新的城市发展理念，需要以创新性的信息服务、设计创意等为依托并由此产生全新的城市资源配置系统架构与思想，我们称这种带动效应为智慧城市的业务衍生效应。

（一）直接效应

“智慧城市”概念本身是一个商业推动的产物，IBM提出“智慧地球”与“智慧城市”概念的初衷，就是为了拓展其IT解决方案业务。令人欣慰的是，这一构思不仅仅满足了商业领域的业务拓展需求，而且完全迎合了现代城市发展的趋势。从本质上讲，智慧城市是将人的智慧和信息化、网络化、智能化紧密结合起来，以更好地发现、解决城市运转和城市发展中的问题。这势必要求信息基础设施、网络化建设等方面的大量投入，包括信息基础硬件、信息技术服务、解决方案策划等。以基础硬件为例，智慧城市的建设离不开城市空间和物体的网络化连接，它有赖于射频识别技术（RFID）、传感技术等现代通信技术。为此，传感器、RFID芯片等感应与连接装置的市场需求被直接拉动起来。从另一个角度来看，智慧城市对产业的直接带动效应，也可以被视为信息与网络产业的市场空间拓展，RFID、Wi-Fi/WiMAX、CMDA等技术在城市的智慧化中找到了新的应用范畴。这种信息网络技术与城市发展之间的直接相关性，使得信息产业的技术创新与市场开发具备了充足的空间和潜能，并引导信息产业向更具系统性的集成化、智能化应用方向发展。

（二）关联效应

产业之间的关联性来源于彼此的投入与供需关系，当某个产业的制品或服务充当另一个产业的投入品、或者这个产业以另一个产业的制品或服务作为投入时，这两个产业之间就存在较为明显的关联关系。智慧城市建设作为一项系统的城市管理变革方式，涉及到城市经济发展方式与资源配置的方方面面，无疑会对现有二产和三产中的诸多行业产生关联影响。从可预见的层面来看，智慧城市的建设，首先会带动信息管理服务、信息技术相关硬件制造、信息系统设计与维护、信息分析与咨询、金融服务等领域的进一步发展。除此之外，还需要围绕智慧城市建设，大力发展信息工程与施工管理、城市与公共设置建设与管理、创意与设计、商业服务、物流仓储等诸多领域。某种程度上说，智慧城市的建设，将信息化、数字化技术嵌入到了现代制造与服务业的业务结构中，出现了信息产业与其他制造及服务产业的融合。这种产业融合是在后工业化时代产品经济的高度分工、特别是产品内分工不断深化的背景下发展起来的，体现了产业部门的日益细化和产业之间关联的日益复杂化。在这一背景下，诸多传统产业开始向“智慧产业”（即智慧城市建设的基础产业）延伸。例如，海尔集团最新推出的物联网空调，将现代传感技术很好地应用到了家用空调的生产与装备中，为智慧社区建设提供了很好的支撑；又如，五粮液酒厂通过在每瓶白酒包装内使用RFID防伪芯片，使得防止产品仿冒和对产品的即时跟踪成为可能，也将五粮液白酒带入了“智慧产品”行列。

（三）衍生效应

智慧城市的建设，不仅需要现有产业技术与服务的支持，还需要大量新的技术与服务，通过服务创新与技术创新，形成新的衍生业务。例如，在智慧社区建设中，为了能够更好地实现社区生活的提高和社区资源的合理有效配置，除了信息网络与系统的建设之外，还需要相关的创新性信息服务与配套商业服务。智慧城市的衍生方式主要有两种，一种是技术性衍生，即由智慧城市建设所衍生出的新技术；另一种商业性衍生，即由智慧城市建设所衍生出的新商业服务与模式。而在智慧城市建设的产业衍生模式上，也可能因不同情况而出现较大差异，比如原有技术或商业服务的延续与拓展、相似或替代技术的派生、原有技术的融合与升级，等等。智慧城市的衍生效应不同于直接效应和关联效应，它更加侧重于业务的创新性，由此衍生出的业务很可能重构原有的产业结构，并引导智慧市场的需求。随着智慧城市建设进程的深入，其衍生效应会越加明显，衍生性业务也可能会逐渐拓展，并成为智慧城市建设的重要支柱。

二、智慧城市产业关联分析方法与数据

上文对智慧城市建设的产业经济带动效应进行了初步梳理，以下重点对关联效应进行深度剖析，识别智慧产业与其它产业的关联关系。在本部分中，我们将明确产业关联分析的方法，并就研究数据的选取进行分析和说明。

（一）产业关联分析方法

就当前来看，进行产业关联分析的最常用方法为投入产出法。投入产出法是把一个复杂经济体系中各部门之间的相互依存关系系统地数量化的方法①陈锡康：《中国城乡经济投入占用产出分析》，科学出版社1993年版，第10页。，最早由美国经济学家瓦西里·里昂惕夫于1933年提出。投入产出法可以用矩阵形式表示为线性方程AX+Y=X（中间产品+最终产品=总产出），经过变换得到 Y=（I-A）X，如果矩阵（IA）存在，则有 X=（I-A）-1Y，其中（I-A）-1为里昂剔夫逆矩阵。投入产出法的直接计算依据为各地方或国家所编制的投入产出表，通过直接消耗系数、直接分配系数、感应度数、影响力系数等系数的计算来衡量产业之间的关联关系。②张艳辉：《上海市创意产业关联效应的实证分析》，《中国软科学》2008年第3期。③林龙斌：《上海市现代服务业的产业关联效应研究》，《上海经济研究》2010年第5期。直接消耗系数即投入系数，其经济含义是某产业每生产一单位产品所直接消耗各个产业部门的中间投入品的数量。这一系数说明了智慧产业增长时，其中间投入品产业的增长情况，能够很好地反映智慧城市建设的直接带动效应。通过直接消耗系数的计算，可以得出智慧城市的前向和后向关联的情况。直接分配系数是指i部门产品分配给j部门使用部分占该种产品总产出的比例。智慧产业的直接分配系数即该类基础产业产品分配给其他部门使用部分占智慧产业总产出的比例。影响力系数指当某一产业部门增加一个单位的最终使用时，对国民经济其它产业部门所产生的生产需求诱发程度。它反映了该部门对所有部门产生的生产需求波及的相对水平。影响力系数大于、等于、小于1，分别表示该部门对其他部门所产生的需求拉动程度要大于、等于、小于总体的平均水平，系数越大则拉动作用越大。感应度表示国民经济各部门都增加一单位最终需求时，某一部门由此受到的需求感应程度，即该部门需要提供的生产量。感应度系数是该部门感应程度与平均水平的比值。感应度系数计算结果大于或小于1，说明该产业的感应能力在全部产业中居于平均水平之上或之下。

（二）研究数据选取

投入产出法侧重于分析产业之间的关联关系，而智慧城市作为一种城市发展理念，并非产业层面的概念。为此，我们需要将智慧城市转换到投入产出表中已有的产业类型中。中国工程院副院长、国家信息化专家委员会副主任邬贺铨认为物联网将是智慧城市一个集中体现和重要标志④邬贺铨：《物联网是智慧城市的一个集中体现》，《创新科技》，2010年第5期。，依据这一观点，本文将物联网的产业范畴作为智慧产业，依此进行智慧城市与其他产业之间的关联分析。基于2007年上海市投入产出表，我们选择通信设备、计算机及其它电子设备制造业，以及信息传输、计算机服务业和软件业等两大类物联网相关行业作为智慧产业。尽管这一处理方法与现实情况难免存在出入，但基本能够反映智慧城市的基础产业构成。智慧城市的核心是利用“信息和通信技术手段打造智能化的城市”，其中包括了信息通信相关的软件、服务和硬件设备制造，这与物联网产业和现有投入产出表中的通信设备、计算机及其它电子设备制造业，以及信息传输、计算机服务业和软件业这两大类产业是相吻合的。

三、智慧产业关联——基于上海市投入产出表的分析

（一）智慧产业对其他产业的后向关联分析

智慧产业对其他产业的后向关联用直接消耗系数来衡量，通过直接消耗系数的计算，可以知晓智慧产业的总投入中，其他部门分别所占的比例。根据2007年上海市投入产出表，计算出智慧产业对第二产业和第三产业各子产业的中间需求情况如表1和表2。

根据表1的计算结果，智慧产业对通信设备、计算机及其它电子设备制造业具有非常大的消耗量，直接消耗系数达到了0.4732。这说明智慧城市建设对硬件设备的依赖或需求非常强，城市电缆或光缆的铺设、现代化数据中心的建设、信息终端的架设、传感设备与射频识别设备的使用，都需要来自于通信设备、计算机及其他电子设备制造业的硬件供应。智慧城市建设中直接消耗系数较大的其他行业还有化学工业、电气机械及器材制造业等行业，分别为0.0505、0.0501。这是因为智慧城市建设过程中，需要大量的化工制品、电气机械等，这些行业也为智慧产业发展提供了基础设施与生产设备。其中，需要特别指出的是建筑业，就目前的情况来看，智慧城市建设对建筑业的直接消耗系数并不高，处于所有产业的中游；随着上海市智慧城市建设进程的推进，智慧社区建设将成为重要的举措，这必然要求建筑业的直接参与，包括智慧空间的规划和智慧小区的建设等。为此，可以预期，在接下来的几年里，上海智慧城市建设对建筑业的拉动将会越来越大。从表1也可以发现，金属矿采选业、非金属矿采选业、煤炭开采和洗选业等行业的直接消耗系数几乎为零，说明智慧城市建设对这些行业的直接带动效应有限。

表1 智慧产业对第二产业各子产业的直接消耗系数

表2 智慧产业对第三产业各子产业的直接消耗系数

表2显示了智慧产业对第三产业各子产业的直接消耗系数。其中，信息传输、计算机服务和软件业作为智慧产业之一，其直接消耗系数最高，为0.0510，即智慧产业5.1%的投入来自于这一行业。批发和零售贸易业、租赁业和商务服务业、金融保险业、交通运输及仓储业的直接消耗系数也比较高，分别为 0.0377、0.0303、0.0183 和 0.0112。而卫生社会保障和社会福利业、公共管理和社会组织等行业的直接消耗系数几乎为零。这说明智慧产业的发展，较多地依赖于信息服务与软件、租赁及商务服务、旅游服务等方面的投入，也在某种程度上解释了上海市创意咨询、信息中介服务等行业日益兴盛的原因。需要特别注意的行业是科学研究事业，0.0039的直接消耗系数只处于第三产业所有子产业中的中游水平，而智慧城市建设作为一种创新性的社会行为，恰恰需要大量的知识或研发投入，所以这一结果似乎有悖常规。一个可能的原因是，科学研究作为一项公共事业，主要以政府投入为主，而当前政府在这方面的投入偏低，也使得科学研究事业对智慧城市建设的投入偏低。另一个可能的解释是我国当前的科学研究事业尽管整体发展良好，但在科技成果的产业化上，还存在机制上的不足，从而使得针对具体行业（比如智慧产业）的科技成果产出明显偏低。这也要求政府在推动智慧城市建设的过程中，努力完善科技创新激励机制，调动科学研究及相关事业的科研积极性，并建立比较合理的科技成果转化机制，以鼓励科学研究事业对智慧城市建设的支持。

（二）智慧产业对其他产业的前向关联分析

智慧产业对其他产业的前向关联主要通过直接分配系数予以反映。通过计算直接分配系数，可以知晓智慧产业所提供的产品或服务的流向。根据2007年上海市投入产出表，计算出智慧产业对第二、第三产业各产业的直接分配系数如表3和表4所示。

表3 智慧产业对第二产业各子产业的直接分配系数

表3显示了智慧产业对第二产业各子产业的直接分配系数情况。其中，通信设备、计算机及其他电子设备制造业的直接分配系数达到了0.4962，远远大于其他行业。这说明智慧产业超过一半的产出都投向了通信设备、计算机及其他电子设备制造业。造成这一结果的原因主要是，与成千上万的家用通信设备、个人电脑等产品相比，通信设备、计算机等设备的制造环节所需要的设备资产投入在性能要求和单件产品的价格上要大得多，反映在数据上就是智慧产业最终产出价值的一半以上转移到了该行业。另外几个直接分配系数相对较高的行业包括电气机械及器材制造业、交通运输设备制造业、通用专用设备制造业等，其直接分配系数分别达到了0.0282、0.0217和0.0190，即智慧产业产出的 2.82%、2.17%和1.9%分别投向了这三类行业，它们也是对大型计算设备的性能要求相对较高的行业。以交通运输设备制造业为例，作为智慧城市的重要建设内容，智慧的交通是确保城市智慧化的重要元素，城市管理需要在这方面进行大量的智慧产业投入。这要求政府在进行智慧城市建设的过程中，把较多的精力放在城市交通系统的建设上，通过大量的智慧投入，确保城市交通管理的智慧化。对于煤炭开采和洗选业、非金属矿采选业和金属矿采选业等行业，智慧产业对其的分配系数几乎为零。这主要是因为上海市作为一个国际化大城市，这几类行业所占整体经济的比重非常小，几乎可以忽略不计。

表4 智慧产业对第三产业各子产业的直接分配系数

表4反映了智慧产业对第三产业各子产业的直接分配系数情况。从表中可以发现，租赁业和商务服务业、金融保险业、信息传输、计算机服务和软件业的直接分配系数较高，分别为0.0466、0.0317和0.0280，说明智慧产业的最终产出分别有4.66%、3.17%、2.8%投向了这三类行业。信息传输、计算机服务和软件业作为智慧产业的构成部分，对智慧产业具有比较大的依赖性，说明智慧产业的内部关联性较高，这与表1、表2、表3所反映的情况完全一致，有关这类产业的空间集中能够达到较好的聚合效应和协同效应。政府应大力发展和建设智慧产业园、物联网产业园，以鼓励和带动智慧产业的快速发展。表4反映的另一个值得注意的问题，是卫生社会保障事业、教育事业等行业在智慧城市建设中所享受的智慧投入相对偏低。这种状况不太符合智慧城市建设的基本理念和初衷。智慧城市建设需要在政府公共事务管理、教育管理等方面形成信息化、智能化的管理体系，优化公共资源的配置。为此，在未来的智慧城市建设中，政府应特别注意对这几类行业的引导和鼓励。

（三）智慧产业的影响力与感应度分析

智慧产业的影响力系数反映了其对国民经济发展的推动力大小，感应度系数反映了其受国民经济其他部门的需求感应程度大小。表5给出了智慧产业的影响力系数和感应度系数计算结果。

从表中数据可以发现，智慧产业的影响力系数为1.6273，在所有的产业中排名第一。这说明智慧产业通过直接或间接关联，对其他各产业部门的经济带动效应是社会平均水平的1.6273倍。智慧产业的感应度系数为6.3787，这一数据高居所有相关产业，排第一位。说明国民经济各部门都增加需求时，智慧产业的需求增加量是社会平均水平的6.3787倍。综合智慧产业的影响力系数和感应度系数可以发现，智慧城市建设对整个国民经济的带动效应非常明显，并且远远超过其他传统行业。智慧城市建设不仅能够提高城市居民的生活水平，而且可以作为新一轮城市发展的引擎，带动整个城市经济的快速发展，并提升城市产业的附加值。

四、研究总结与政策建议

（一）研究总结

大力发展智慧城市，不仅是城市生活品质提高的必然选择，也是城市新一轮经济增长的关键路径。在保持传统产业布局和产业结构的同时，适时引入智慧产业，使之与城市建设的步伐相一致，与城市管理水平的提高相促进，在改善城市生活品质的同时，提升地区产业能级。

（1）智慧产业与其他产业存在密切的前向与后向关联关系。本文的定性分析与定量分析显示，智慧城市对地区产业的发展具有明显的带动作用，包括直接效应、关联效应和衍生效应。总体而言，智慧产业与第二产业和第三产业的绝大部分子产业都具有前向或者后向关联关系，智慧城市建设将对地区产业发展带来新的机遇。就后向关联来看，智慧产业对第二产业中的通信设备、计算机及其它电子设备制造业、化学工业、电气机械及器材制造业的直接消耗系数较大，其发展将需要这些行业的大量投入；在第三产业中，信息传输、计算机服务和软件业、批发和零售贸易业、租赁业和商务服务业、金融保险业、交通运输及仓储业等行业为智慧产业的发展提供了较多的中间投入。就前向关联来看，第二产业中的通信设备、计算机及其他电子设备制造业、电气机械及器材制造业、交通运输设备制造业、通用专用设备制造业等，以及第三产业中的租赁业和商务服务业、金融保险业、信息传输、计算机服务和软件业等对智慧产业的投入需求较大。

表5 上海市各类产业的影响力系数与感应度系数

（2）部分在智慧城市建设中应起到重要作用的产业尚没有体现出应有价值。科学研究、建筑业、政府公共管理等行业对智慧产业的关联系数略微偏低。而实际上，这些行业在智慧城市的建设中需要扮演重要的作用，他们与居民的生活、公共的福利、技术的发展等息息相关。政府应在这些方面给予更多的扶持和引导，以保障智慧城市建设的合理有序开展。

（3）智慧城市建设对国民经济发展具有极大的影响力。就影响力系数而言，智慧产业为1.6273，高于第二、第三产业中的其他所有子产业。这说明智慧产业的发展，对国民经济增长具有显著的推动力，并且这种推动力是其他产业所无法企及的。就感应度系数而言，智慧产业的感应度系数为6.3787，同样位居所有参比行业之首。说明国民经济各部门都增加需求时，智慧产业的需求增加量是社会平均水平的6.3787倍。综合来看，智慧产业的发展对于国民经济的带动作用远远超过了其他传统行业，发展智慧产业将为地区经济新一轮的腾飞提供强大的引擎。

（4）智慧产业将逐渐发展成上海的战略性主导产业。智慧产业作为技术密集型、资本密集型产业，对地区的技术水平、资本市场、人力储备等具有极高的要求，而上海作为全国的经济核心城市，恰恰具备了这些方面的优势。从本文的分析来看，上海发展智慧产业能够极大地带动新一轮的经济发展。在后世博阶段，智慧产业无疑将成为上海新的经济增长点。为此，结合上海已有的优势和智慧城市建设的良好机遇不难发现，智慧城市将逐渐发展成为上海的战略性主导产业。

（二）政策建议

（1）引导民间资本向智慧产业转移。智慧产业作为战略性新兴产业，需要大量的资本投入。尽管各地政府开始大力发展智慧产业，但在现有的政府投资规模下，智慧产业的发展还存在较高资金缺口。要弥补这一缺口，有赖于民间资本的大量介入。然而，慑于智慧产业的高风险，民间资本宁可投向股市、楼市，也不敢轻易进入智慧产业。为此，政府应通过有效的引导机制，改变民间资本大量聚集于股市、楼市的状况，促使其向智慧产业转移。

（2）培育智慧产业中的国资龙头企业。要发挥国有资本在智慧产业等战略性新兴产业中的主导作用，其中一个重要的路径是培育智慧产业中的国资龙头企业。通过龙头企业的培育，使国有资本在技术创新、产业组织构建、产业链协同、市场拓展等诸多方面占据核心地位，从而更好地对接政府的产业发展策略和国家的政策引导。

（3）打造产业链健全、配套服务完善的智慧产业集群。建立从研发设计到生产营销的全产业链结构模式，完善产业链各环节之间的分工与协作，提升产业集聚的效率和效果；培育与纵向产业链相匹配的横向生产性服务集群，提升地区生产服务水平和服务创新，形成纵横交错的产业集群发展模式。

（4）探索建立产业协同创新机制。一方面，拓展新的产学研合作模式，推动智慧产业技术创新；另一方面，通过有效的平台构建，促进企业之间的技术合作，整合优势智力资本，发展分布式协作创新与模块化创新机制。为此，政府应在创新平台构建上充分起到引导、协调的作用，将各方资源整合起来，以推动集群创新。