智慧城市视域下的数据开放生态系统建设

殷志林 田王超

摘 要：随着大数据时代的到来，互联网技术、物联网技术和云计算技术成熟运用，各国纷纷兴起了建设智慧城市的热潮。智慧城市的建设不仅是先进信息技术的运用，还是一种新的城市建设理念的探索。数据的开放和开发对于智慧城市的建设具有重要意义。在智慧城市的技术平台、人文理念下来建设数据开放生态系统，通过开放的数据进行数据开发活动，通过政府与社会各个主体进行合作，创造出新的数据产品（如APP等）来解决一些社会和经济问题，把智慧城市的建设由政府管理拓展到社会治理，通过数据的开发和利用建立新的合作模式能进一步推进和深化智慧城市的建设。

关键词：智慧城市;数据开放;生态系统

中图分类号：C916   文献标志码：A   文章编号：1002-2589（2020）03-0062-04

智慧城市的建设和数据开放都是大数据时代的产物，智慧城市的建设需要用大数据进行决策、分析和规划，而这时数据的应用只存在于政府的层面，这就使得数据的价值不能够完全利用，在智慧城市的基础之上建设数据开发生态系统使社会运用政府数据解决问题，可以进一步推动智慧城市的建设。

一、智慧城市的来源和定义

1.智慧城市的来源

智慧城市是人类社会生产力发展和科技进步的必然产物，每一次科技革命都会推动城市形态的变更。20世紀中叶信息技术的发展使得社会产生了巨大的变化，信息技术被广泛地运用到各个领域，不仅推动了产业的升级而且还推动城市进入了数字化发展阶段。在数字化城市中，RS、GIS、计算机技术和多维虚拟技术等在城市建设和规划中得到了广泛的应用。但是数字化城市只是以实体城市为载体构建出一个虚拟的数字化城市，为人们提供决策、规划和生活的基本信息。数字城市只是智慧城市的雏形或者是初级阶段。

智慧城市是以数字城市为基础，在信息技术进一步发展的情况下提出来的。IBM公司作为“智慧地球”理念的提出者，把智慧城市定义为“充分利用信息化相关技术，通过监测、分析、整合及智能响应的方式，综合各职能部门，整合优化现有资源，提供更好的服务、绿色的环境、和谐的社会，保证城市可持续发展，为企业及大众建立一个优良的工作、生活和休闲的环境”[1]。智慧城市是在原有的信息技术基础之上又以物联网、大数据、云计算等为核心的新一代信息技术应用为支撑的城市形态，同时智慧城市在原有的决策、规划的功能基础上提供了服务、环境营造和创业创新等新的功能。

2.智慧城市的定义

智慧城市应从“智”和“慧”两方面去定义。“智”强调的是技术方面，而“慧”强调的是社会参与方面。

智慧城市之“智”在于通过信息技术让城市更加智能，它是通过互联网技术把城市各处的传感器连接起来形成物联网。互联网类似于人体神经，而传感器则类似于人的触觉器官，触觉器官把接触的信息通过神经传导给大脑进行分析判断，而云计算系统充当大脑的作用，然后对城市事务提供信息决策支持。智慧城市从技术层面可以定义为：数字城市+物联网=智慧城市。

智慧城市之“慧”在于“通过参与式治理，对人力资本、社会资本、传统和现代的通信基础设施进行投资，促进经济的可持续增长、提高居民生活质量以及对自然资源明智的管理。”[2]智慧城市的“慧”更加侧重于人文关怀，信息技术只是手段。智慧城市从人文关怀的角度可以定义为：利用信息技术，通过参与式治理让城市达到持续发展和宜居的目的。

智慧城市既需要技术的支持也需要人文的价值追求。

二、数据开放和数据开放生态系统的内涵

1.数据开放的内涵

数据开放的主体可以是政府、企业和个人等。但一般意义上数据开放的主体是政府，因为政府掌握了全社会数据的80%。政府数据开放是指政府机构通过信息技术，以数据开放平台网站为依托，主动向公众提供免费的、无须授权的、可机读的政府数据，且数据是一手的、完整的、非专有的，并且具有多种格式以满足不同类型用户的需求。任何个人、企业和社会组织都可以对这些数据进行开发利用[3]。

2.数据开放生态系统的内涵

数据开放最终是为了产生经济效益或者是提供一些社会服务等，从数据的应用与开发角度可以把数据作为数据开放生态的主体。从数据的生产与采集、储存与管理、挖掘与分析再到应用大数据的相关链条，构成了复杂的价值链条和价值网络，在数据的开发和应用过程中新的数据不断产出，然后在新的一轮分析和应用中继续创造价值。数据在开发和应用的过程中价值不是线性的衰减而是迭的增加。数据开放生态系统的良好运行取决于数据开放的基础设施状况、数据的采集保存状况、数据的可读性、数据开放的格式、数据的流动情况以及数据的开发程度等。

数据开放活动中存在着多个主体，比如政府、社会组织、企业、技术人员和普通公民等。各个主体之间存在着复杂的关系，有人将这种关系隐喻成为一种“生态系统”。

从社会关系视角来分析数据开放生态系统：在数据开放生态体系中政府占主导地位，但是不能仅仅围绕政府建立一个单一的生态系统，应当把社会组织和企业、技术人员和普通公民也看成一个独立的子系统，在外面嵌上一层社会的外部环境。在大的外部环境下，各个子系统各要素在内部运行，然后与其他子系统进行互动，最终使整个大的数据开放生态系统运行。

数据开放生态系统不仅是一个技术设计，也是一种社会与政府的合作分工，社会因素在复杂的信息因素的建设过程起到了重要的作用，所以我们可以把数据的开放生态系统看成一个社会——技术系统。在数据开放生态系统的建设过程要把社会因素和技术因素结合起来，充分发挥两者在社会和技术方面的不同作用，使得参与开发的各方充分利用技术来挖掘数据的价值。

三、智慧城市和数据开放生态系统的联系

1.智慧城市建设促进数据开放生态系统建设

数据开放生态系统建设的目的是为了推动数据开发和利用过程中的技术的连接和发展，并且充分调动社会力量参与数据的利用和开发。各国对于数据开放生态环境的营造和对于数据开放生态系统的建设都是通过各种数据开放活动展开的，例如上海的SODA大赛。但是由于开放数据活动所持续的时间和主体有限，对于数据开放生态系统的建设有时效果并不明显，并且许多技术体系尚未成熟等。智慧城市的建设能够在各个方面弥补这方面的不足。

IBM的白皮书《智慧的城市在中国》描述了“智慧城市”的基本特征，即全面物联、充分整合、激励创新、协同运作等四点[4]。“全面物联”“充分整合”能够在技术层面上为数据开放生态系统的建设提供支持。智慧城市的建设需要遍布全市各处的感应器对物理城市空间实现实时的感知和动态的分析，并且借助云计算平台对数据进行分类整合并为智慧城市搭建信息基础设施，这首先保证了数据源的不断更新以及数据开放基础设施的提供。数据开放生态系统建设在技术层面上首先要解决数据源的不断采集和更新，保证数据是有用的而不是过时的、无效的。其次采集的数据需要进行处理和加工，最后对外开放，而信息基础设施能够为数据后期的加工和开放提供平台。“创新激励”“协同运作”是在信息基础设施的基础上为数据开发者、利益相关者提供协作体系，让个人、企业等利用数据进行科技和业务创新，为城市的建设和发展提供新的动力。数据开放生态系统的良好运行需要政府、个人、企业和社会组织的相互协作，通过各个主体之间的协作使数据开发产生价值迭代效应。智慧城市的建设能够促进数据开放生态系统的建设。

2.数据开放生态系统建设深化智慧城市建设

数据开放生态系统是从数据的采集、储存、开放和运用等一系列的过程让数据的价值发挥最大效益，同时在这一系列过程中社会各个主体相互协作，促进整个生态系统的良性运转。智慧城市的建設需要开放数据，通过数据的开放来解决一些具体的社会治理问题或者是创造经济收益，同时各个社会主体的参与能够创造出社会资本，加强政府和社会各主体的信任和合作。

智慧城市的建设从技术层面来说更多的是技术平台的搭建，整个技术平台的搭建更侧重于数据的采集、储存、整理和分类;数据开放方面则侧重于数据开放平台的搭建，至于数据开放出来的应用程度或者应用方式，并未构建出一个完整的系统。换言之，数据开放生态则是侧重于数据源的建设，至于数据从数据平台流出来以后如何加工处理，如何服务数据消费者以及消费者如何反馈并未得到详细的设计。数据开放生态系统建设不仅包含数据的采集、储存、整理和分类而且还涉及数据的加工、产出、消费和反馈。从技术层面数据开放生态系统是在智慧城市技术平台搭建的基础上对于数据开放以后进行加工、消费和反馈的进一步的系统的设计和构架，是对智慧城市在技术层面的更深层次的发展。

智慧城市的建设从社会层面的分析更多的来说是侧重于政府的数字化服务和实体城市的基础设施的智能化的建设，以达到政府治理手段更加多样化、成熟化和城市生活更加宜居的目的。智慧城市建设虽然在建设过程中也有提供协作平台，但是并未对在平台搭建后各个主体的具体合作模式进行设计。在数据开放生态系统中，政府虽然是核心主体，但是社会组织、企业系统和技术人员、普通公民系统在整个数据开放生态系统中也发挥了重要的作用。

通过对各个子系统内部的设计以及各个子系统之间的互动关系的研究，推动各个子系统之间的良性互动，使得整个智慧城市的理念能够深入到整个社会，并且可以创造出新的社会资本，靠社会力量推动智慧城市的建设，并且可以使社会加强对政府建设的监督并且对智慧城市的建设提出反馈意见。数据开放生态系统的建设可以从社会、技术两方面推动智慧城市建设的深化。

四、智慧城市视域下的数据开放生态系统的架构

智慧城市视域下的数据开放生态系统的构建是在智慧城市所建设的信息基础设施平台上营造外部环境，再构建政府子系统，社会组织、企业子系统和技术人员、公民子系统，各子系统形成内部各要素的整合运行，然后再与其他子系统发生互动关系。

1.外部环境的营造

数据开放生态系统的建设需要营造良好的外部环境。从社会环境方面来看，政府应该加强对大数据、智慧城市建设的新闻报道，让民众了解智慧城市和数据开发的概念，并向社会积极展示数据开发的科技成果，让人们意识到数据开发能转变为实体成果，而不是与自身利益无关的。政府、社会各界也应该积极开展数据开发活动，社会各个主体通过参加活动可以对数据开放的相关理念有深入的了解，在互动和交流中可增长自己对于数据开发知识方面的学习，并提高数据开放和开发的关注度和参与度。

从技术环境方面来看，应着眼于资金投入、数据开发服务平台体系、数据安全保障体系和知识产权保护等方面的建设。大数据产业是个新兴产业，也是时代发展的趋势，只有加大对大数据产业的投入，才能提高产业活力和经济产出。数据的开发还需要相关服务平台的建设，提供较完备的数据服务平台才能够使数据从产出到研发到落地孵化成为一种可能。数据的开放必然带来数据泄露方面的隐患，所以应该从技术层面加大数据安全的保护。数据落地孵化后要加大对数据开发作品的知识产权的保护，以保障数据开发和创新的活力。

2.政府子系统的架构

政府在数据开放生态系统的建设中居于核心地位，政府子系统建设的好坏直接影响数据的收集、分类、整理和开放。政府子系统的建设决定数据开放的价值性和数据开放的程度。如果从数据开放平台流出来的数据是过时的、不可读的，那么数据利用的价值就不高，如果因为政府自身利益而导致数据开放不充分，那么数据的利用肯定也不是那么充分。所以，政府子系统的建设应该着手于保证数据开放的质量和保证数据开放程度两方面。

在智慧城市中数据开放生态系统的政府子系统建设应该进行战略设计，对于数据开放的一系列过程有个整体性的战略规划，保证数据在其生命周期内能够有价值的高效流出，例如美国的数据开放战略设计。美国所建立的数字政府是由三个层构成的，这三个层分别是信息层、平台层和表达层。信息层就是政府所开放的数据信息，这些信息包括结构化信息（如人口普查和就业数据等）和非结构化信息（如文书处理、电子表格等）;平台层包括用于管理信息的系统和流程，例如应用程序的开发、IT技术的支持还有移动设备的维护等;表达层是组织公布的信息和不断完善政府公布信息的方式。

政府系统中存在着各个部门，各个部门手中握有大量的数据资源，但是各个部门为了其自身利益可能导致数据开放的不全面，各部门信息交流的不充分导致数据难以整合。在政府子系统建设过程中，应该用整体性治理的思路来加强各部门的整体性规划，打破各部门之间信息孤岛的状况，使得数据能够充分地整合和流出。

政府子系统的建设中数据开放平台是其至关重要的一环。智慧城市的建设是通过设置在各处的感应器对物理城市实行实时监测并对其数据进行收集，然后通过互联网将数据传导到数据储存库，再通过云计算系统将数据进行整理、分类传导到大数据开放平台。智慧城市的建设为数据开放平台的建设提供了信息基础设施，同时应该建设开源模式的数据开放平台。开源模式（Open-sourceModel）是指不依赖少数机构的封闭技术体系，而是围绕某一开源系统为基础建设开放社区生态，强调所有系统工具面向全社会免费开放共享、社会各界协同创新的分布式建设和治理模式[5]。数据开源模式的设立使得数据开放平台不仅提供数据而且还提供数据开放平台的基本系统工具。数据开放平台的开源模式建成以后，任何企业、社会组织和个人都可以以极低的成本获得数据开放的系统工具然后建设自己的数据开放平台。智慧城市的技术基础设施加上开源模式的运用将使得数据开放平台的建设更加高效和开放。

3.社会组织、企业子系统的架构

社会组织、企业的子系统在数据开放生态系统的建设中不仅充当数据开发者的角色，更重要的是充当着连接组织和技术提供的角色。社会组织和企业拥有着一定的社会资源、资金和技术优势。当数据从数据开放平台流出后，社会组织、企业可以根据自身的需求开发数据，从而提高自身子系统的运营效率和创造经济价值。

另外，社会组织和企业有联系政府和社会的纽带作用，政府政策推广和活动的开展需要社会组织和企业的协助和组织。在智慧城市的建设和数据开放生态系统的建设过程中需要社会组织把民众组织起来，用政府提供的平台或者是自身的平台使得民众能够参与和创造价值。并且一些专业性的社会组织还能为民众提供开发的模式，例如美国的InnovationEndeavors就为许多数据开放活动提供了“黑客马拉松”这种数据开发模式。企业是数据的开发者，但是许多项目受制于其技术条件等因素的限制而无法完全开发某个项目。企业可以为数据开发的团队提供资金、数据和其他技术的支持，借助民间力量开发出相应的成果，然后供企业使用。或者企业对某个正在进行数据开发的项目感兴趣，为其投入资金和技术平台的支持，使其能够顺利地落地孵化。

4.公民、技术人员子系统的架构

公民和技术人员之所以归于一个子系统是因为两者是可以相互转化的。智慧城市建设的过程中有给社会提供的相互协作的平台，这个平台专门提供给企业、社会组织和技术人员，但也应该吸纳普通公民参与到其中。数据的开发和利用是多维度的，如何使数据开发利用产出的成果能够切实为普通公民服务，需要普通公民参与进来，这样才能为数据的开发和利用提供一个新的角度或者是与其利益切实相关的成果。由此，数据开放的成果落地孵化以后才能符合市场需求或者是切实解决一些社会问题。

参与数据开发和研究的过程中也是普通公民接受教育的过程，普通公民在参与数据开发和研究的过程中可以学到一些数据开发的知识或者是学到一些应用程序使用的知识，在此过程提高了普通公民的科学文化素养。在参与数据开发活动中可以加强普通公民和数据开发人员的互动，增强两者之间的信任。技术开发人员进行数据开发过程中的视野和思路将会被拓宽，同时，两者在进行活动的过程中可以增强对于智慧城市建设理念的认知，增强对政府政策的理解，提高政府公信力。有的技术人员还可以提供新的技术开发平台，吸引新的普通公民和技术人员的参与，增加数据开放平台的数量，提高数据开放平台的活力。

5.各子系统的互动

在良好的外部数据开放环境下，政府子系统通过自身的战略制定和机构整合开放政府内部数据，再通过物联网、互联网和云計算系统等收集城市实体的数据，把数据进行分类整理以后通过数据开放平台进行开放，并对数据开放平台进行开源模式的设计，为社会组织、企业子系统、公民和技术人员子系统提供优质数据和数据开放平台的基础设施。社会组织、企业子系统与政府子系统进行协商合作，子系统内部的企业和社会组织也进行相互的合作。它们不仅自身去开发应用数据、建设平台，并且还为公民、技术人员子系统提供开发模式、开发平台资金和技术支持。公民、技术人员子系统内部首先实现技术人员的公民化和公民的技术化，不断提高人民对技术的开发和利用的能力。同时，公民、技术人员子系统可以通过开源平台利用数据进行开发创新，或者是利用开源平台的系统设施进行数据开放平台的创造。另外公民、技术人员子系统通过与社会组织、企业子系统的联系来找到可参与的数据开发平台，并且找到适合的数据开发模式，在参与开发和研究的过程中获得资金和技术的支持。各个子系统之间通过相互的协作和配合来推动智慧城市建设的深入发展。

五、结语

智慧城市和数据开放生态系统的建设都具有技术和社会属性，两者之间的建设在某些方面是有重合的，但是两者在某些方面又是相互补充的。智慧城市的建设需要开放数据，而且还需要建设一个能够良好运行的数据开放生态系统。数据在数据开放生态系统中产生一种迭代效应——使得各参与主体能够充分参与，让数据的开发和利用得到最大化，用数据开放开发利用的成果来推动智慧城市的建设，使智慧城市的建设更加智慧化，并使得整个城市更加的宜居。

参考文献：

[1]汪芳，张云勇，房秉毅，等.物联网、云计算构建智慧城市信息系统[J].移动通信，2011（15）.

[2]吴同.浅析物联网的安全问题[J].网络安全技术与应用，2010（8）.

[3]付熙雯，郑磊.政府数据开放国内研究综述[J].电子政务，2013（6）：8-15.

[4]Smart City in Perspective of Innovation 2.0 [EB/OL].[2019-06-29]. http：//unpan1.un.org/intradoc/groups/public/documents/unpan/unpan05.

[5]Levine， Sheen S， Michael J Prietula. Open collaboration for innovation： principles and performance[J]. Organization Science， 2013， 25（5）： 1414-1433.