自组织理论视域下的智慧城市系统探析

吴 恺

（武汉大学 马克思主义学院，武汉 430072）

早在古代，德谟克利特和卢克莱修等哲学家就认为，只要有足够的时间、空间和物质，秩序就会自动产生，这是自组织思想的最初形态。到了近代，康德在其著作《判断力批判》中使用了“自组织化”一词，他提出，系统的各个部分能够像拥有自己的思想一样行事，系统能自我支配和自我完善〔1〕。现代组织学家认为，自组织也称为自发秩序，是指初始无序状态的系统，其诸要素之间通过相互作用并与外界交换物质、能量、信息，从而产生出某种新的整体秩序的过程〔2〕。自组织现象存在于诸多领域之中，包括物理、化学、生物、社会、人工智能等领域。自组织理论描述了在一定条件下，系统是如何自动从无序走向有序、从低级走向高级、从简单走向复杂、从粗糙走向精致的过程。如果将智慧城市建设看作一个大的系统，那么其系统的各个要素便具有很强的自组织性，它们按照相互默契的某些规则，各尽其责而又协调地推动智慧城市形成良好的有序结构。因此，我们可以从多个角度审视这些自组织性，既可以从智慧城市建设的参与者角度来看，也可以从智慧城市建设的各个领域来看，甚至可以具体到智慧城市信息安全系统这一子领域来考察，从而借此打造让人民满意的宜居、韧性、智慧城市。

一、智慧城市各参与主体的自组织运行

信息技术的应用给人类社会带来了巨大变化，我们正在迈向一个全面数据化、智能化、网络化的时代。当今，人们的生产生活方式、学习工作方式、休闲娱乐方式、社会管理方式等都发生了巨大变化，其典型特征是创新成为时代主题、知识成为最重要的生产要素、互联网成为信息交流的重要渠道。于是，智慧城市建设应运而生，它使城市高效运转，以人文关怀兼顾城市各主体需求，并推动城市向更具创造力和生命力的方向发展。所谓智慧城市，是指利用各种信息技术或创新概念，将城市的系统和服务打通、集成，从而提升资源运用效率、优化城市管理和服务、改善市民的生活质量〔3〕。在智慧城市建设的各参与主体中，政府负责统筹规划和制定政策，研发机构和非政府组织（NGO）负责构建体系、形成标准、提出建议，企业负责实施创新、开展建设，市民负责为智慧城市建设提供助力，这些主体共同推动了智慧城市系统的自组织运行。各参与主体在智慧城市建设中的自组织作用，具体分析如下：

政府作为智慧城市建设的发起者和管理者，发挥着主导作用。政府尤其是地方政府，既承担着城市发展的责任，又掌握着城市发展的核心资源，其行为的有效性对于智慧城市建设至关重要。政府的自组织功能主要体现在以下方面：一是政府会综合性地考虑智慧城市建设问题，全面设置城市的产业发展、民生改善、治理提升、政务便捷、环境保护等各个层面的规划。二是政府会将自身拥有的资源之效力充分发挥出来。如地方政府拥有的城市资源主要包括土地、公共服务系统、能源系统、交通系统、水资源系统等，其能通过对这些资源的统筹使用，让优质资源的利用效率在智慧城市建设中达到最大化。三是政府有较大的控制力和影响力，能调控智慧城市其他参与主体的行为。政府的这种调控除了通过市场手段外，还可以通过政策调整、舆论导向等方式进行。

研发机构作为智慧城市建设的创新者，发挥着关键作用。智慧城市建设的创新驱动，需要研发机构的大力支持。研发机构主要包括高校、科研院所、国家实验室等，它们会在政府的指导下投入智慧城市技术创新之中。这些技术创新主要包括传感器技术、大数据技术、人工智能技术、云计算技术、新材料技术、物联网技术、智能电力技术、节能减排技术等的创新。如通过传感器技术创新，能提升城市管理者收集来自市民生活、基础设施、交通运输以及其他各方面的数据的能力；通过大数据技术创新，能帮助城市管理者更合理分析各关键领域中的各种具体事宜；通过人工智能技术创新，能帮助城市管理者更好实现管理的智能化，包括利用计算机视觉系统分析交通影像以识别司机非法停车，利用计算机视觉系统寻找与犯罪行为相关的车辆等。

非政府组织作为智慧城市建设的助力者，发挥着推动作用。智慧城市建设是按照行业业务来运作的，而且由于每个行业都有自己的业务链，所以其在利用感知信息网络融合、大数据分析、新媒体互联互通、智能决策等共性技术时，往往需要在业务流程、应用技术、技术标准、利益分配等方面进行研究与协调。在此过程中，政府可以委托非政府组织对相关企业进行监督和管理，这样非政府组织便成为政府与企业之间沟通的桥梁〔4〕。此外，智慧城市建设还涉及许多新技术、新应用、新业态，虽然国家对这些新技术、新应用、新业态出台了一些政策法规和规范标准，但还不够详细和完备，再加上各城市的地方政府制定相关规范标准的能力也很有限，因此这些规范标准的制定需要请相应非政府组织来完成。

企业作为智慧城市建设的实施者，发挥着重要作用。与智慧城市建设相关的企业包括房地产企业、互联网企业、专业解决方案企业等。房地产建设是智慧城市发展的基础和保障，房地产企业一般资金雄厚，与政府合作深入。在智慧城市发展中，房地产企业除了进行住房建设外，往往还通过科技地产、智慧园区等的建设，推动物联网、智慧基础设施等与智慧城市深度融合。互联网企业在智慧城市建设中具有信息联通作用，能使智慧城市以线上线下相结合的方式实现自身良好运转。专业解决方案企业则包括交通、安防、能源、通信、环卫等各行业的专业企业。这类企业往往专业性强，能从自身业务出发为智慧城市发展贡献自己的力量。

市民作为智慧城市建设的受益者和参与者，发挥着核心作用。市民的支持和参与是智慧城市建设成功与否的关键。虽然每位市民个体对智慧城市建设的影响有限，但全体市民的力量汇聚起来，就会形成智慧城市建设的强大动力。市民对智慧城市发展的期望和对市政服务的要求，会成为政府改进自身工作的动力。市民不仅是智慧城市建设的受益者，也能成为服务的提供者，他们可以通过从事义工或以自治的方式参与智慧城市建设。而且市民是城市真正的主人，所以当其他主体的行为不符合城市可持续发展要求或偏离市民利益时，市民会自发组织起来，成为纠正这种偏差的重要力量。比如，市民希望通过智慧城市建设，在生活方面轻松享受到绿色、安全、舒心的环境，顺畅获取到衣、食、住、行、学、医、娱等方面的服务；在办事方面充分实现智能化、高效化、便捷化。但当由于基础设施建设滞后、综合管理手段缺乏、公共服务资源紧张、自然环境严重污染等，导致市民在工作、生活、办事上不便利时，市民就会通过各种渠道来维护自己的权益。可见，通过市民的这种自组织作用，能够为智慧城市打造一个安全、智能、绿色、宜居的生活环境，从而提高市民的安全感、幸福感和归属感。

二、智慧城市各个领域的自组织运行

智慧城市的基础性领域主要包括产业经济、市政服务、城市管理和信息畅通等方面。实现智慧城市的整体功能，需使各基础性领域发挥其自组织性，相互补充，精诚协作。

在产业经济方面，其核心问题是产业转型升级和经济发展方式的转变。在过去很长一段时期，由于我国在经济发展方面产业运行效率低，土地利用率、能源利用率、资源配置效率也不高，导致我国产业总体上处于全球价值链的中低端。因此，产业转型升级的目的，是为了实现从高投入、高污染、高消耗向低投入、低污染、低消耗转变，从低产出、低质量、低效益向高产出、高质量、高效益转变。产业转型升级既包括产业结构的调整，也包括产业内涵的提升。产业转型升级的关键是技术创新和商业模式更新。在工业方面，其各主体通过自组织作用，可以把握新兴技术跨越式发展机遇，促进工业化与信息化的深度融合，向智能制造全面迈进〔5〕。对于大企业来说，要力求推进其信息化集成应用，将信息化融入其企业管理、研发设计、生产制造、市场营销等各环节之中，提高企业竞争力。对于中小企业来说，要力求推进其建立信息化服务平台，并着力解决中小企业在投融资、技术创新、人才培养、市场开拓、信息咨询等方面的困难，增强其发展活力。对于新业态企业，要力求融合互联网、大数据、云计算等先进信息技术，推进其全产业信息集成协作，积极创新其资源配置方式，培育其可持续的工业价值链。在服务业方面，其各主体通过自组织作用，可以提升其数字化和专业化水平，不断引领企业向价值链高端攀升，并促进经济发展提质、增效、降本。如科技服务业可以通过自身的数字化转型，在创业孵化、技术转移、科技咨询、检测认证等服务上进一步优化，更好地服务于企业的每个生产环节，全面提升企业的研发制造能力。金融服务业可以通过自身的数字化转型，大力发展普惠金融、供应链金融、科创金融、绿色金融等，进一步加强金融服务于实体经济的能力。商务和法律服务业可以通过自身的数字化转型，在会展活动、品牌策划、法律咨询、社会审计、信用中介等服务上更上一层楼，从而丰富商务业态、促进社会公平，提高智慧城市发展的质量和效益；物流服务业可以通过自身的数字化、智能化、国际化转型，推动智慧城市的供应链体系建设。

在市政服务方面，智慧城市建设要求充分发挥互联网和信息技术在提升效率、降低成本、部门合作、数据分析等方面的作用，以提升社保、医疗、教育、住房等重点民生领域的服务质量。如在社保领域，智慧城市建设注重城市各部门的协同与合作，并要求积极利用大数据技术进行决策支持，为制定相关政策提供量化依据。在医疗卫生领域，智慧城市建设要求各医疗卫生机构实现信息共享和协同联动，让社会大众能便利开展健康档案查询、网上预约挂号和健康咨询服务，让医生可以便捷获取病人的电子病历信息，让卫生管理部门可以通过实时数据对医疗机构进行监督管理，并根据量化数据进行决策。在教育领域，智慧城市建设要求推动优质教育资源共享，鼓励企业开发数字教育资源，并提供教育资源服务和线上教学平台服务。

在城市管理方面，要提升智慧城市的管理水平，就要发挥各主体的自组织功能，实现多主体联动，并让更多市民参与到智慧城市建设中来。在智慧城市系统各主体中，政府仍处于主导地位并发挥着政策引领作用，是实现智慧城市建设自组织性的关键。为了改进智慧城市的管理，政府应当做到：一是通过信息化实现高效化，力求简化行政审批流程，促进部门间政务协同，提高政府服务效能，以实现政府由“经验管理”向“科学治理”转变。二是利用大数据提升决策水平，广泛采集、科学处理数据，大力推动城市管理的数字化、模块化和精细化，以实现公共服务的管理创新和模式更新〔6〕。三是围绕服务于居民生活、经济运行、政务管理等领域，加速打造一体化的城市智慧管理平台。例如，可把物业管理服务平台与市政服务管理平台进行良好对接，以促进“互联网+市政服务”向居民社区的延伸。还可以大力整合产业服务管理平台、生活服务管理平台等与市政服务管理平台的对接，从而进一步提高城市运行和管理的整体效率。四是营造市民参与智慧城市建设的环境。政府要及时发布城市管理信息，使市民对参与智慧城市建设的范围、内容、途径更加了解；改进管理流程，使市民能参与到城市管理的规划、执行、改进等环节中。

在信息畅通方面，信息资源的开放共享与合理利用是智慧城市建设的动力引擎。信息资源包括与城市各项活动相关的文字、数字、图表、语言、音像等一系列信息，既包括人力资源信息、空间地理信息、公共事业信息、社会管理信息等，也包括通过感知系统采集到的各类信息。信息资源作为城市建设、经济发展、事业开拓的重要手段，城市管理者、政策执行者等都需要以信息作为基本依据开展活动。因此，信息资源的畅通、整合与利用是智慧城市建设的重要方面，是实现城市智慧管理和智慧服务的基本要素。

三、智慧城市信息安全系统的自组织运行

信息技术的发展给人类社会带来了巨大变化，并在支撑智慧城市建设方面发挥了巨大作用。尤其是以5G通讯为代表的新兴信息通讯技术，将大大促进人、机、物的互联互通，激发智慧城市各主体的建设动力。网络通迅技术是信息化建设的基础，信息化建设又是智慧城市建设的根本，但当今社会在信息便捷的同时也会产生以下信息安全问题：一是各主体的信息安全，包括个人、组织机构、政府等的信息安全。各主体信息安全的本质是界定不同主体对信息的采集权、所有权和使用权边界，并由此建立相应的法律法规和管理机制。二是传播渠道的信息安全，包括互联网、收音机、有线电视等各种传播渠道下的信息安全。互联网是智慧城市信息传播的主要渠道，一旦互联网上出现重大的虚假信息并造成快速传播，很容易造成负面影响。保证智慧城市的信息安全，需以下主体发挥其自组织功能并协同运作，具体分析如下：

对立法机关来说，要加强信息安全立法，使信息的开放和保密有法可依。立法能进一步加强个人隐私保护，规范政府、企业、人民法院、人民检察院等对个人信息收集、保存和使用的行为，为社会管理和产业发展提供良好的法律环境。还要进一步完善政府信息公开的相关法律法规，明确政府信息公开与保密的边界，细化政府信息公开的内容与方式，并规范相关操作程序。此外，在企业信息公开方面，为了保障公平竞争，促进企业诚信自律，强化企业信用约束，国务院已发布了《企业信息公示暂行条例》〔7〕。但当前还需要立法机关以此条例为基础，加强企业信息安全立法，从而既保护企业的商业秘密，又合理公开企业信用信息，进而扩大社会对企业的监督，防范企业的不诚信行为。

对政府部门来说，要加强对信息传播渠道的规范和管理。保证信息传播渠道的安全，并非意味着盲目限制公民的信息传播自由，而是要力求保证所传播信息的真实性和准确性，让信息传播者承担起相应的责任。因此，政府应加大智慧城市建设的资金投入，鼓励高校、科研院所等与相关领域企业的合作，使其共同开展智慧城市信息安全产品的研发。要根据智慧城市不同领域信息安全的特点，采取相应的技术措施实施安全防护，同时制定各领域协同安全防护的机制。要构建面向新一代信息技术的安全保障框架，大力引进高端技术人才，并建立专业的信息安全保障研发机构，建设面向智慧城市建设的网络空间安全监测预警机制和应急响应平台。要改进网络空间主体身份认证系统，完善保密计算机的使用机制。

对技术部门来说，要运用各种技术手段保证信息的保密性、完整性、可用性和传播可控性〔8〕。智慧城市建设处在一个开放、互联、协同的环境之中，要保证在开放和信息互通的前提下实现信息安全。这就要求技术部门既能保障信息产品（包括芯片、服务器、网络设备、存储设备、智能终端等硬件，以及操作系统、中间件、数据库、应用程序等软件）的安全，又能保障信息服务（包括智慧城市规划和设计、应用系统开发、系统集成、系统运维、服务运营等）的安全。为此，技术部门要着重改进和完善以下信息安全技术：一是访问控制技术，包括网络访问控制技术和系统访问控制技术。网络访问控制技术主要用来限制外部计算机对主机的网络访问，系统访问控制技术则为不同用户赋予了不同的主机资源访问权限。二是身份认证技术。身份认证技术是用来确定某人或某事是否真实有效，其往往是通过验证一个或多个参数来开展的。对用户的身份进行认证，最常用的方法是使用密码，这样可以有效识别合法用户与非法用户，从而阻止非法用户访问系统。三是防火墙技术。所谓防火墙技术，是将内部网络与外界网络相隔离的防御系统技术之总称。在互联网上，通过防火墙技术的使用，可以监控进出网络的各种信息，仅允许安全可靠、经过核准了的信息进出网络，防止不希望的、未经授权的信息进出被保护的网络。使用防火墙技术，可以将安全区域与风险区域适当隔离，但不会妨碍人们对风险区域的合理访问。四是入侵检测技术。所谓入侵检测技术，是指对各种网络活动进行实时监测，以快速发现各种网络攻击的技术。通过入侵检测技术的使用，能及时发现并报告系统中未经授权的访问或异常的现象，从而防范系统外部的入侵或系统内部用户的非授权访问，保证计算机系统的信息安全。五是数据加密技术。数据加密技术可分为数据传输加密技术和数据存储加密技术。数据传输加密技术主要是对传输中的数据流进行加密，包括链路加密技术、节点加密技术和端到端加密技术等。链路加密技术是为了保护网络节点之间的链路信息安全；节点加密技术是对源节点到目的节点之间的传输链路提供保护；端到端加密技术是对源端用户到目的端用户的数据传输进行保护。通过数据传输加密技术，可以一定程度提高数据传输的安全性，保证传输数据的准确性和完整性。数据存储加密技术则主要采取密钥的方式，因此存储加密系统的密钥管理显得非常重要。只有对恰当的人赋予密钥管理权限，才能降低信息存储的泄密风险。

对市民个人来说，要加强个人隐私保护。随着互联网技术的高速发展，人们的日常生活越来越依赖各种网络信息，对网络信息的获取和传播也成为人们日常生活的常态。目前，很多网站或者APP都有输入个人信息并验证自己身份的环节，这造成了个人信息泄露的可能。于是，很多不法分子利用该环节来盗取公民个人信息，进而使大量客户的信息泄露。在智慧城市建设中，市民要高度重视信息安全问题，通过观看网络信息安全宣传片等，了解常见的网络信息安全防护措施，不断提高自己的防网络诈骗能力。

总之，智慧城市建设是当代城市建设的必然趋势。党的二十大报告指出：“要提高城市规划、建设、治理水平，加快转变超大特大城市发展方式，实施城市更新行动，加强城市基础设施建设，打造宜居、韧性、智慧城市。”〔9〕以系统论为方法，以自组织理论为研究视角，多角度探索智慧城市建设的内在规律，将有助于新时代智慧城市的建设与发展，进而让人民群众过上更美好的生活。