大数据和物联网在国外城市治理中的前沿应用_公共价值促生的可操作化

2015．10LAN ZHOU XUE KAN■管理学大数据和物联网在国外城市治理中的前沿应用：公共价值促生的可操作化李一男摘要城市的不断发展带来更高的复杂性和各方社会主体相互冲突的价值需求，对城市治

2015．10

LAN ZHOU XUE KAN

■管理学

大数据和物联网在国外城市治理中的前沿应用：

公共价值促生的可操作化

李一男

摘

要

城市的不断发展带来更高的复杂性和各方社会主体相互冲突的价值需求，对城市治理和公共决策形

成新的挑战。借助大数据和物联网技术，智慧城市的兴起成为改善城市治理的有效手段。文章介绍并评析了城市治理研究的三个前沿领域，以及大数据和物联网技术的两个应用案例，在此基础上对我国发展智慧城市以提高城市治理水平，推进新型城镇化建设提出了具体建议。借助大数据和物联网技术，政府有能力识别核心公共价值，并对进而将理论模型可操作化，在具体执行中实现公共价值的促生。相互冲突的价值需求进行调解，

关键词

城市治理；智慧城市；大数据；物联网；公共价值

文献标识码A

文章编号1005－3492（2015）10－0166－05

中图分类号F299．23

一、引言

随着社会经济文化的不断发展，逐渐扩张的城市需要面对更高的复杂性，例如逐渐增强的社会公以及内涵更为丰富的社区形态和城市众参与意识，

社会文化。从公共价值理论视角来看，各方主体的而内部价值结构则呈现多价值需求变得更加明确，

元化趋势，对于城市治理和公共决策带来了一系列影响和新的挑战。

对新兴技术的利用有助于解决这些问题，当对现实世前两个方面的科技进步呈现出清晰趋势，

界影响较为明显的是物联网（Internet of Things ，IoT ）技术。一般而言，物联网即通过互联网将各种具备嵌入式职能的设备相互连通，使其有能力在无

［2］

［1］

并作出反应行人工干预的情况下收集和分析数据，

动。这一概念由麻省理工学院的Kevin Ashton 在1999年左右提出，其内涵是通过数字标记事物并使将机器智能与社会生活无缝连接，以增强人其互动，

类的感知和控制能力，从而提高生产效率和减少浪预测未来将有超过费。在2013年的IDC 报告中，

［3］

300亿台各种设备接入物联网，作为一项有革命

意义的新技术，其对于世界的影响方兴未艾。另一方面，对信息结构和认知形态产生明显影响的是以互联网为基础的大数据（Big data ）技术。当前各界

［4］

对于大数据的共识是4V 特征，即Volume ，海量

全球信息总量的迅猛增长；Variety ，多样化，非结化，

构化数据占据主导；Velocity ，快速化，动态变化的数

作者简介：李一男，博士，兰州大学管理学院讲师（甘肃兰州730000）。

基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助（项目编号：15LZUJBWZY104）研究成果；甘肃省社科规划一般项目（项目编号：14YB009）；国家自然科学基金重点项目“政府职能转变背景下绩效管理研究”（项目编号：71433005）；教育部人文社科青年基金项目（项目编号：15YJC630066）。

①

Variety ，Velocity 之外，也有不同意见认为，除Volume ，还应该包括Vitality 持续性，和Complexity 复杂性，呈现4V 1C 的特点。作为新

兴事物，对大数据的特征描述随着其本身的发展变化仍在不断演变。

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据特征；Value ，价值化，对大数据进行分析和处理所

①带来的巨大经济价值。在此基础上，随着大数据技

成为可能，城市规划专家得以和“世俗（mundane ）”技术协同工作

［8］

，例如，基于社区大数据而非GIS

术自身的发展，其内涵仍在不断发展和丰富。

大数据的蓬勃发展、物联网的兴起和云计算的日趋成熟，使得公共基础设施的智能整合成为可能，全球范围内人们的日常生活和沟通方式都受到这种变化趋势的影响，互联网上的虚拟世界正逐步与现实世界形成融合，受其影响，人类社会的结构和形态因此有人将2011年定义为也开始发生重大的改变，

网络社会（Networked Society ）元年。在城市研究和大数据和物联网的应用也受到广泛重城市治理中，

视，产生了丰富的应用。智慧城市（smart city ）是其中有代表性的成果，国内上海、深圳等地率先开2015年政府工作始部署建设智慧城市的战略规划，

报告中也提到在新型城镇化建设中发展智慧城市。文章的目的在于从实践操作和理论研究两方面梳理国外的前沿成果，结合我国发展城乡融合的新型城提出有针对性的城市治理建议。镇化建设战略布局，

二、城市研究的新方向：数字皮肤与城市计算有学者提出，大数据重新定义了城市研究，使人们能够更加清晰地认识城市治理中错综复杂的因果关系，在理论和分析方法、实证和实验观察方法通过大数据开发来以及计算科学和模拟方法之后，

探索研究对象的模式、趋势和内在因果关系成为了

［7］

第四种研究范式（paradigm ）。在城市研究领域，

［6］

［5］

技术的步行地图，为社区治理和基础规划提供更准确的信息，规划结构也能更好地满足本社区需求。有学者将这种针对小范围、个别社区的精准式改革

［9］

重视对社区称为城市针灸“Urban acupuncture ”，

愿景的保护，强调理解、认同和满足需求的持续性。

大数据和开源理念在公众决策愈发重要，物联网的普及激发了社区内部自组织网络的持续创新。“智慧城市”作为对向社区的推进，社区信息学的发展将城市规划的概念延伸为：认同并塑造宜居智慧城市的驱动力。在政府和信息技术巨擘的着意引导下，本土与全球化之间的边界变得模糊。借助增强现实工具（augmented reality ，AＲ），真实世界与虚拟世界也逐渐融合。巴西和美国的例子已经表明，这种变化会协助新居民更好地融入社区。基于物联网和大数据的强化沟通和互动不止发生在社区成员之间，同样发生在社区同当地政府之间。社区治理越来越依赖内部成员的贡献和自组织，而数字技术和物联网的驱动将公众参与治理的兴趣自然地转化为具体的行动。从公共价值的角度，社区公众自发形成的网络社会能够与大型公司形成竞争，收回自己对社区和城市的权利。嵌入社区治理系统当中的数字工具能够提高公众动员效果，进一步改善社区环境和治理水平。

（二）数字皮肤：传感器覆盖的可计量城市数字皮肤的概念在2014年由Ｒabari和Storper 提出，认为借助信息和通信技术（Information and communications technologies ，ICT ）的发展和物联网的进步，在不久的将来城市中几乎所有的物理实体都将集成传感器，它们互相联通，成为沟通协作的网络节点，将监测到的数据传送到服务器并依据分析结果的反馈进行相应调整，形成了城市的数字皮肤。数字皮肤理论将城市理解为一个巨大的数据来源，为城市治理、政策设计和公众日常生活提供信息辅助。对于智慧城市的管理来说，数字皮肤有能力向公共管理部门提供此前无法控制甚至无法测量的信息，例如城市水循环系统的实时运行细节，因此能够更好地管理基础设施，进而改善生活和工作条件，

167

［10］

有关能源、水、废物处理、车辆交通等方面的海量数据能够被整合起来作分析之用。下文中，笔者梳理了大数据和物联网在城市治理和市政规划等方面的前沿研究方向，并结合以公共价值为基础的城市治理视角对其进一步讨论。

（一）社区信息学：城市变革的新催化剂社区信息学（Community Informatics ）研究将计算机技术用于社区、社会团体的经济、文化、社会交计往和服务发展等方面的问题。涵盖了信息科学、算机科学、市政规划和治理研究等领域。社区信息学期刊2014年的专题讨论聚焦于城市规划和社区信息学的关系，发现区域规划和城市治理实践中正不断涌现出基于数字技术的独到创新。信息和通信技术的迅速发展使得公众参与和地方决策支持实验

创造更可持续的城市环境。有鉴于此，有人将大数据技术类比为自然科学界的显微镜，为城市研究打开了全新的门径。

3D 城市模型及类似技术借数字皮肤理论认为，

定位技术把城市助大量的传感器收集数据和测绘、

整个表述为数字形式，超越了现有的信息检索方式，每一个置身其中的个体在获得“超个性化”体验的同时，也由于动或被动的信息共享而自然成为“代“信息现场”，和这种沟通方式甚至改变了理感知”

社会生产的合作形态，大规模合作被基于信息的、定进一步提高了社会群体的制化的平等合作所替代，

自组织能力。在地方政府的推动下，大数据的发展为公众参与决策提供了更规范和优质的平台，将政例如美国的“开放府收集到的大数据向公众开放，

政府（open government ）”和英国的“开放数据（open data ）”计划，借助交互技术在无数次双向沟通过程中完成公共决策。但随之引起的数字残屑（digital breadcrumbs ）问题则是大数据技术无力解决的。通能够从复杂的信息中过对宏大数据量的统计分析，

找到深层次的规律，却无法识别重要而数量稀少的个案，特别是将这种方法论作为特大城市治理的指导方法时，存在潜在的伦理问题。此外，爆炸式发展由于回的大数据源本身又构成了一个大数据产品，音室（echo －chamber ）效应和信息不对称悖论的存在，可能在分析过程中加重误差的恶性循环。数字皮肤理论从社会科学的角度来审视大数据和物联网指出我们有可能借助大数据对于城市治理的影响，

的潜在价值挖掘来改善城市的整体社会福利，但目前仍缺乏严格的实证研究，来检验大数据和物联网对于可计量性的城市治理会具体产生怎样的效果。

（三）城市计算：多数据、多任务的实时处理微软亚洲研究院的郑宇研究员团队提出了城市计算（Urban computing ）的概念，其本质是计算机科学、城市规划、社会学和经济学等研究领域的交叉。通过基于物联网的城市感知技术，获取城市中多种异构大数据，经过数据筛选、管理和分析挖掘，结合可视化技术协助人们认识城市现象本质，理解城市问题的原因，实现人—环境—城市的三赢局面。因此城市计算的任务目标往往具有综合性，处168

［11］

理中需要用到多方面数据，是一个“多数据、多任务”的计算系统。以城市感知，海量异构数据的管理协同计算，云 端模式的混合式信息收集与沟通系统为核心，借助物联网系统收集到的海量信息，利用大数据方法论，在城市规划、交通优化、环境改善、能耗控制、社会安全、经济发展和社交娱乐等诸多领域都有创新应用。例如通过车流轨迹大数据来分析城市各区域的日常交通状况，为城市规划提供建议，或者以人为载体结合传感器的广泛应用来实现群体感知，向公共部门反馈空气、环境等污染状况，以浮动车辆（例如出租车）携带GPS 的轨迹记录来发现进而识别异常现象和突发事件，等等。交通流紊乱，

在基于物联网的主动参与式感知和被动群体感知等技术支持下，其数据获取手段相比过去更加丰富，轨时空索引技术的发展突破了大数据管理的迹管理、

瓶颈，并进一步引申到大城市贫困人群的资源支持与城市规划评估问题。但受到算法的限制，数据稀未来应疏性和优化问题仍未得到较为妥善的解决，当在这一方面继续改进。

三、城市治理中的大数据和物联网应用实践：两个前沿案例

（一）美国联邦政府的analytics 网站

“将政府数据转化为更好的公共服务”在名为

的主题报告中，联邦总务管理局（GSA ）公民服务与

①会同联邦科技创新办公室旗下的18F 创新小组，

数字服务中心、白宫科技政策办公室联名发布了关于政府网站的数字化分析仪表盘（Digital Analytics Dashboard ），通过这项工具能够直观了解美国联邦政府网站为公众提供服务的实时统计。社会公众能够从各种联网设备上便捷地查阅政府提供的数字联邦政府各职能部门则能够清晰了解公众化服务，

发现和使用政府数字化服务的途径，从而有针对性18F 小地进行优化。为强调网络社会的行为伦理，组专门在网站上进行声明，表示该项服务不跟踪或记录个人信息。

在美国联邦政府总共约1350个域名中，该项服

GSA 又称联邦总务署、联邦总务局或按字面翻译为一般服

［12］

①

“总统创新成员”务管理局。18F 是其内部创业团队，也是计划的组

成部分，因地址在18th ＆F Streets in NW DC 而得名。

务已经能够收集到近300个行政部门的统计数据，其中包括每一个内阁部门。自2014年12月中旬至2015年3月，加入该工具的各个联邦政府网站已经获得超过13亿次访问量，而这些信息在整合之后完以协助政府治理和城市发展。作为全向公众展开，

对于奥巴马政府2009年提出的“透明和开放的政analytics 项目相比2009年5府”理念的执行与延续，月21日发布的政府大数据网站data．gov ，以及2011年美国与印度、加纳等国共同合作启动的“国际化开源政府计划（Open Government Platform ）”加贴近城市治理的实际需求。其代码托管到业内著名的协作网站GitHub 上以供各国的开发者使用或者根据需要修改，利用那些政府采集但未经梳理的各类信通过对城市气象、交息开发应用来改善公共服务，

通、社会福利、治安等方面的数据挖掘，协助公众了促进职能部门提升城市治解城市社区与地方政府，理能力，更好地满足公共需求。

（二）瑞典的垃圾处理

瑞典首都斯德哥尔摩市历来重视技术革新，在城市治理和社区服务方面走在大数据应用的前沿，早在1997年开始，为世人所熟知的哈姆滨湖城（HammarbySjostad ）生态城市发展项目就已经投入这块斯德哥尔摩最大的近郊小区占陆地面积启动，

1．6平方公里、居民近2万人，立足于智慧城市的发展理念，通过由电脑控制的垃圾分类集中再利用系还借助互联网技术协助公众规统来减少能源消耗，

从旧工业区逐步发展成可持续性的现划出行路线，代化生态城区。

除此之外，斯德哥尔摩市政厅提出的“愿景2030”城市战略发展规划，对于大数据和物联网的应用还有更深层次的部署。城市环境治理的目标主要受到交通影响，因为斯市采用垃圾收集车来运输和清理家庭垃圾，这些来自不同垃圾处理公司的功能车辆需要一直在城市中运行，一方面影响内城的车辆交通，另一方面根据公共价值理论，不同住户对于垃圾收集的方式和时间偏好不同，形成了需求冲突，对于垃圾处理公司而言难以有效协调家庭垃圾的日常收集。

在此之前，其他城市和地区的主流解决方案包

括成本效益评估，优化路径演算法和实时数据的采

①而斯德哥尔摩市则基于30多家垃圾处理公用。

司收集到的50多万条关于家庭垃圾收集的数据，来识别城市垃圾日常的空间分布形态，计算效益指数，借助Google Map 的API 实现地理编码，进而绘制垃收集的大数据包括以下变量：圾处理车辆的路径图，

表1

斯德哥尔摩市垃圾处理大数据相关变量

处理公司相关变量具体处理公司最终送往处理站垃圾收集车辆牌号

垃圾相关变量垃圾类别垃圾数量和单位收集具体的地址、日期、时间

Van der Heijde B ，Lazarevic D ，et al．Big 资料来源：Shahrokni H ，

Data GIS Analytics Towards Efficient Waste Management in Stockholm ［C ］．Proceedings of the 2014conference ICT for Sustainability．2014：140－147．

经过计算，斯德哥尔摩市政厅提出了垃圾处理的改善方案，建议各垃圾处理公司共享垃圾收集车队以提升协作绩效，城市中心和人口密集区的垃圾同时避开上下班车辆活动频率指数最高达到15．0，

高峰时间以确保道路交通不受影响，而在斯德哥尔摩市边远地区，垃圾车辆也能够保证1．0以上的活

②这一成功的案例动频率指数而不至于无人问津。

也再次佐证了城市感知（urban sensing ）和大数据分析对城市可持续发展的意义。最初斯市传感器只是来记录和测量电力浪费情况，在大数据和物联网的发展下，目前这套方法已经向市政管理的其他领域推广，以提升收集到的数据质量，进而改善城市治理整体水平。

［13］

四、对我国发展新型城镇化的启示

当前我国在城市治理和大数据、物联网方面的理论和实践还都处在初级阶段，没有形成完整的框架体系。在2014年首都经济贸易大学主办的城市蓝志勇教授提出现代公共决策中应国际化论坛上，

该把握大数据技术的创新，重视数据质量、形式、相

不同于实时城市的概念，实时数据技术在实践中早有应用，

但相比实时城市而言，实时数据仅限于一些具体职能中实现局部分

①

析、对大数据内在价值的挖掘不够。

关于具体指数的计算可以参见Shahrokni H ，Van der Heijde B ，Lazarevic D ，et al．Big Data GIS Analytics Towards Efficient Waste

②

Management in Stockholm ［C ］．Proceedings of the 2014conference ICT for Sustainability．2014：140－147．

169

关性和兼容性，深度挖掘公共大数据的使用价值，推动城市规划和治理创新。世界各地已经有众多城我国在进入市将建设智慧城市作为主要发展方向，

经济发展新常态的大背景下，将发展智慧城市的工作融入推进新型城镇化建设的战略目标，一方面将另一方面则智慧城市建设作为缓解城市病的手段，

在于通过大数据和物联网等技术的发展来更好地满从而拉动内需促进经济增长。具体而足公众需求，言，应该注重以下方面：

1．制度建设：提高城市治理水平，既要各城市发挥禀赋优势和能动性，自下而上地推动变革，也要由2015中央主导，自上而下提出提纲挈领的指导纲领，年，由国家标准委员会领衔组成的国家智慧城市标准化协调推进组、总体组和专家咨询组将尽快制订和出台国家智慧城市标准体系，完善中国智慧城市“互联网 ”的发展战略，有序启的顶层设计。结合

动符合国情的智慧城市整体发展战略。

2．规划合理：借助技术变革提高行政水平和资源利用率，摆脱地方政府对于土地财政的依赖，合理控制城市扩张，重视城市综合交通系统的建设，运用“城市计算”等工具优化市政规划，实现群体感知式的污染联合防治，整改地下网管，鼓励发展智能建筑，从而减少资源浪费，逐步消除污染。此外，在城市治理当中体现公共价值，还应包括扩大自然历史文化遗产保护范围，通过科学的城市规划来充分展现城市特色。

3．服务优化：快速城镇化使得大量农村人口进入城市，面临着生活习惯、交往方式等一系列转变。强调以人为本的发展理念意味着社会生活的整体提其中包括社区新成员的市民化以及公共服务和升，

产品的均等化，国外许多城市治理实践已经证明，大数据和物联网技术的应用对于改善公共服务供给，提高公平性有显著作用。我国应当借助智慧城市承载的大数据、物联网和云计算内核，以更少的浪费、更高的效率为更多人提供更好的公共服务和产品。例如信息惠民等方案的提出，有助于提高全民教育水平，也能够加快小城镇电子商务发展，提供更多的发展机会。

4．社会稳定：大数据带来的普适计算引起了公170

［14］

2014年中央网络安全和信众对于隐私问题的关注，

息化领导小组的成立意味着网络安全提升到国家安政府主导的智慧城市建设能够确保城市公全的高度，

共数据的可靠性和安全性，在此基础上通过国家倡导的PPP （Public －Private －Partnership ，政府和社会资本合作）模式，能够引入前沿信息技术和工具，例如基于物联网技术的城市网格治理系统，以保持城市治理架构和理念的先进性，促进社会和谐稳定发展。

社会发展引起的多元化和复杂性是城市规划和治理必然面临的问题，已有研究证明，从公共价值视能够理解各社会群体、个人角来分析社会治理问题，

之间的需求差异所引起的价值冲突，通过政府主导的公共决策和城市治理，能够有效调解公共价值冲难以识别复杂的公共突，但由于缺乏适当工具，

需求中蕴含的核心价值表达，缺乏公共价值促生（facilitate ）的有效手段。借助大数据和物联网技术，智慧城市有能力实时收集和迅速处理整个城市的海量信息，相应地在操作层面具备了识别核心引导价值促生的关键工具，能够解决公共价值价值，

理论在城市治理实践当中落地的问题，对于维护社会稳定和顺利推进新型城镇化，都具有深远意义。

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［16］

［15］

（下转第207页）

技术性的专业培训，使更多的新生代农民工可以进入技术型岗位。由于我国的二元经济结构还会持续，这也需要政府部门制定出更合适的政策和方针。

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责任编辑：刘旭挺

檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨

［12］https ：//www．whitehouse．gov /blog/2015/03/19/turning－govern-（上接第170页）

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责任编辑：刘旭挺

Frontier Application of Big Data and IoT in Urban Governance of Other Countries ：

Operationalize of Public Value Facilitate

Li Yinan

Abstract ：The continuous development of urbanization meets more complexity and conflicting value requirements from different social bodies．This is-sue becomes new challenge for urban governance and public decision．Taking technological advantages of big data and internet of things ，the rises of smart city makes it possible to improve urban governance．In this paper I introduce and review three frontiers of urban governance research ，and two cases of ap-plication for big data and IoT technologies．On this base I give detailed suggestions for the development of smart city in China ，in order to improve urban governance and promote new round of urbanization．

Key words ：urban governance ；smart city ；big data ；IoT ；public value

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