智慧城市信息系统基本框架的...复杂适应理论(CAS)视角_仇保兴.pdf

【文章编号】10063862(2023)01000109特稿城市发展研究 30 卷 2023 年 1 期 Urban Development Studies Vol30 No1 20231智慧城市信息系统基本框架的设计要点 基于复杂适应理论(CAS)视角仇保兴(中国城市科学研究会，北京，100835)【摘要】智慧城市的设计与建设应基于第三代系统论 复杂适应理论(Complex Adaptive System CAS)，将自上而下的“构成”与自下而上的“生成”进行有机组合。在这个过程中，政府更应该关注“智慧城市公共品，”通过构建智慧城市公共品的“四梁八柱”，依据民众的需求，引导市场主体充分利用 CAS 的三大生成机制“积木”、“内部模型”和“标识”自下而上生成能自主演化的智慧城市，从而进一步提升城市治理能力，有助于城市政府成为合格的“服务型政府”。【关键词】智慧城市;复杂适应系统;城市设计【中图分类号】TU984【文献标识码】A1从城市的“生成”与“构成”来看智慧城市设计之困当前，在国家政策的驱动下，智慧城市在各行各业以及群众生活方方面面的渗透性越来越强，人们对智慧城市的重要性的认识也越来越深入。尤其在众多新技术的推动下，极大丰富了智慧城市的建设模式，让民众看到了良好的发展前景。在各参与主体的共同努力之下，我国智慧城市建设发展已经逐步进入改革突破、模式创新和成效凸显的“深水区”。从规划蓝图到落地实践，智慧城市发展还面临哪些困境?如何才能真正取得智慧城市建设的价值成效?这些问题正在越发受到高度关注。从城市信息系统的“生成”与“构成”为主体思维脉络，我们可更加清醒地认识到当前智慧城市设计面临的困境，理性把握构成智慧城市公共品的“四梁八柱”以及智慧城市“生成”的三大机制，充分利用第三代系统论发挥主体的创新机制，自下而上生成自适应的城市信息系统，进一步促进互联网、大数据、人工智能、区块链等新一代信息技术与实体经济的深度融合，深化数字技术的创新研发和应用，从而推动智慧城市高质量发展。城市本身与其信息系统具有相似性，我们可从城市的“生成”与“构成”来分析城市信息系统的设计思路，它存在什么样的问题?应该如何去构建现代城市的信息系统?从实体城市来看，可分为两大类，一类是“构图 1城市的“生成”与“构成”之区别资料来源:网络(https:/bbszhulongcom/101010_group_100224/detail30076142/、https:/wwwsohucom/a/453986785_759640)成”为主;一类是“生成”为主。有一句古话叫“罗马不是一天建成的”，从图 1 上可以看到，罗马作为一个历经二千多年岁月才形成的世界著名历史文化名城，它的空间肌理非常复杂。二千多年来，在没有“一以贯之”的规划的前提下，无数前赴后继的建筑师一步一个脚印，逐步设计建设成当下一个非常有魅力的城市。这样的城市，我 们 称 之 为“生成”的。而澳大利亚首都堪培拉则是一次性设计建成为主的典型城市。对于这样一座由规划师格里芬“一次性设计”的城市，人们游览的第一天被城市整齐对称的格局和气势所震撼;第二天，会疲惫，因为处处都一样;第三天，人们会认为:“还是打道回府或回到悉尼、墨尔本吧，那里的生活感觉更美好”。为什么“生成”的城市与“构成”的城市给人带特稿仇保兴:智慧城市信息系统基本框架的设计要点 基于复杂适应理论(CAS)视角2城市发展研究 30 卷 2023 年 1 期 Urban Development Studies Vol30 No1 2023来的感觉会有那么巨大区别呢?这对现代城市信息系统有什么借鉴意义呢?我们谈论历史文化名城时，常常会认为“没有规划的城市是最好的规划”。在中国，历经千年发展的黄山古城，就是一个典型的“生成”城市，它每一条街坊和河流、每一座建筑都有自身的特色，都是对人们审美情趣凝聚的结晶，最终“生成”了徽派建筑的发源地徽州，再与众多新徽派建筑共同“生成”了黄山市这个誉满天下的旅游胜地。这里众多街坊的每一个转弯都可以给你惊喜、每一座古建筑都是不同时期人们审美的归宿。图 2巴西利亚城市鸟瞰图资料来源:网络(https:/redshiftautodeskcom/articles/georgialouiseharrisbrown)但是“构成的城市”，例如巴西的首都巴西利亚，其鸟瞰图很清晰地显示，它的空间格局像一只大鹏一样，位于两个“翅膀”的楼房格局高度同质化，这样的城市既不宜居也不具备人为尺度的美感。图 3“生成”和“构成”城市比较之一资料来源:网络(https:/bbszhulongcom/101010_group_100224/detail30076142/)通过对“生成的城市”和“构成的城市”的实例比较，我们可以从中了解到，在“生成的城市”中，城市功能和景观具有多样性的表达，并且符合人的空间尺度和美感，而不是以“鸟”的空间尺度和美感来建设。但是由于“构成”不足，城市交通、公共卫生和灾害防御能力就比较弱。而“构成的城市”则属于一次性规划，具有明显的框架式结构，“三通一平”(指建筑施工以前必须达到水通、电通、道路通、场地平整等条件)的成本非常高。我们人类对城市有过许许多多的构想，在2000 多年的城市文明史中，某些构想在很多国家中都没有得到实现，成为了典型的乌托邦式空想。例如图 3 提到的 1964 年由查克先生设计的“插接城市”以及图 4 中 1966 年罗恩赫伦设计的“行走城市”，这种类似的“乌托邦式构想”已经有几百个。图 4“生成”和“构成”城市比较之二资料来源:(https:/bbszhulongcom/101010_group_100224/detail30076142/)意大利的锡耶纳坎波广场是逐步生成的，广场周边的环境因是逐步“生成”的建筑呈现多样性良好、景观丰富而成为世界著名旅游胜地。但是它也存在缺陷，即机动车辆通行不方便、面对火灾水灾的应急能力比较差。然而城市社区特色鲜明，能够让所有的居民都有明显的归属感，具有独特的历史文化积淀和丰富宜人的景观，所以这些城市都已成为典型的国际旅游区和世界文化遗产。与此相对应的是，有许多“构成”为主的现代城市机动性很好、绿地率高，充满对称、庄严的技术美，城市的防灾能力强大，但是往往却容易形成“千区一面、千城一面”的单调而枯燥的景观。1966 年“行走的城市”被提出来后，至今都未被实现。如此还有很多都是由著名的建筑师、规划师提出的设计理念都未能成功实践，这些理念也就成为仅停留在书本或画册中的“乌托邦”。对于任何一个有魅力的城市而言，它们既有“构成”成分，也有“生成”的成分。一个城市之美，仇保兴:智慧城市信息系统基本框架的设计要点 基于复杂适应理论(CAS)视角特稿城市发展研究 30 卷 2023 年 1 期 Urban Development Studies Vol30 No1 20233必须具有丰富的多样性，而体现一个城市的活力它得有“多张脸”。例如典型的旅游城市 厦门，它有“生成”的鼓浪屿，又有精心设计的现代化新区，并且这两者呈现多模式、多样化的集成组合，符合人的尺度和人的审美观。同时它也有“构成的部分”，这些构成的部分是秩序感的、现代感的、具有明确条理化的空间。通过将“生成”与“构成”有机结合，这才是一个真实且有魅力的具有现代生活品质的宜居城市。图 5“生成”的鼓浪屿与“构成”的厦门新城资料来源:网络(https:/wwwsohucom/a/230340815_443862)回到“智慧城市”的主题，当前我国智慧城市设计与建设面临几个困境:第一，片面地依赖“构成”顶层整体设计。忽视了数据和系统的许多细节是“生成”的，许多新技术及其应用场景更是“生成”的。因此，就可能存在智慧城市既有的结构与日新月异的新技术难以相容，也与新应用场景的不确定性不相容。第二，人们往往混淆了智慧城市设计的手段与目标之间的区别。智慧城市与传统城市一样，都是为了让人的生活更美好，因此智慧城市也必须要从“解决城市病、符合民众需求”为出发点去谋划和建设。“以人民为中心来规划建设城市”，这是习总书记在新时代的要求。第三，混淆了智慧城市中的“商务品”和“公共品”的区别。很多设计师并不太明白“何为公共品?”在我国的智慧城市设计建设过程中，许多大型IT 企业出于赢利的目的，推出了很多高端的项目，例如:“领导驾驶舱”、信息亭等，但由于他们习惯于“构成”，并不了解城市政府的职能和其运转的复杂性与民众的真正需求，许多智慧系统的设计就成了“白智慧、空智慧、假智慧”式的形式主义典范。新冠肺炎疫情对智慧城市是一场“大考”，也是一次压力测试，在这个过程中，大部分城市大脑都得了“痴呆症”，我们也看到了部分构成设施的失败，如城市领导驾驶舱、大数据分析效果不佳。同时，那些“生成”的设施却发挥了巨大的作用，例如诞生于基层的网格化管理得到了极大提升和改良，不见面办事和“健康码”等都发挥了巨大作用。由此可见，兼具主体能动性、主体异质性、主体主动性的第三代系统论，是今后互联网应用和智慧城市设计的主要方法论。图 6智慧城市的形式主义资料来源:网络，作者改绘在实际工作中还存在“设计”与“实际需求”严重脱节的现象。例如许多基层干部喜欢搞一些形象工程，例如几年前从北京市开始到各个地方建设了许多信息亭。很多外地人看到后并不知道它的功能是什么，外观看以为是厕所，跑进去以后又没有此功能。由此看来，类似的工程都是混乱的“构成”式设计，而且花费的代价非常之大。现代人为什么如此偏好“构成”?这是一个很普遍的现象。人类自身实际上是属于“生成”进化而来的，是通过逐代演变的一个“演进式”智慧动物。天演论 的作者即认为所有的动植物都是通过“适者生存”演变而产生的。但是为什么现代人如此偏好“构成”呢?原因不外乎以下几方面:第一，秩序偏好。他们错误地认为:“从上而下”设计好于“从下而上”生成。现代人们特别是决策者都具有秩序偏好，嫌恶无序混乱，即以为可控的“从上而下的设计”好过于无序的“从下而上的生成”。这种片面的思维否定了人类与生物自身演变的历史逻辑，实际上一切重大的创新成果总是发生特稿仇保兴:智慧城市信息系统基本框架的设计要点 基于复杂适应理论(CAS)视角4城市发展研究 30 卷 2023 年 1 期 Urban Development Studies Vol30 No1 2023于混乱的边缘。第二，对事物的复杂性、不确定性的排斥，甚至害怕。人们很容易将复杂性和不确定性看成是风险继而进行排斥，甚至是害怕。实际上现代社会不确定性是日益增长的客观存在，正如 1976 年诺奖获得者普利高津(Ilya Prigogine)就说过:“当今社会唯一能确定的，就是不确定性”。智慧城市设计应在拥抱日益增长的不确定性中获取自身的存在价值。第三，构成现代工业文明的还原论、中心控制的流水线生产、机械化、电气化等“可控系统”巨大成就影响。由于工业文明的基本方法论就是以“还原论”为基础的，例如:中心控制、规模化经营、流水线和标准化生产这些在工业文明中都是可控的、排斥不确定性的系统。这些“确定性系统”在给人们带来巨大成就的同时，也给人们带上了沉重的“工业文明思想”包袱。第四，现代科学技术快速发展给了人们“改造和挑战”未知世界的胆略和手段。现代科学技术爆炸式发展不仅给民众挑战自然、改造自然的信心和对未知世界探索的胆略，使人们觉得似乎一切都是可知的、可改造的、可征服的。然而事实上，随着对事物认知的深化，当今世界不可知的事物和不确定性也随之增长了。智慧城市正是这种不可知性日益膨胀的应对手段，是利用大数据、云计算、人工智能等新技术之集大成来寻求“不确定海洋”中的“确定性小岛”。第五，日益膨胀的政治组织和跨国大企业的影响。现代社会各类机构组织尤其是跨国大企业的影响力正在快速增长，也正在日益影响人类工作生活的方方面面。这类金字塔式机构越膨胀，人们对大规模的“构成”就会越发“迷信”。以上这些就是当前智慧城市设计思路的几大主要误区。如何去解决?近代以来，随着科学技术的迅猛发展，人类创造了许多解释系统运行的方法论。在设计研究信息化系统的过程中正确的方法论尤为重要，即所谓的“成也系统论，败也系统论”。系统理论经过了三次迭代，第一代与第二代系统论是“构成”的，只有第三代系统论涉及到“生成”。第一代系统论是在20 世纪 50 年代提出来的，即控制论、信息论和一般系统论。这些方法论现在还管用。第一代系统论把构成系统的元素简化处理，它把系统的主体和元素简化成没有感知、是统一的，没有个性、主动的，如无差异化的机械部件、电磁原件，等等，由这样的主体构成的系统往往是没有生命演化能力、确定性的，是他组织式的。但在进入 20 世纪 60 年代之后，人们发现现实的复杂系统仍然存在着许多不可控、不确定的因素。也正是基于此，第二代系统论诞生了。构成第二代系统论最著名的理论是耗散结构、突变论和协同论。基于这几大新理论，其系统主体元素仍然是原子、分子，等等，但把系统主体看成动态、有差异性的，可以按照概率统计方法计算的，但它们构成的系统具有某种不可预计的不确定性。直到 20 世纪 90 年代，以“复杂适应理论”为代表的第三代系统论(CAS)诞生了。新的系统论把构成系统的主体看成是具有主动性、能够感受环境、能够自我学习、能够自行做出适应性调整的主体，而且认为这类系统的复杂性和不确定性结构是由这些主体的能动性、主动性、感知性和适应性，“自下而上”涌现产生的。综上所述，我们可以看到第一代系统论和第二代系统论，它们都只是“构成”的方法论，而只有第三代系统论涉及到了“生成”，并且将“构成”和“生成”两方面有机结合，使人类第一次在复杂系统方法论上进行了突破。基于第三代系统论，智慧城市设计和建设必须是基于“生成”和“构成”的有机结合。2智慧城市公共品的“构成”“四梁八柱”任何一座现代城市，都必须向民众提供必要的“公共品”。诺贝尔经济学奖获得者保罗萨缪尔森(Paul A Samuelson)是现代经济学集大成者，他出版的经济学教科书作为经典读本至今已经出了23 版。他在第 22 版 经济学 中提出城市政府最重要的职能是为民众提供足量的、优质的“公共品”，从而提高城市的经济效益和人居环境。他在书中还提出，存在三种市场机制失效的领域:第一是“不完全的竞争(也称之为自然垄断)”;第二是“外部性”(尤其如污染等负外部性)，例如各种各样的污染以及其他破坏性行为，即为负外部性;第三个领域是“公共设施”，现代城市本身需要大量的公共品，这仇保兴:智慧城市信息系统基本框架的设计要点 基于复杂适应理论(CAS)视角特稿城市发展研究 30 卷 2023 年 1 期 Urban Development Studies Vol30 No1 20235部分事关社会公平的基础设施属于“私人企业提供不了，不符合经济效益”的城市必需公共品。对于“公共品”，保罗萨缪尔森进一步认为:“公共品是指这样一类商品:将该商品的效用扩展于他人的成本为零，无法排除他人参与共享。”由此可见“公共品”本身就是一种可共享的物品。而我们所说的数字时代最主要的一个标志就是“共享”，公共品就是共享产品。尤其在智慧城市公共品的构成方面，应该聚焦“四梁八柱”。图 7智慧城市的“四梁八柱”资料来源:李乾朗穿墙透壁:剖视中国经典古建筑 M广西师范大学出版社，2009:6162从公共品角度来看，现代城市最需要有以下四类核心公共品:第一类:精细化、网格化的管理系统。它能把城市系统化复杂为相对简单、化动态为相对静态，便于感知、运算执行和反馈构成的一个个管理闭环，这些闭环越多越精密，城市的管理就越精细。这类系统共生于原来的社区管理，它能匹配民众实际需求，而且适应技术迭代。第二类:政府网站“一网通办”和“放管服”信息系统。这类系统能使政府再造内部流程，以信息化来整合打通政府各类部门资源，高效服务于民众，也使老百姓能够更加方便地与城市政府对话并监督政府的运行。第三类:城市安全防灾系统。任何系统的结构越复杂就越需要安全保障，所以“城市安全、网络安全、公共卫生、防灾减灾”属于第三类核心公共品。第四类:重要公共资源管理信息化系统。城市政府是人民的管家，空间资源、信息数据等公共资源信息已成为最重要的资源，这些都需要城市政府这个“管家”统一高效进行管理。以上四类就构成了智慧城市核心公共品的“四梁”。主梁之一:精细化网格化管理系统精细化、信息化的网格把复杂的现代城市化繁为简，这实际上就源于我国古代的“九宫格”，对动态、交互、复杂的体系进行了“简单化”处理。图 8核心公共品之一:精细化网格资料来源:网络，作者改绘如图 8 所示，把“格”中的每个单元的民众活动和公共品等标准化，再通过感知、运算、执行、反馈等程序构成一个“感知执行反馈”的闭环管理单元。通过精细化、信息化和标准化的管理，无数个闭环就构成了现代城市的高效化、精细化管理模式的基础。同时为了能够与原有的社区管理相匹配、协同和量化，这类网格划分和感知调控子系统是迭代演进的，任何新技术都能添加应用。更重要的是通过网格化管理，使老百姓可以监督政府，使所有的政府机构在网格系统中展开公平竞争，由此方便民众和上级政府评判哪个政府和公共服务部门机构的服务最好或最劣。正是借助“网格化管理”，使我国城市精细化管理走在了世界前面，现在，在我国许多南方城市即使是大街小巷上路人丢弃的垃圾几分钟就能够迅速得到处理。主梁之二:“一网通办”、“放管服”等政府网络服务系统我国从中央政府开始分级改进和考核各级政府网上服务能力，即如何通过地方政府网站进行迅速反馈落实企业和民众的需求。在这方面，目前做得最好的是一些沿海城市政府的门户网站，在网上不见面就可以办理百分之九十的事情。政府内部职能数字化集成程度非常高，市民一个窗口就能办理所有事情，而且从下而上涌现出大量的新模式:例如，并联审批、告知承诺、联合审图、联合验收、多特稿仇保兴:智慧城市信息系统基本框架的设计要点 基于复杂适应理论(CAS)视角6城市发展研究 30 卷 2023 年 1 期 Urban Development Studies Vol30 No1 2023评合一、代办服务等基层创造的新鲜经验，这些基层创新丰富了“四梁八柱”。图 9核心公共品之二:政府网络服务系统资料来源:网络，作者改绘图 10城市公共安全监管系统资料来源:网络，作者改绘主梁之三:城市公共安全监管系统。对于“城市的公共安全的监管”，我们可以围绕以下几个重点领域展开:公共卫生、防疫;对“易发性”灾害的脆弱点，事先对其进行检测排查;对涉恐分子，可以对其进行轨迹分析，自适应式补救防护漏洞;韧性分布式基础设施，可以进行自诊疗系统;对城市中高温高压易爆装置，可以事先装上传感器，借助云计算服务进行智能分析，一旦到了警戒线，系统就能自动报警;除此之外，还有对食品药品进行安全溯源监管，等等。涉及城市安全的诸多领域都是市场机制难以自发完善的，因此以上内容对于企业来说是做不了的或做起来不合算的领域，需要城市政府创立专门信息系统进行主导性对应。主梁之四:公共资源管理信息系统除了传统的公共资源以外，由于数字时代会产生大量公共数据，对于这些公共数据，我们可以实行“一库共享，分布存取”，为整个城市提供优质的新时代公共品，这也是现代城市政府要做的。现代城市公共品最宝贵的资源即是稀缺的空间资源以及空间资源所产生出来的数据。一个建筑的构成，除了要有“四梁”外，还需要“八柱”，那么智慧城市的“八柱”是什么呢?“智慧水务、智慧交通、智慧能源、智慧公共医疗、智慧社保、智慧公共教育、智慧环保、智慧园林绿化”等构成城市政府职能最主要的八个支撑。例如由我国和新加坡共同合作规划建造的“苏州工业园区”，实际上是一座功能完备的现代新城，园区仅仅通过建立以上八个机构，就能使其有效、有序运转，同时，这些机构也是一个城市最必需的。以上四大核心公共品(四梁)，和八类基本公共品(八柱)，即构成了智慧城市公共品的“四梁八柱”。图 11公共资源管理系统资料来源:网络，作者改绘图 12智慧城市“四梁八柱”示意图资料来源:网络，作者改绘“四梁八柱”是每一个城市政府智慧信息系统都少不了，即使机构设置再简单，也是必须要提供和服务于民的公共品，而对于智慧城市的设计建设，这是必须也最需要去构建的。对于任何一个运转良好的智慧信息系统而言，它既不可能“绝对生成”，也不可能“绝对构成”，而应是“生成”与“构成”的有机结合。仇保兴:智慧城市信息系统基本框架的设计要点 基于复杂适应理论(CAS)视角特稿城市发展研究 30 卷 2023 年 1 期 Urban Development Studies Vol30 No1 20237而越具有公共属性的信息系统，政府主动“构成”设计的比重就越大，因为由于“城市公共品”的性质，不可能通过市场机制或市场主体及市民奉献资源从下而上凭空生成。智慧城市“构成”设计必须将政府自身原有的流程进行“再造”，例如权力负面清单、缩短流程、信用承诺、减少证明、并联审查等，这是一项“刀刃向内”的政府改革过程。事实上“放管服”改革同样也是政府对自身结构和工作流程的革命性变革。推行“诚信”、专业(分类)、社会舆论、风险和协同(保险)等监管模式创新;当前我国推行了各种各样的监管制度创新，这些监管在基于保障民众的自身利益的同时也需要和现代化技术手段相结合，使智慧信息系统达到其最终目的，即让政府成为“为民服务”的保姆。智慧信息系统最终的目的是为了便利民众对政府绩效的监督和评价，使不同的城市政府部门或公共服务机构的服务能效竞争性地展示在民众面前，从而“生成”不断优化服务的动力机制和服务型政府。除了“构成”的智慧城市公共品，智慧城市也有“生成”的部分，并且事实上任何一个真实的复杂系统都离不开“生成”的主导和制约。如果说“构成的”智慧城市公共品的“四梁八柱”可由标准化设计和统一评价外，“生成的”信息系统不仅能优化“四梁八柱”，而且也是各地智慧城市各具特色不断发展的源泉。3智慧城市“生成”的三大机制第一个机制 “积木”对于智慧城市“生成”的三大机制，第一个是“积木”。积木即是已存在和已被创造的“知识、经验”等子系统，它们可以通过不同方式进行组合，以应对可能出现的不确定性和城市病。积木的组合可以从小到大组合，例如现代生物学越来越趋向于对群体的行为进行深入研究;也可以从大到小组合，例如现在物理学越来越深入微观世界的基本粒子及其作用力研究，等等当系统某个层面引进了一个新的积木，这个系统就会开启新的动态演变流程，因为新积木会与现存的其他积木形成各种新组合，大量的创新就会接踵而至。正如邬贺铨院士所言，无论是4G 还是5G，任何新技术的诞生实际上都会引发爆炸性的一系列新模式并被迅速投入应用。人工智能、区块链、大数据、数字孪生等都是新积木的代表，并且具有革命性。那么这些具有革命性的“新积木”一旦被 5G 所激活，它就会产生一系列旋涡式爆炸效应。图 13智慧城市生成机制之一“积木”资料来源:THE 5G ECOSYSTEM:ISKS OPPOTUNITIES FODoD Defense Innovation Board，2019:67图 14新积木投入形成的创新活动的旋涡式爆发资料来源:Thematic Investing Transforming World:The 2020sBank of America Merrill Lynch，2019:4748如果我们只是把旧的“积木”进行新排列组合，意味着这个系统是改良性的创新，主体将“知识、经验”等“积木”以不同的方式进行组合，以应对不确定性;当系统某个层次发现了一个新积木，通常会开启一整套可能性，因为它会与现存的其他积木形成新组合，大量的创新就会接踵而至。这就是说在一组旧积木中加入一个新的“积木”，有可能是革命性的创新;如果多个新的积木同时加入就会形成颠覆性的创新，当今时代实际上就是颠覆性创新涌现的时代。第二个机制 “内部模型”当系统主体遭遇到新情况时，会将已知的“积木”组合起来，用于应对新情况。这种生成的子系特稿仇保兴:智慧城市信息系统基本框架的设计要点 基于复杂适应理论(CAS)视角8城市发展研究 30 卷 2023 年 1 期 Urban Development Studies Vol30 No1 2023统解决问题的能力结构就被称之为“内部模型”。不同积木组合之所以“有用”就是因为形成了新的“内部模型”，也就是使智慧城市中的相关主体有了对未来的判断与应对能力。各类大数据的集中如果再加上人工智能等新“积木”的运算，就能产生有用的预测结果，否则不如原先的孤立“小数据”。积木“生成”“内部模型”是 CAS 的一个普遍特征。在这些内部模型中有些已经经受历史长河的洗礼，成为了“隐性”的内部模型。例如人类的DNA，其变化的时间尺度约等于进化的尺度(数十万年)。人体的胚胎细胞经过发育后成长为一个完整的人，而不是发育成其他物种或部分人体，因为在演变过程中类似的这种 DNA 的隐性内部模型具有坚韧性，即使遭受外界的巨大突变，人类的基因并不会发生明显改变。图 155G 与人工智能、云计算、物联网等技术结合推动智慧城市发展资料来源:朱常波5G 新时代，引领智慧社区新未来 中国联通智能城市研究院，2021:56显然，数字化时代的到来，将给人们带来更多新的显性内部模型，因为任何一个主体通过内部模型和各种积木的无数次组合，势必将诞生出一系列新的“积木”所构成的新内部模型。最典型的代表是具有“无处不智”特点的人工智能，在搭上了 5G 的快车后，智慧城市系统在任何地方都可以自主进行边缘计算，这将使城市中各种各样的主体能够对周边环境具有极强的感知与分析能力。为什么人们常说“AI”决定了人类的未来?因为它能够进行自主迭代式演进，当前人工智能尚处于计算智能阶段，随着物联网时代的到来，处处感知、处处计算 人工智能正迈向终端化。通过计算了解周边环境并做出反应，随着人工智能技术的快速进化，我们既要拥抱“不确定性的未来”，也要对未来的威胁提前感知。第三个机制 “标识”在 CAS 中，标识是为了集聚和边界生成而普遍存在的一种机制。“标识”可以帮助任何主体观察到隐藏在对方背后的特性，能够促进“选择性相互作用”，为筛选、特化、合作等提供基础条件。同时，标识还是隐含在 CAS 中具有共性的层次组织机构(“主体、众主体、众众主体”)背后的机制。标识总是试图通过向“有需求的主体”提供联接来丰富内部模型。图 16人工智能进化示意图资料来源:作者自制图 17标识机制示意资料来源:网络，作者改绘因此，“标识”在整个智慧城市从下而上“生成”的设计机制中扮演着极其重要的角色。“标识”在普通应用场合可能是“隐形”的，但是在“混乱的场景”中，“标识”可起到关键性协调作用，它在能够将需求与供给进行高效组织自动配对的同时，也能为城市在受到不确定性干扰时提供保障。4总结综上所述，“构成”的系统与“生成”的系统，它们存在着本质的区别，但是一个真正能够长久生存、不断演进的复杂智慧系统，肯定是能够将“构仇保兴:智慧城市信息系统基本框架的设计要点 基于复杂适应理论(CAS)视角特稿城市发展研究 30 卷 2023 年 1 期 Urban Development Studies Vol30 No1 20239成”与“生成”有机融合的系统(表 1)。表 1构成与生成系统之比较资料来源:作者自制对于智慧城市的创新设计，我们应该遵循第三代系统论的新原理，尝试以下几则原则:(1)城市政府应关注智慧城市的“公共品”，而不是形式主义的驾驶舱等，为充满不确定性的“智慧商务品”提供包容性平台;(2)无论是核心公共品还是基本智慧“公共品”设计，都必须注意“生成机制”的作用。与此同时，在保证市场主体活跃发展的同时也要注重城市公共品的有效“构成”;(3)智慧城市是高新技术的平台，“从上而下”的顶层设计与“从下而上”的生成机制发挥都是必须的，尤其是后者更为重要。“四梁八柱”作为智慧城市公共品应该成为“开源系统”为更多的“生成”商务品提供孵化平台;(4)智慧城市作为科技发展不确定性最大的新领域，必须利用第三代系统论充分发挥市场和社会主体的三大新机制，“从下而上”“生成”自适应的智慧城市。利用顶层设计机制，不仅构建四梁八柱，而且还要帮助打通信息孤岛，借助基层民众和市场主体的创造力和积极性为城市高效运转带来创新与活力，使城市的“智慧”得到更快地迭代式增长。作者简介:仇保兴(1953)，国际欧亚科学院院士、住房和城乡建设部原副部长。主要研究方向:城镇化理论与城市规划研究。收稿日期:20221110Design Elements of a Basic Framework for Smart Cities Information System:Based on Complex Adaptive Systems(CAS)TheoryQIU Baoxing【Abstract】The design and construction of smart cities should be based on the third generation of systems theory，Complex AdaptiveSystems(CAS)theory，which organically combines topdown composition and bottomup generation In the process，thegovernment should pay more attention to smart cities public goods Building the multiple pillars of smart cities public goods andguiding market agents to use CASs threegeneration mechanisms(building blocks，internal model and tagging)to generate a bottomup smart city that can evolve autonomously according to the needs of the public This will further enhance the ability of urbangovernance and help city governments to become a qualified serviceoriented government【Keywords】Smart City，Complex Adaptive Systems，Urban Design