基于產城融合構建智慧園區空間生態自組織與協同經濟模式

徐振強 尹曉杰

基于產城融合構建智慧園區空間生態自組織與協同經濟模式

徐振強 尹曉杰

我國已成為世界創建智慧城市的主試驗場，園區的智慧化是智慧城市實踐的關鍵。園區，作為城市的組成部分，正呈現逐步融合為內城組團和以產促進新城的趨勢。當前智慧園區研究總體偏技術示范和產能驅動，對空間產業生態組織、協同性和基于大數據的關鍵指標認知等存在顯著不足；既有解決方案和指標體系的科學性、指導性和可操作性均較弱，基礎研究的不足，直接制約智慧園區開發運營理論與模式的建立。本研究基于空間生態學、協同論和產城融合理論，聚焦園區產城關系、治理能力、創新動力、運營水平和生態宜居性等領域，開展（1）智慧園區的產城融合、空間生態組織和協同性研究，初步構建智慧園區理論與模式；（2）基于國內外典型案例、相關標準體系和園區大數據研究，識別智慧園區的關鍵領域、要素指標化和參數化建模，通過園區和大數據雙驗證，進而構建產城融合型智慧園區大數據試驗平臺，將模式與實證相統一，能促進園區管理效能升級與智慧經濟的具象化。

智慧城市；智慧園區；產城融合；空間生態論；協同論；關鍵要素；大數據

當前，園區與城區的分工協作、空間交互和要素流通，使得園區在發揮經濟引擎作用的同時，社會效益和城市功能在日趨強化[1]。城市智慧化建設當中實現智慧園區，有助于加快實現對園區治理、功能、經濟和社會等屬性的認知、解析、把握和調控。智慧園區規劃建設和運營應創新支撐理論，提振經濟引擎的同時補足功能短板，對接城市雙修，從產城融合的空間安排出發，對園區內主體依據空間生態理論形成充分的自組織，并基于協同的方式，促進主體間協同經濟的育成和釋放。

1 深度城鎮化需要智慧城市作為支撐

城市的發展、演進與社會生產力水平高度適應，伴隨城鎮化進程，依次經歷農業社會、工業社會和信息社會，并伴隨第四次工業革命進入智能社會[2]，與此同時，通信產業進入后摩爾時代[3]，空間組織與要素的智慧化成為城市物質信息基礎設施的支撐（圖1）。自2011年，我國城鎮化率首次突破50%，資源生態環境壓力日趨嚴峻[4]。未來30年，中國應走向智慧的城鎮化，即人、物和環境三位一體的提升[5]。通過大數據的支撐，我國智能城市建設將推動21世紀中國的城市實現巨大進步[6]，其中依托人工智能等構建城市大腦成為重大的技術創新趨勢[7]。

圖1 中國城鎮化面臨的突出壓力與智慧城市發展的機遇

2 我國智慧城市試點與智慧園區實踐概況

政府推動的智慧城市試點（圖2），促進了中國從學習了解國外智慧城市理念和實踐的啟示中，快速進入吸收借鑒、融合創新推進中國特色智慧城市的新范式。我國已經成為世界創建智慧城市的主試驗場。從空間形態看，智慧城市，正從城市、鄉鎮向城市群發展；戰略上，與互聯網+、大數據等快速融合；應用理念和實施與城市創新協同更加緊密，智慧城市+的效應在培育中（圖3）。

圖2 中國智慧城市試點示范空間分布特點

以新城新區為代表的園區建設，是我國城鎮化的重要平臺，也是推動經濟增長的發動機（圖4）。全國范圍內，東部、中部、西部、東北省級和市級以上較大的新城新區數量分別是1173、819、872、310個。長三角、珠三角和京津冀等7個城市群聚集了1473個新城新區，占全國新城新區總數的46.9%[8]。國家級加省級開發區全國約有3500家（發改委2013年統計），不包括部分地市或省直部門建立的園區。目前我國開發區主要分為國家級經濟技術開發區（219家）、國家級高新技術產業開發區（146家，擴充為156家）、國家級的海關特殊監管區域（開發區，數量在200-300家左右），還有自貿區（4家），自創區、新區（17家）以及省級開發區（由省一級人民政府批準設立）等。2016年，國家級經濟技術開發區加國家級高新技術產業開發區的GDP約占全國的25%-30%，全國開發區的GDP總量約占全國的一半[9]。

城市與園區，從整體到部分，發展為（1）逐步融合成為內城組團；（2）以產促城促進新城建設。農村同期在推進三產融合[10]。在經濟結構的調整過程中，作為承載產業與經濟發展的重要載體，園區在所屬城市的經濟、社會發展中舉足輕重（圖5）。

圖3 智慧城市向智慧城鎮演進

圖4 園區在城市的地位及其核心貢獻

圖5 園區與主城區城鎮化日趨協同

目前，中國智慧新城（園區）建設已經呈現出集群化分布特征（圖6），從國家級高新區、國家級經濟技術開發區智慧新城（園區）建設情況來看，已經形成“東部沿海集聚、中部沿江聯動、西部特色發展”的空間格局。環渤海、長三角和珠三角地區以其雄厚的工業園區作為基礎，成為全國智慧園區建設的三大聚集區；中部沿江地區借助沿江城市群的聯動發展勢頭，開展智慧園區建設；西部地區依據各自園區建設特色，正加緊智慧園區建設。中西部地區智慧園區建設或將來迎來全新的建設浪潮（表1，2）。

3 智慧園區建設存在的關鍵問題

基于文獻計量學分析，智慧城市和智慧園區研究總體偏技術方面/領域（圖7）。研究文獻總量和增長均較快，智慧園區研究偏低，占比約為2.5%。對智慧城市的定義、目標、對現階段的真形勢、真問題和真任務，還缺乏有效的剖析、理解和陳述[7]。園區總體上存在：招商困難、產業過剩、人氣不足、開發粗放、管理成本高、創新不足、資金緊張和規劃欠缺等問題[11]。

3.1 產能驅動和空間組織認知模糊

當前，智慧城市建設，技術和產能驅動顯著，對于城市空間規律的認識、適應和回應有待提高，迫切需要形成全局性、標桿性的成效（圖8）。智慧城市應治城市病[12]，園區最核心產業的有機導入、空間布局的良好組織與人氣的充分帶動。

3.2 協同的系統性缺乏

截至2017年3月，國家層面超過27個部、委、辦、局和行均將智慧城市的治理理念融入到了行政工作之中（圖9），行業主管部門和行業間均缺乏協同。協同的缺乏直接導致九大核心問題（圖10），制約了對智慧城市定義、目標、現階段的真形勢、真問題和真任務的認知，并缺乏全面系統的剖析、理解和陳述。核心是空間生態-協同論的缺失，直接導致智慧城市頂層設計的指導性、操作性、預見性和科學性不強，執行效力欠佳等現象或態勢的出現。

圖6 截至2012年底智慧園區全國和部分省份的分布特征

表1 十三五期間中國不同地區智慧園區建設基礎分析

3.3 關鍵指標提取從園區開發運營角度考慮不足

國內針對智慧園區的標準體系主要從信息化技術、系統建設和發展水平等切入，園區開發運營的考慮，提取的關鍵指標存在獨立性強、技術性強、互動性弱和協同性弱等缺點（表3）。與問題1具有耦合性。

3.4 既有智慧園區解決方案重技術、重系統、重全局難于運營

智慧園區建設需要考慮智慧新城（園區）的規劃、建設、運營和維護等環節，是復雜的系統工程，具有跨部門、跨行業等特點，實施難度大、建設周期長、涉及范圍廣、技術難度大、管理要求高。因此，需對智慧園區的規劃設計、建設和運營有空間生態組織和協同上的認知，強化運營導向（圖11）。

3.5 面向智慧園區的大數據研究與應用尚處于初級階段

面向城市空間的大數據研究與應用主要集中在城市各個系統、組織和界面上，將園區作為獨立研究對象的系統性研究較少，特別是考慮城市產業的產城融合、園區主體間的空間生態組織和協同機制。

4 構建基于產城融合的智慧園區空間生態自組織與協同經濟模式

4.1 理論基礎

行業協同是智慧城市創新的核心模式。開展智慧城市規劃建設是數字城市和平安城市等的升級性目標。為有效保障智慧城市建設質量，需要信息技術、規劃建設、行政管理、用戶消費和融資運行等多元化集成創新，需要跨行業整合、行業內部升級、跨平臺協同和跨領域銜接等。因此，智慧城市行業協同機制是實現以上需要的關鍵性路徑，行業協同是智慧城市創新的核心模式。智慧城市創建成功與否的金標準，是該城市是否培育出了有效的智慧城市行業協同機制與生產力，是否形成了成規模的屬地化智慧城市產能。協同是團隊合作實現的根本機制，從社會學和物質空間來看，包括人、應用系統、數據資源、終端設備、應用情景、人機等方面的協同。

行業協同是指兩個或者兩個以上的不同資源或者個體，相互協作完成特定目標，達到共贏效果。行業協同機制首先出現在歐洲的16世紀，我國由于產業發展演進的特殊性，產業協同機制與形式的建立基本是在改革開發之后起步，但當前發展較為穩健。世界范圍內代表性行業協作形式有：企業合作網絡、戰略聯盟、供需鏈管理、企業集團、業務外包和虛擬企業等，其中聯盟在不同行業協作形式中最為活躍，也起到鏈接企業合作、合資的中介或中樞作用。業務外包和虛擬企業是行業協作的新興形式，較為符合邊際成本最低和中小微企業資源服務整合的需要（表4）。

表2 各類新城新區特點以及代表性園區信息化投入強度

圖7 基于文獻計量調研智慧城市與園區研究概況

4.2 核心思維

智慧園區的建設必須有理論支撐，應優先著眼服務中國經濟轉型、城鎮化矛盾預警防控、城市韌性增強、生態文明制度表征、城市規劃建設運營模式創新和市民服務的改善等。因此，應重點開展如下創新：（1）產城融合、空間生態組織和協同性，是奠定智慧園區理論與模式的關鍵維度；（2）園區有機代謝、信息化創新、大數據應用和物聯網感知等智慧化要素蘊含海量復雜信息。聚焦對關鍵領域、關鍵要素、指標化、大數據輔助參數建模，并構建產城融合型智慧園區大數據平臺，是將模式研究與園區實證結合的方法工具（圖14）。（1）初步構建產城融合型智慧園區的空間生態協同理論；（2）初步構建定量分析模型工具提升園區評測效能；（3）為園區智慧化產城融合治理提出有價值強操作性的指標體系；（4）有效支撐智慧化產能在園區的精準落地。

圖8 產能要素驅動下的智慧城市進入發展困局

圖9 智慧園區推進存在的協同缺失

圖10 智慧城市與園區建設存在的九大問題

智慧園區，作為新興概念和產業組織領域，它的產業化實現路徑目前尚處于創新階段，缺乏將不同業務門類職能結合、相互有機銜接、規劃設計與硬件配套等的全面綜合整合，而城市的智慧服務，不論從政府職能轉變、城市智慧經濟發展和城市人居智慧化等方面，都要求有系統性、交互性、可靠性、便捷性等較高的集成解決方案。針對智慧城市的巨系統，基本上很難有單一的行為主體能夠全面滿足以上智慧需求。因此，建設智慧城市要求發展行業協同效應。通過智慧企業合作，快速培育智慧城市管理和技術創新聯盟，支撐智慧城市試點應用（圖15）。

4.3 理論意義

4.3.1 將研究聚焦到智慧園區是實現智慧城市建設模式創新的關鍵

智慧城市，因2012年起的試點而標志性啟動，但作為新興前沿交叉領域，尚未形成學科方向，缺乏多學科集成創新支撐。基于管理學理論構建中國特色智慧城市學科方向，事關智慧城市事業的可持續性。“十三五”期間，2.3-4.1萬億元的智慧城市市場必須構建有效的理論模式。

4.3.2 將產能提升為產城是智慧園區空間生態協同的關鍵路徑

必須從產能驅動到產城協同，通過產城融合來構建新型經濟引擎，形成智慧經濟。扭轉產能驅動并調整項目、產能驅動的粗放思維（圖16），精準針對城市問題和服務城市決策治理，逐步實現用編制城市總體規劃、經濟和社會發展規劃的科學、嚴謹程度來提升智慧城市頂層設計和規劃實施的質量與權重（圖17）。

表3 國內智慧園區的既有標準體系

4.3.3 園區開發運營空間生態協同是構建智慧園區模式的關鍵

智慧園區，本質上是城市開發和運營模式的協同創新，是實現園區關鍵的主體、要素和指標，以此來維持自我糾錯、不斷自主完善的持續性狀態。包涵城市規劃、建設、管理和運營等全流程的政策、方法、方案和實施（圖18）。

4.3.4 開展關鍵領域識別、要素識別和指標化是應用理論支撐開發運營的核心依據

智慧城市在行業不斷細分的背景下，展示出全面、統籌和集成等特征。在智慧城市基礎研究當中，從空間生態-協同論出發，基于產城融合，識別智慧園區的關鍵領域、關鍵要素，并將其指標化是促進公共管理、法學、環境科學與工程、建筑學、城市規劃、產業經濟學、交通與車輛工程等與信息技術深度融合促進的核心依據。在智慧城市落地建設當中，注重各委辦局等政府職能部門之間的協作、協同和杠桿機制的形成，特別是強調“庖丁解牛”的策略，而不是“外科手術”式的大動作等。關鍵要素指標化就是促進智慧園區“關節”識別的唯一路徑，特別是重點考慮空間、資本和政策要素的位置（圖19）。與此同時，將園區大數據輔助關鍵要素遴選和參數化建模是提升研究方法與結果科學性的重要參考。可基于海量大數據分析、云計算等，構建城市模型，對編制的規劃進行情景分析和預評估，如發現路網等設置不夠合理，可快速在規劃環節全面優化調整，趨近科學理想化。有效解決傳統調研中無法掌握足夠樣本量、無法將跨界大數據整合分析、無法量化計算、無法呈現和分析規劃后的可能場景等缺陷。

4.3.5 服務數字經濟從園區出發探討智慧經濟的要素作用機制

智慧城市創新的六個點，核心之一就是通過智慧園區實現集群式智慧經濟。政府債務、經濟新常態等客觀條件要求園區形成更大經濟和吸納城鎮化人口（圖20）。2016年5月，李克強總理在貴陽大數據峰會上指出，當前中國經濟正處于轉型升級的關鍵階段。大數據、云計算等前沿技術和分享經濟的蓬勃發展，有利于發展新經濟、培育新動能。信息與通訊技術（Information Communication Technology，ICT）是推動信息化社會、智慧城市和數據經濟的關鍵性動力。世界正在進入“大數據經濟”，國際數據公司（IDC）預計，數據量在2020年之前會增長50倍。從我國新型城鎮化、工業化、信息化、農業現代化和綠色化（“五化”）的進程可以判斷，大數據經濟與五化融合，將可以通過智慧城市的建設，而催生出“智慧經濟”。

圖11 五個存在空間生態與協同性缺陷的代表性解決方案

5 模式構建的路徑設計

在智慧城市實際運營當中，注重從交叉需求導向出發，促進新型互聯網和通訊產業應用的有效創新，從基礎理論研究之中提煉出智慧城市頂層設計的精華，從落地建設政府職能的交聯地帶培育出面向剛性需求的有效應用。注重研究和尊重城市自身的規律，構建有效的城市模型，依托智慧城市思維、技術、方法和手段，更好地促進現有城市“工具”效率和科學性的提升。如城市總體規劃，以往的做法是經過有限的資料和實地調研，就開始空間規劃。

城市建設以人為目的，以人為尺度。城市是為居民提供生活上和工作上的良好基礎設施。城市要適合人的本性，使人生活方便[13]。以園區人群為核心，本研究基于產城融合和空間生態協同，構建智慧園區模式和關鍵要素大數據輔助支持平臺（圖21）。研究包括智慧園區產城融合理論與模式的建立、關鍵領域要素和指標化、參數化建模驗證完善和產城融合型智慧園區關鍵要素大數據平臺，其中空間生態學理論方法，能有效解析智慧園區各個主體、生態位及其互動關系，促進智慧園區空間生態體系的建立。協同論有助于剖析主體間協作機制與方式的研究，促進智慧協同的實現。

圖12 空間生態學的主要理論與結構

表4 基于空間生態-協同論智慧園區的初步定性探析

圖13 基于協同論識別產業鏈及其協同效應發揮對園區的價值

5.1 智慧園區產城融合理論與模式

5.1.1 開展國內外園區產城組織綜述

從產城融合的理論出發研究國內外園區產城組織的特征、具體方式和管理體制，將理論解析、文獻調研、實地調研和專家研討等相結合，其中在北京、上海、唐山、重慶、深圳等提煉典型案例。

5.1.2 智慧園區環境特殊性深度解析

系統跟蹤和梳理“十三五”期間與智慧園區發展直接相關的宏觀政策（國家、省和代表性地市）、產業經濟形勢，特別是針對園區的系列政策文件、投融資機制、開發運營的既有問題、新情況和發展障礙等。

5.1.3 國內外智慧園區案例調研與模式經驗解析

研究國內外代表性案例園區的開發運營體系，基于產城融合、空間生態和協同論，識別其中的模式經驗，重點案例包括：中關村國家自主創新示范區、上海浦東新區、重慶兩江新區（中國）；Adlershof科技園區（德國）、Kalasatama住區（芬蘭）和倫敦金融城（英國）等。

圖14 智慧園區理論創新的主體思維與大數據創新促進產城融合的研究策略

5.1.4 不同運營主體智慧園區產城組織方式

從三類（行政型、市場型和復合型）運營主體出發，研究智慧園區產業、空間和產業空間三個維度的組織方式，特別是空間生態與協同性、剛性有效的產業組織方式、緊湊高效生態宜居的空間組織方式和產城協同的方式。

5.1.5 基于空間生態-協同論的產城融合型智慧園區模式

從智慧園區的應用對象出發，對空間生態論、協同論、產城融合論進行理論解析，創新性地提出基于空間生態-協同論的產城融合型智慧園區的產業組織體系、開發和運營模式，初步實現對智慧園區關鍵問題的理論應用架構。

圖15 對園區的四維時空解析與大數據示蹤原理示意

圖16 從產能到產城提升園區空間生態與協同水平

5.2 關鍵領域、要素識別與指標化

5.2.1 國內外智慧園區標準體系綜述

在系統分析研究已梳理的國內七項智慧園區標準的基礎上，補充完善國內調研同時強化對國外相關標準的綜述，分析標準對智慧園區關鍵領域、關鍵要素的把握情況和優缺點，為本研究提供標準集支撐。

5.2.2 關鍵領域識別

基于以上任務的工作基礎，根據構建的智慧園區理論架構，分別自上至下和自下至上，結合本研究主題，從智慧園區產業組織、開發和運營模式等處罰開展關鍵領域的識別，重點考慮產城融合、政府治理、園區創新、園區運營和生態宜居等。

5.2.3 基于大數據的園區感知與指標輔助

通過公交刷卡數據、網絡簽到數據和網絡文本分析等實現并增強對園區的感知，基于大數據對智慧園區領域、要素和指標等給予輔助支持。

5.2.4 關鍵要素識別與指標化

重點結合任務四和七的成果，開展智慧園區關鍵要素的識別，確認對空間生態-協同的位點、對象和內容的影響，并結合任務九大數據的輔助功能予以支撐，將要素轉化為定性和定量指標，并通過大數據予以驗證。

5.3 參數化建模、園區驗證與模型完善

5.3.1 參數化建模

從智慧園區運營主體的績效出發，根據績效理論，應用對應的模型進行建模，識別出能夠科學支撐空間生態協同論的數學模型，并構建參數權重動態可變的人工智能評價原型。

5.3.2 園區驗證與模型完善

通過定性、定量和專家判斷等方法，通過比對北京、重慶和江蘇等地的智慧園區，開展模型驗證和完善工作。

5.4 產城融合型智慧園區關鍵要素大數據平臺

基于智慧園區產城融合理論與模式探究，依托信息化方法構建標準化的大數據平臺，包括需求分析、系統設計、系統開發和安裝部署。設置傳統數據版塊（統計數據、普查數據和GIS地圖等）、大數據版塊（空間、產業和活動等維度）、園區主要績效版塊、園區五個能力建設集陣，從產城融合、空間生態和協同論出發，按照本研究提出的智慧園區模式，初步實現對園區實施動態表征、水平評估和治理調控的措施，實現場景化驅動[14]。

圖17 從規劃信息化到規劃協同、產城融合提高規劃科學水平和降低城市病風險

圖18 智慧園區創新環境的六個要素及其進展

圖19 識別空間生態協同的關鍵領域并重視空間、資本與政策等的核心位置

6 結語

本研究在剖析現有智慧城市與園區發展概況的基礎上，識別存在的關鍵問題，從智慧園區的可持續性出發，基于產城融合初步構建智慧園區空間生態自組織與協同經濟模式，解析該模式的理論基礎、核心思維與理論意義，并從模式實踐出發，提出模式構建的路徑設計，為雄安新區等綠色智慧新城建設的園區領域提供模式參考。

圖20 智慧城市解困的著力點以及園區的核心地位

圖21 智慧園區模式探究的技術路線

[1]徐振強．智慧城市新思維[M]．北京：中國科學技術出版社,2017．

[2]Michael Batty．The New Science of Cities[M]．MIT Press．ISBN：9780262019521

[3]鄔賀銓．從IT+CT到IT+CT+DT：通信產業2017走向后摩爾時代[N]．通信產業報,2017-01-09(015)．

[4]方創琳,周成虎,顧朝林,陳利頂,李雙成．特大城市群地區城鎮化與生態環境交互耦合效應解析的理論框架及技術路徑[J]．地理學報,2016(04)：531-550．

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[13]Eliel Saarinen．城市：它的發展、衰敗與未來[M]．北京：中國建筑工業出版社,1986．

[14]徐振強．基于28個關鍵場景思維助推建設特色鮮明的智慧城市[J]．中國名城,2016(04)：11-24．

責任編輯：王凌宇

China has become the world's main test site to build up smart cities.The proceeding of smart parks is the key of smart city practice.Park area,as the component of city,is showing a gradual integration into the inner city,as well as the promoting effect for new town.The current research on smart parks is overall technological based and driven by industrial capacity.Studies on spatial ecology,coordination and big data based key indicators identification are significantly limited.Furthermore,both commercial solutions and available guideline are weak,as well as lack of basic research support,poor guide and less practice abilities.Above mentioned aspects directly restrict the establishment of smart city related theory and model.This study is based on the spatial ecology,coordination theory and industrial agglomeration,focusing on the relationship among industrial and spatial agglomeration,spatial ecology,governance ability,innovation ability,operation level and ecological livability,firstly,to carry out the study on industrial agglomeration,spatial ecology and coordination,constructs the theory and model of smart park,secondly,based on the typical cases investigation internationally,related standards review and park related big data research,to indentify key areas,key indicators for smart park,and develop indicators and parametric modeling based on case and big data validation,and then to build big data test platform for industrial agglomerated smart park.To deliver integration of smart parks’theory,model and field cases,to promote the management efficiency of smart park,as well as the concretization of smart economy.

smart cities;smart parks;industrial agglomeration ;spatial ecology;coordinated theory;key elements;big data

TU-0

A

1674-4144（2017）-07-04（13）

徐振強，中國城市科學研究會數字城市工程研究中心副主任，副研究員，博士。

尹曉杰，愛爾蘭國立高威大學商學院碩士。