智慧城市對城市基礎設施建設水平的影響研究

管永昊，徐園園

(南京財經大學，江蘇 南京 210023)

一、引言

改革開放以來，中國經濟始終保持較高的增長速度，國家經濟實力日益增強，人民生活水平提高。隨著全面深化改革的不斷推進，我國經濟轉入高質量發展階段，提升基礎設施建設水平關乎民生，是經濟高質量發展重要的著力點。目前我國城市基礎設施建設已經取得了一定的成就，但是與現實需求相比，仍存在較大差距。城市基礎設施建設存在投入規模不足、管理效率低下、重短期輕長期以及區域建設不協調等問題。城市病問題突出，一方面制約著我國經濟高質量發展，另一方面人民生活幸福感降低，改革開放帶來的成果大打折扣。要繼續提升中國經濟發展水平，彌補城市基礎設施建設薄弱的短板不失為一個重要的突破口，因此探究城市基礎設施建設的影響因素具有一定的現實意義。目前，我國正在努力推動實施新型城鎮化發展戰略，開展智慧城市建設。在此背景下，城市建設理念逐漸由傳統的以物為本向集約、宜居、便捷、可持續的方向轉變，智慧城市的理念逐漸付諸實踐。現實表明，積極推進智慧城市建設的地區，城市基礎設施建設水平相對較高，經濟發展水平也相對較高。那么，實施智慧城市建設是否確實有助于城市基礎設施建設水平的提升?其實踐機制是什么?本文將對這些問題進行理論和實證分析，并借此提出相關政策性建議。

二、文獻綜述與機制分析

(一)智慧城市建設文獻綜述

現有文獻主要從融資機制、財政體制、經濟水平、建設路徑等角度探討影響我國城市基礎設施建設的因素。智慧城市建設目標在于提升城市居民生活質量和水平，同時推動城市創新，促進產業發展轉型升級，但對政府組織架構、職能配置以及運行機制等方面作用有限。

然而，與本文密切相關的就是城市化與基礎設施建設。目前，現有研究大部分分析基礎設施建設對城市化進程的影響。譬如，認為基礎設施建設可以有效推動城市化建設，并且城際間的投資差距會影響區域城市化進程，城鎮化與基礎設施投資之間存在非簡單的線性關系，短期內基礎設施投資并不能很快促進城市化水平，高質量的城市化水平建設需要更多的基礎設施投資支撐。

已有文獻關注基礎設施建設對于經濟增長、城市化進程推進的作用，但是對于城市化對基礎設施建設的影響研究較少。以往研究很少將智慧城市結合起來，探討其對我國城市基礎設施的影響及其具體的作用機制。關于智慧城市建設理論方面，大部分文獻集中在理論研究，缺乏相關的實證分析。因此本文從交通、郵政兩個維度研究智慧城市對城市基礎設施水平的影響并探討其中的作用機制，一方面完善智慧城市相關理論，另一方面為政府更好建設城市基礎設施提供相關政策性建議。

(二)智慧城市對城市基礎設施建設的影響機制分析

信息化建設使政府可以全面快捷了解城市中的各類資源并進行有效整合，實現資源的優化配置。一方面，通過各個平臺系統的整合，政府可以根據居民需求及時調整城市基礎設施建設，實現資源的有效配置；另一方面，信息化建設使政府能夠及時為居民提供城市基礎設施相關信息，節約了居民的時間，提升城市基礎設施使用效率和居民生活滿意度。

因此得出假設1a:智慧城市通過信息化建設，推動城市基礎設施水平提升。

然而，我國智慧城市建設也面臨著挑戰，可能會導致城市基礎設施水平的降低:一方面，政府官員為應對政績考核，盲目跟風，貪大求全，缺乏部門共享機制，管理模式相對落后，從而影響智慧城市建設水平；另一方面，智慧城市建設將城市政務、醫療、商業、環境等各個子系統實現網絡連接，本身存在一定的技術性難題，此外網絡的可靠性和數據的安全性也會在一定程度上影響智慧城市建設水平。

因此得出假設1b:智慧城市通過信息化建設，并不能推動城市基礎設施水平提升。

創新是經濟可持續發展和實現產業轉型升級的第一驅動力。從政府角度而言，政府增加財政科技支出促進城市創新水平的提升，可以為城市引入更多的新型產業以及更多的創新要素，相應地政府會加快當地的基礎設施建設，為城市創新提供良好環境。從企業角度而言，智慧城市建設匯聚了大量的創新要素，基于創新效益的外溢性以及企業間相互學習，企業選址有了明顯的傾向性，對政府建設基礎設施形成倒逼機制，推動城市基礎設施建設。

因此得出假設2:智慧城市通過城市創新，推動城市基礎設施建設水平提升。

三、實證分析

(一)模型設定

本文所指的城市基礎設施主要是指工程性基礎設施。基于數據的可獲得性，本文從交通、郵政兩個方面進行相關研究，采用雙重差分法進行政策評估，同時控制城市的個體固定效應和時間固定效應，具體設定如式(1)所示:

其中，DID＝du×dt。

式中，被解釋變量Y為城市基礎設施建設水平。du為實驗組和控制組的虛擬變量:實驗組為1，控制組為0，dt為政策發生時間的虛擬變量:政策發生前為0，政策發生及以后年份為1，兩者的交乘項為多期DID項，衡量智慧城市政策效果。X則表示隨時間和城市變化的控制變量；μ和ω分別反映個體固定效應和時間固定效應；ε為隨機擾動項。

(二)變量選取與數據來源

城市基礎設施建設水平是本文的被解釋變量，本文選擇交通、郵政兩個方面的城市基礎設施作為實驗對象，選擇年末城市道路面積(traffic1)作為交通基礎設施衡量指標，同時采用城市道路面積率(traffic2)進行穩健性檢驗；選取郵政業務量(post1)作為郵政基礎設施建設水平衡量指標，同時采用人均郵政業務量(post2)進行穩健性檢驗。智慧城市試點政策作為核心解釋變量，采用虛擬變量的形式進行設定。控制變量包括經濟發展水平(pgdp，人均GDP)、產業結構水平(str，第二產業占GDP比重)、對外開放水平(open，實際利用外資占GDP比重)、金融發展水平(finc，年末金融機構各項存款余額占GDP比重)以及財政支出水平(pexp，人均一般公共財政預算支出)。

本文基于地級市數據進行研究，被解釋變量、解釋變量、控制變量的基礎數據均來自EPS數據統計平臺、?中國城市數據統計年鑒(2009～2017)?、各地市級統計年鑒以及國民經濟與社會發展統計公告。由于行政區劃變動以及數據的可獲得性，本文刪除了巢湖市、拉薩市等數據缺失較為嚴重的城市，最終獲得267個城市2009～2017年的面板數據。

(三)回歸分析

本文基于DID方法評估智慧城市對城市基礎設施建設水平的影響，結果見表1。本文首先只加入試點政策虛擬變量并基于雙向固定效應模型進行估計，隨后在此基礎上加入影響城市基礎設施水平的控制變量，包括財政支出水平、經濟發展水平、產業結構水平等。表1中，模型(1)至(4)表示交通基礎設施的基準回歸結果以及穩健性回歸結果，模型(5)至(8)表示郵政基礎設施的基準回歸結果以及穩健性回歸結果。實證結果顯示，不論加不加入控制變量，試點政策虛擬變量系數始終在1%的水平上顯著為正，這表明智慧城市建設對城市基礎設施水平建設產生了促進作用。

表1 智慧城市建設對城市基礎設施影響的回歸結果

從控制變量的回歸結果看，財政支出水平和經濟發展水平的回歸系數在1%的水平上顯著為正，說明政府財政支出和當地經濟發展顯著提升城市基礎設施建設水平。城市基礎設施公共品屬性決定了政府仍然是城市基礎設施建設的主體，政府財政支出為基礎設施建設提供直接的資金來源，緩解了建設過程中所面臨的融資約束。經濟發展水平產生的集聚效應，為城市基礎設施建設帶來了更多的人力、資本等相關生產要素，從而提升了城市基礎設施建設水平。產業結構水平對城市交通基礎設施的回歸系數在5%的水平上顯著為負，對城市郵政基礎設施的回歸系數在10%的水平上顯著為負，說明產業結構對城市基礎設施起到了一定的抑制作用，因此加快城市產業結構轉型勢在必行。對外開放水平在1%的水平上顯著為負，抑制了城市基礎設施水平的提升。原因可能在于政府為了推動經濟增長而盲目引進外資，忽視了外商投資的質量，從而抑制了城市基礎設施水平的提升。金融發展水平的回歸系數總體不顯著，說明其對城市基礎設施水平的提升作用不大。

(四)異質性檢驗

1.地區異質性檢驗

東部地區經濟發展水平高、人口密度大、人口受教育水平高且交通便利，能夠充分引進國外先進技術，加上國家不斷加強沿海地區對外開放的政策紅利，其智慧城市建設具有一定的技術優勢和社會優勢。西部地區由于經濟基礎薄弱、教育水平低下等，建設智慧城市可能存在一些短板。因此，區位差異可能會導致智慧城市試點政策在不同地區產生顯著差異，檢驗結果如表2所示。

表2 地區、城市等級異質性檢驗結果

由表2可以看出，在交通基礎設施方面，東部地區試點政策的回歸系數在1%的水平上顯著為正，東北地區以及中部地區在5%的水平上顯著為正，西部地區不顯著，且回歸系數呈逐步降低的趨勢。在郵政基礎設施方面，東部和東北地區智慧城市政策系數在1%的水平上顯著，中部和西部地區不顯著。原因可能在于一方面東部地區經濟基礎牢固、技術水平較高，平均教育水平較高，人們更容易接受新型城市管理模式，智慧城市試點建設推廣更容易落實和推廣；另一方面，東部地區人口稠密，城市病問題更為突出，人們對基礎設施建設水平要求提高，從側面推動政府有效加強城市基礎設施水平建設。西部地區一方面由于經濟基礎薄弱、人口稀少且受教育水平較低，接受新事物的能力較低，智慧城市試點政策難以有效推廣；另一方面由于地理劣勢，吸取新興技術能力受限，城市管理模式落后，難以和智慧城市試點政策實現有效銜接。

2.城市等級異質性檢驗

不同城市在經濟規模、要素集聚、資源稟賦等方面存在較大差異，相對于一般城市，重點城市由于具有經濟發展規模優勢、國家政策優勢、人才優勢、技術引進優勢等，能夠根據現有經濟技術，在數量和質量上有效提升基礎設施建設水平。這些差異可能會進一步導致智慧城市試點政策效果在不同城市之間存在較大差異。因此，本文根據行政級別劃分，將4個直轄市以及14個副省級城市定義為重點城市，其余城市定義為一般城市，對智慧城市試點政策效果進行城市等級異質性分析，實證結果如表2所示。

從表2的結果來看，智慧城市試點政策對一般城市的回歸系數在1%的水平上具有顯著的正效應，對重點城市交通基礎設施在10%的水平上效應顯著為負，對郵政基礎設施效應不顯著。這可能是由于不同城市處于不同的發展階段。重點城市處于城市發展的較高階段，因此當前基礎設施建設可能過剩，造成閑置。對于一般城市，智慧城市試點政策顯著提升了城市基礎設施建設水平。

四、機制分析

為了進一步驗證驗智慧城市試點政策作用機制的合理性，對其進行中介效應檢驗。檢驗步驟分為以下兩步:第一，對式(2)和式(3)進行檢驗，如果系數顯著，則表明中介效應通過，如果系數有一個不顯著，需要經由(2)進行檢驗；第二，進行Soble檢驗，檢驗通過則說明中介效應檢驗通過，否則中介效應檢驗不通過。本文進行中介效應模型檢驗構建的具體模型如下:

其中，M表示中介變量，表示城市信息化水平(net，移動電話用戶數)和城市創新水平建設(inno，城市每萬人專利申請數)，其他變量定義同式(1)。

表3中，模型(9)和模型(10)是式(2)的回歸結果，模型(11)和模型(14)是式(3)的回歸結果。從模型(9)和(10)的回歸結果來看，智慧城市試點政策的回歸系數皆在1%的水平上顯著為正，表明智慧城市試點政策顯著促進了城市的信息化水平建設以及城市創新水平的提高。從模型(11)～模型(14)的回歸結果來看，智慧城市試點政策的回歸系數、城市信息化回歸系數、城市創新水平回歸系數均在1%的水平上顯著為正，說明中介效應存在，智慧城市試點政策確實通過城市信息化建設以及城市創新水平建設提升了城市基礎設施建設水平。

表3 作用機制檢驗

五、結論與建議

本文基于2009～2017年中國267個城市的面板數據，利用DID方法實證檢驗了智慧城市試點政策對城市基礎設施建設水平的影響。結果表明:智慧城市建設顯著提高了城市基礎設施建設水平，并且其作用效果在地區和城市等級上存在異質性差異:對東部地區、一般城市影響較大，對西部地區、重點城市影響較小，甚至可能存在抑制作用。分析其影響機制可發現，智慧城市試點政策通過促進城市信息化水平建設、提升城市創新水平，進而提升城市基礎設施建設水平。

本文研究對于支持國家智慧城市建設、提高城市基礎設施建設水平具有一定的指導意義。根據上述結論，本文得出以下政策性建議:首先，加大對新一代信息通信技術的投入力度，提升城市信息化水平。對政府而言，借助信息技術構建大數據、云平臺可以充分了解居民偏好以及城市基礎設施現狀，從而實現資源的優化配置，提升城市基礎設施建設水平，為促進技術創新、實現城市產業轉型升級提供良好的環境。其次，繼續實施創新驅動發展戰略。創新是實現經濟可持續發展的第一驅動力，智慧城市是國家經濟邁上“創新驅動”階段的重要標志。反映在城市基礎設施建設水平上，政府為了鼓勵企業創新，會為創新活動順利進行提升基礎設施建設水平，吸引更多的創新要素；從企業角度來看，企業創新能夠為城市基礎設施建設提供更好的技術支持和新型融資模式，節約要素成本，緩解城市基礎設施建設的融資壓力，從而促進城市基礎設施建設水平的提升。