姜 軍， 鄭曉曉， 袁義淞

（1.北京建筑大學城市經濟與管理學院，北京 100044； 2.北京交通大學經濟管理學院，北京 100044）

隨著經濟社會的快速發(fā)展進步，傳統(tǒng)的城市建設和管理模式已經不能適應城市發(fā)展的步伐，加之受金融危機的影響，全球都在尋求城市發(fā)展的突破口. 2008年，美國IBM公司首次提出了“智慧地球”的理念，智慧城市建設成為“智慧地球”理念的出發(fā)點，為城市建設轉型升級提供了新思路［1-2］.

北京是我國的首都，也是一座現(xiàn)代化的國際大都市，是我國向全世界展示中國城市形象的重要窗口. 由于經濟的快速發(fā)展，加上之前城市管理方法的不科學，長期積累下來出現(xiàn)了很多城市問題，如人口膨脹、交通擁擠、住房困難、環(huán)境惡化、資源緊張等，使北京這座國際大都市的“大城市病”問題日益嚴峻［3］. 如何建設和管理好北京現(xiàn)已成為一個重要的研究課題. 智慧城市戰(zhàn)略為北京城市建設與管理提供了新思路，這是城市管理發(fā)展的必然方向，也是和諧發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展和“以人為本”思想的內在要求.

2012年3月，北京市召開“智慧北京”動員和工作會議，并正式對外發(fā)布了《智慧北京行動綱要》，標志著智慧北京建設全面開展［4］.《智慧北京行動綱要》從政策上明確了智慧北京建設的方向. 此后，國家相關部門及北京市不斷推出智慧北京建設的相關政策，積極推進智慧北京建設，從政策層面鼓勵北京引進重大項目，支持企業(yè)投資并參與智慧北京建設. 從《智慧北京行動綱要》發(fā)布以來，北京智慧城市建設已取得了巨大成就：寬帶城市與無線城市建設方面，2012年底實現(xiàn)了20M有線寬帶全覆蓋，2015年初4G無線網絡覆蓋建設開始啟動. 2015年已實現(xiàn)WLAN接入點10.5萬個，3G基站2.2萬個，7個重點區(qū)域為市民提供3年免費無線上網服務；政務物聯(lián)網建設方面，四環(huán)內超過95%的范圍實現(xiàn)了政務物聯(lián)專網覆蓋，四環(huán)以外根據需求實現(xiàn)了區(qū)域覆蓋，遠郊區(qū)縣實現(xiàn)了行政中心區(qū)覆蓋. 2014年底，北京市建立了完善的物聯(lián)網應用支撐平臺，在統(tǒng)籌管理、信息共享、智慧服務、綜合管理等方面，實現(xiàn)了全方位支撐，建立了政務云服務體系，并按照“市區(qū)兩級、覆蓋全市、物理分散、邏輯銜接”的框架，構建“1+N+16”政務云體系結構.

目前，智慧城市建設在全球范圍內沒有標準的樣板，北京智慧城市建設正處在技術研究及應用提升階段，所以目前無法通過對比來衡量一個城市智慧建設的效果，故如何合理分配投入，避免出現(xiàn)投資浪費，成為重要的研究課題. 本研究運用DEA評價模型，從投入-產出的角度測算北京市2010—2018年智慧城市建設投入-產出的效率，從而更好地反映北京智慧城市建設的效果［5］，為未來提高投資效率提出相關的政策建議.

1 智慧城市建設投入-產出效率評價DEA模型

DEA 方法的全稱為數(shù)據包絡分析（data envelopment analysis）方法，于1978 年誕生，最初由Charnes 等［6］提出. 數(shù)據包絡分析方法運用數(shù)學規(guī)劃來建立模型，然后計算決策單元（Decision Making Units，簡稱DMU）之間的相對效率（績效）［7］. 其中，每個DMU均具有多項輸入（投入）和多項輸出（產出）觀察值，是綜合的評價方法. 針對選定好的一組投入產出評價指標，輸入DEA模型計算時，并不需要評價者人為確定各個指標的權重，數(shù)據包絡分析方法能夠通過實際數(shù)據自主求得最優(yōu)權重，反映所評價問題的具體情況［8］. 這在一定程度上排除了較多的主觀因素干擾，客觀性增強，從而保證效率評價工作的科學嚴謹性.

建設智慧城市投入-產出的生產函數(shù)沒有明確的、已知的公式，運用傳統(tǒng)的評價方法來評價其效率具有很大難度，但是DEA評價模型解決了這一難題. 運用DEA模型計算效率的時候，無須確定生產函數(shù)的具體形式，只要將投入及產出指標的數(shù)據代入，然后設置參數(shù)即可［9］. 所以，DEA評價模型已經被廣泛應用到許多研究領域當中［10-11］.

DEA評價模型分為兩種：輸入型與輸出型. 輸入型DEA模型考慮產出y0為確定不變時，追求投入x0盡可能地減少；輸出型DEA模型的運用主要看重投入x0不變，產出y0盡可能地提高，二者評價時考慮的角度不同. 對于智慧城市建設投入產出效率而言，控制投入要比控制產出相對容易且可實現(xiàn)，所以，本文采用輸入型DEA模型來評價北京市智慧城市建設投入-產出的效率情況.

1.1 CCR模型

輸入型DEA模型比較有代表性的是CCR與BCC兩個模型. 其中，CCR是第一個DEA評價模型［12］，許多DEA模型都是根據CCR模型發(fā)展而來的. CCR模型呈現(xiàn)的評價結果是每個DMU的整體效率，DMU如果有效，即技術效率和規(guī)模效率同時有效. 假設產出為y0不變，第j個DMU為相對有效，λj為其權重系數(shù)，為了盡可能減少投入，使投入按θ 的倍數(shù)減少，求θ 的最小值. 公式如下：

式中：θ 為決策單元的綜合效率，其計算結果有兩種情況，即等于1或者小于1；s-表示投入的冗余，s+表示產出的不足.

DMU的有效性結論如下［13］：

1）當滿足θ=1，s-=0，s+=0 時，說明決策單元不存在投入冗余和產出不足的情況. 此時，DMU為DEA有效單元.

2）當滿足θ=1，s-≠0 或者s+≠0 時，說明決策單元存在投入冗余或者產出不足的情況. 此時，DMU為弱DEA有效. 如果s-≠0，說明存在投入冗余，在現(xiàn)有投入的基礎上，減少s-的投入量，依然能保持產出不變.

3）當θ ＜1時，DMU為DEA無效單元.

1.2 BCC模型

2 北京市智慧城市建設投入-產出效率評價

建設智慧城市，實現(xiàn)美好生活已經成為諸多國家與地區(qū)的共識. 隨著智慧城市建設進入全面發(fā)展時期，物聯(lián)網、互聯(lián)網+、大數(shù)據等新一代信息技術得到了廣泛的發(fā)展與應用，物聯(lián)網、大數(shù)據和云計算等新一代信息技術的發(fā)展與科技創(chuàng)新是智慧城市建設的基礎保障［16］. 本文主要從信息傳輸、軟件和信息技術服務業(yè)、互聯(lián)網發(fā)展的投入及產出角度出發(fā)，評價北京市智慧城市建設的投入-產出效率.

2.1 投入、產出指標的選取

研究選取的評價指標體系不同，DEA模型的計算分析結果也將不同. 北京市智慧城市建設效率評價指標的選取，首先要考慮到數(shù)據的可得性，即數(shù)據可以從相關統(tǒng)計資料查詢，保證數(shù)據的準確與客觀性；其次，選取的指標要有代表性；最后，所選的指標要全面，并且要避免指標之間的相關性. 考慮DEA模型評價指標選取時應當遵從全面且不重復的原則，并結合以往學者的相關研究［4，7，17-18］，盡可能的全面考慮智慧城市建設的投入及產出，本文最終確定的投入及產出指標如表1所示.

表1 北京市智慧城市建設效率評價指標Tab.1 Evaluation index of efficiency of smart city construction in Beijing

2.1.1 投入指標

勞動力投入：美國經濟學家愛德華·丹尼森提出的人力資本度量方法中，用勞動者報酬衡量勞動力的投入. 由于目前統(tǒng)計數(shù)據資料無法獲得相關數(shù)據，在本文中，選取指標信息傳輸、軟件和信息技術服務業(yè)就業(yè)人員數(shù)來度量勞動力投入.

資本投入：本研究選取信息傳輸、軟件和信息技術服務業(yè)固定資產投資作為資本投入指標，主要考慮到該指標是智慧城市建設所必需的的物質基礎.

能源投入：根據《中國統(tǒng)計年鑒2019》第九章關于能源方面的主要統(tǒng)計指標解釋，能耗構成有原煤和原油及其制品、天然氣、電力等. 目前，倡導能源節(jié)約與生態(tài)環(huán)境保護是主題，我國的經濟發(fā)展方式正在逐步轉為集約型發(fā)展方式，能源消費量是衡量智慧城市建設效率的重要指標，所以選擇信息傳輸、軟件和信息技術服務業(yè)能源消費總量（萬t標準煤）作為能源投入指標.

2.1.2 產出指標

產值：產值是衡量經濟效益的重要指標. 選取信息傳輸、軟件和信息技術服務業(yè)生產總值作為產出指標，能夠較好地體現(xiàn)投入指標的經濟產出效果，具有普適性［19］.

流量使用量：移動互聯(lián)網接入流量是衡量互聯(lián)網發(fā)展情況的重要指標，也是從側面衡量智慧城市發(fā)展程度的指標. 目前，手機在交通、就醫(yī)、視頻會議等方面扮演著非常重要的角色，在這些角色的背后，都離不開移動流量的技術支持，所以本文選擇移動互聯(lián)網接入流量作為智慧城市建設效率評價的產出指標.

2.2 北京市智慧城市建設效率分析

根據表1確定的評價指標，查詢2011—2019年《中國統(tǒng)計年鑒》以及《北京市統(tǒng)計年鑒》的指標數(shù)據，將數(shù)據代入到DEA模型，利用DEAP 2.1軟件計算，得到計算結果如表2.

表2 北京市智慧城市建設效率計算結果（2010—2018年）Tab.2 Calculation results of efficiency of smart city construction in Beijing（2010-2018）

由表2可知，2010—2018年北京市智慧城市建設整體效率有波動，但是總體上呈現(xiàn)逐步上升的趨勢（圖1）.2010—2015年和2017年為相對DEA無效單元，表2的數(shù)據顯示，無效單元主要是由于規(guī)模效率較低造成的，且均處于規(guī)模效率遞增的階段. 未來，北京市智慧城市建設效率的提升空間，主要源于規(guī)模效率的提升，純技術效率的提升空間非常小.

圖1 2010—2018年北京市智慧城市建設效率Fig.1 Efficiency of smart city construction in Beijing from 2010 to 2018

圖1的結果顯示：2010—2018年北京市智慧城市建設純技術效率值差異很小，都接近于1. 由于DEA模型計算的是相對效率，如果決策單元之間的差異不大，計算結果都會接近1；整體效率值的差異比較明顯，從2010年的0.683已經上升到2018年的1，北京智慧城市建設的努力取得了豐碩的成果.

2.3 DEA無效單元投入冗余分析

從表2可知，DEA相對無效的單元中，如果純技術效率值小于1，說明存在投入冗余，即2012年、2013年、2015年和2017年4個單元均存在投入冗余的情況. 根據軟件DEAP 2.1計算的結果，將投入冗余及目標值結果統(tǒng)計后列出表3. 從表3可以看出：若既有產出不變，對投入而言，2015年信息傳輸、軟件和信息技術服務業(yè)就業(yè)人員數(shù)量投入冗余最大，有8.13%的節(jié)約空間；在能源消費方面，從2015年到2017年，信息傳輸、軟件和信息技術服務業(yè)能源消費總量的改進率從4.65%下降到1.89%，能源耗用效率有所提升.

表3 DEA無效技術單元投入冗余及目標值匯總表Tab.3 Input redundancy and target values of invalid DEA units

3 結論與建議

我國城市化建設起步較晚，基礎建設環(huán)節(jié)還比較薄弱. 北京在智慧城市建設的努力嘗試中獲取了豐富的經驗，也取得了一些成果，從投入-產出的角度來評價北京智慧城市的建設效率，可以更直觀地觀察到政府和社會為智慧城市建設投入所取得的效果.

3.1 結論

1）2010—2018年，9個決策單元中，2016年和2018年兩個單元為DEA相對有效單元，整體效率為1，其余7個決策單元為DEA相對無效單元；7個相對無效決策單元中，2010年、2011年和2014年為純技術效率有效單元，但是規(guī)模無效. 由此看來，北京市智慧城市建設投入產出整體效率有波動，但是呈現(xiàn)逐步上升的趨勢.

2）從計算結果可知，2010—2018年，北京智慧城市建設純技術效率值差異不大，而是規(guī)模效率的提升帶動了整體效率的提升. DEA無效單元主要是由于規(guī)模效率偏低造成的，且均處于規(guī)模效率遞增的階段. 目前，物聯(lián)網、互聯(lián)網+等有關技術企業(yè)數(shù)量較多，根據《北京統(tǒng)計年鑒2019》第三產業(yè)法人單位主要指標公布的數(shù)據，2017年，北京信息傳輸、軟件和信息技術服務業(yè)企業(yè)數(shù)為3363個，在所有行業(yè)分類中排名第四（排名前3名的分別是批發(fā)和零售業(yè)6341個，租賃和商業(yè)服務業(yè)5301個，房地產業(yè)4304個），但是企業(yè)規(guī)模偏小，大大拉低了北京智慧城市建設投入-產出效率. 未來，北京智慧城市建設效率的提升，在一定程度上依賴于規(guī)模效率的提升.

3）就投入有剩余的情況來看，技術效率無效的4個決策單元（2012年、2013年、2015年和2017年）存在投入冗余的情況. 其中，2015 年信息傳輸、軟件和信息技術服務業(yè)就業(yè)人員數(shù)（萬人）的改進空間最大，達到8.13%，說明智慧城市建設人員投入數(shù)量很高，未來需要精簡人員投入，同時要注意提高從業(yè)人員素質. 我國信息產業(yè)中技師級別以上的人才占技術工人的3.2%，而發(fā)達國家一般為20%～40%［2］，且技術創(chuàng)新人才、拔尖人才積累的較少；能源投入冗余在逐步下降，說明能源利用效率逐步上升，符合我國生態(tài)環(huán)保、節(jié)約能源的理念.

3.2 建議

1）重視智慧城市建設投入-產出效率評價［3］. 以往的研究中，側重關注智慧城市建設已經取得的成果或者智慧城市建設過程中出現(xiàn)的問題，往往忽略了智慧城市建設背后的投入. 北京智慧城市建設已經邁向了新階段，未來智慧城市建設投入-產出評價不僅關注產出，更應該關注投入，減少投入冗余，實現(xiàn)資源利用效率提升，助力建設節(jié)約型社會.

2）擴大企業(yè)規(guī)模，實現(xiàn)規(guī)模收益. 北京智慧城市建設效率評價DEA無效單元均處于規(guī)模遞增階段，提高規(guī)模效率是提高智慧城市建設投入-產出效率的重要路徑. 智慧產業(yè)處于初期發(fā)展階段，根據《北京統(tǒng)計年鑒2019》數(shù)據顯示，2017年，信息傳輸、軟件和信息技術服務業(yè)企業(yè)數(shù)排名第四（3363個），以中小企業(yè)為主體的居多，偏好風險規(guī)避的金融資本對其支持力度有限，資金缺口是制約其發(fā)展的重要瓶頸，有關政府部門可以為該類企業(yè)提供有效的融資通道，適當擴大規(guī)模，提高產出效率.

3）注重人才培養(yǎng)，加強技術研發(fā)［20］. 智慧城市建設離不開人力資本的有效投入，雖然目前人力投入基數(shù)大，但是人員素質不高也是造成人員投入冗余的原因之一. 2015年9月，工業(yè)和信息化部全國通信及信息設備運維考試管理中心（ICT）已經啟動“智慧城市專項技術人才培訓考試認證”項目，將在全國開展智慧城市專項人才的培訓考試和認證工作. 該項目的啟動，標志著開展智慧城市專項人才的培訓考試和認證工作將步入一個新的起點，同時，在智慧城市建設和人才儲備方面也將邁向一個新的臺階.

培養(yǎng)一批技術精湛的專業(yè)隊伍非常重要. 首先，結合產學研的模式，將企業(yè)相關技術人員輸送到高?；蚩蒲袡C構交流學習，培養(yǎng)一批不僅實際操作經驗豐富，而且具有扎實理論基礎的專業(yè)人才；其次，高校應加大大數(shù)據、物聯(lián)網等專業(yè)的科研投入，設置相關專業(yè)博士后流動站，鼓勵一批青年學者攻克智慧城市建設中遇到的一些技術難題；最后，應積極啟動全球人才引進計劃，出臺激勵政策吸引拔尖人才來中國就業(yè).