系統(tǒng)論認(rèn)為，一個(gè)系統(tǒng)必須要從整體上進(jìn)行考慮，一個(gè)方面，系統(tǒng)作為一個(gè)整體與環(huán)境的關(guān)系，另一方面是系統(tǒng)中各個(gè)層面、各個(gè)要素之間的是存在相互作用關(guān)系的，這種相互作用對(duì)整體上也有影響。
對(duì)于城市，好多人都說(shuō)這是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng)，復(fù)雜的巨系統(tǒng)就意味著在這個(gè)巨系統(tǒng)中，還有多個(gè)子系統(tǒng)，并且這些子系統(tǒng)會(huì)共用一些要素，并且對(duì)時(shí)間、空間和其它的資源也是要共用、共享的。這就需要從系統(tǒng)論的角度出發(fā)，從整體方面規(guī)劃設(shè)計(jì)一個(gè)智慧城市，而不僅僅只是強(qiáng)調(diào)某一個(gè)子系統(tǒng)的智慧。
對(duì)于各個(gè)子系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它們是獨(dú)立的系統(tǒng)，但也是要作為一個(gè)整體與其他系統(tǒng)構(gòu)成的環(huán)境進(jìn)行交互和相互作用，這些子系統(tǒng)之間同時(shí)也會(huì)存在相互的影響，這些影響是需要認(rèn)真對(duì)待的。
對(duì)于智慧交通來(lái)說(shuō)，我們必然要考慮車(chē)與路的協(xié)同，同時(shí)還要考慮人的步行問(wèn)題。對(duì)于一個(gè)城市，公共交通當(dāng)然是首選，那么公共交通如何才能更智慧？私家車(chē)是個(gè)人出行的重要選擇，公車(chē)、特殊車(chē)輛的保有量和對(duì)路的要求等等，這些肯定是我們解決智慧交通需要想到的問(wèn)題。但是，如果僅從這些要素上考慮問(wèn)題，那么這個(gè)智慧還是有點(diǎn)低水平。如果我們把人的出行規(guī)律（關(guān)于居民的子系統(tǒng)）考慮進(jìn)去，把移動(dòng)通信工具（通信子系統(tǒng)）要素考慮進(jìn)去（信令與智能終端上的導(dǎo)航定位功能），在考慮衛(wèi)星導(dǎo)航定位的問(wèn)題時(shí)，還要分析相應(yīng)的地質(zhì)、地理環(huán)境，如果這些因素都考慮進(jìn)去了，情況就會(huì)有更大的改善。
我們過(guò)去多依賴于統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，考慮的是基于概率的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。如在電信業(yè)務(wù)中會(huì)有一個(gè)“最繁忙小時(shí)”的概念，這就是統(tǒng)計(jì)的結(jié)果。不過(guò)必須說(shuō)清楚的是，這個(gè)“最繁忙小時(shí)”是在當(dāng)時(shí)移動(dòng)通信還沒(méi)有的情況下進(jìn)行的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)移動(dòng)電話普及之后，這個(gè)“最繁忙小時(shí)”就出現(xiàn)了變化。當(dāng)然，夜間12點(diǎn)以后到凌晨之間總體上打電話的人比其他時(shí)段要少很多。
對(duì)于交通，我們也是有這類似統(tǒng)計(jì)的，早晚高峰是統(tǒng)計(jì)的結(jié)果。但是，“最繁忙小時(shí)”和早晚出行高峰這種統(tǒng)計(jì)是宏觀性的，是基于概率的統(tǒng)計(jì)，是在沒(méi)有智慧手段時(shí)的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)。如果在今天，我們?nèi)匀灰罁?jù)這樣的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)設(shè)計(jì)我們的車(chē)路協(xié)同問(wèn)題，那就是低水平的。
我們有了手機(jī)信號(hào)（不需要知道機(jī)主是誰(shuí)），有了導(dǎo)航定位系統(tǒng)，那么我們就完全可以精準(zhǔn)地分析出單個(gè)人、單個(gè)車(chē)輛的出行規(guī)律，相關(guān)社區(qū)的出行規(guī)律等等。而這些要素，如果在考慮智慧交通時(shí)沒(méi)有考慮到，那么這個(gè)智慧的水平就可想而知了。
智慧交通中，許多城市都考慮了“兩客一危”，這當(dāng)然是對(duì)的，但是如果僅僅是對(duì)“兩客一危”的監(jiān)控顯然是不夠的。如對(duì)危險(xiǎn)品運(yùn)輸來(lái)說(shuō)，就不能僅考慮路上的運(yùn)輸，就應(yīng)該把沿途和各類環(huán)境都考慮進(jìn)去，特別是如果路過(guò)學(xué)校，更要把學(xué)校的上下學(xué)時(shí)間錯(cuò)開(kāi)。實(shí)際上對(duì)?；返墓芾恚粌H是運(yùn)輸問(wèn)題，還應(yīng)該從原料、生產(chǎn)、儲(chǔ)存、裝卸、運(yùn)輸、使用、銷毀等等環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)可能會(huì)影響到環(huán)境等因素都考慮進(jìn)去才行。
同樣，社區(qū)內(nèi)部也是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是否要與外部進(jìn)行交互，不同的社區(qū)之間是否存在相互作用，也是要研究的。社區(qū)內(nèi)部當(dāng)然要研究居民的特點(diǎn)，他們的共性需求如居民結(jié)構(gòu)，包括年齡、職業(yè)、購(gòu)買(mǎi)商品、健康情況等等的分析，在這種分析的基礎(chǔ)上，就會(huì)作用于城市的智慧服務(wù)、智慧教育、智慧醫(yī)療等等。社區(qū)還應(yīng)該與城市的結(jié)構(gòu)相關(guān)，攤大餅式的城市結(jié)構(gòu)與組團(tuán)式的城市結(jié)構(gòu)，一個(gè)新興城市與一個(gè)歷史久遠(yuǎn)的城市，甚至包括這個(gè)城市的地理位置、氣候因素、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)都是密切相關(guān)的。如果在設(shè)計(jì)智慧社區(qū)時(shí)，沒(méi)有把這些要素都考慮進(jìn)去，那么這個(gè)智慧的水平也不高。
社區(qū)之間有沒(méi)有關(guān)系呢？社區(qū)的供電、廣播電視、網(wǎng)絡(luò)、供水、供熱、供氣等等，都是需要進(jìn)行分析和考慮的。不同社區(qū)的居民結(jié)構(gòu)，對(duì)上述基礎(chǔ)設(shè)施的要求，可能是不完全相同的，特別是一些文化較低的年齡偏大的老年人，如果他們的居住環(huán)境太過(guò)智慧了，給他帶來(lái)的不是方便，而是困難。
對(duì)于社區(qū)，還要考慮到各類的輔助要素，特別是要考慮到居民的文化、習(xí)俗等等方面的要素，如在貴陽(yáng)的花溪區(qū)，布依族的小區(qū)，各類的紅、白事就是當(dāng)?shù)孛黠@的習(xí)俗，雖然這些居民上樓了，但是習(xí)俗并沒(méi)有改變。
社區(qū)還有出租屋的管理問(wèn)題。社區(qū)不能只考慮便民這一個(gè)方面，還要考慮社區(qū)的安全，同時(shí)還要兼顧到個(gè)人的隱私保護(hù)等，只強(qiáng)調(diào)了一個(gè)方面，而忽視其他的因素，就失去了平衡，就會(huì)出問(wèn)題。
智慧城市項(xiàng)目，我們要分析這類項(xiàng)目所面向的對(duì)象，筆者依據(jù)所面向?qū)ο?，將智慧城市粗略地分為了三個(gè)大類：
第一類是面向個(gè)人的，是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信與終端對(duì)所有屬于自己的物品進(jìn)行的管理和控制，如對(duì)私家車(chē)、家電、家居、門(mén)鎖等等的管控。
第二類是面向行業(yè)的，如前面所提到的危險(xiǎn)化學(xué)品的管理，就是一個(gè)面向行業(yè)，從產(chǎn)品的原料、生產(chǎn)過(guò)程，再到成品的儲(chǔ)存、裝卸、運(yùn)輸、使用、銷毀等等所有的環(huán)節(jié)。
第三類是面向城市管理者的，包括社區(qū)、機(jī)構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施（道路、街區(qū)、場(chǎng)地、水、電、油、氣、暖、垃圾處理等等）、重點(diǎn)保護(hù)建筑、水源地等等。
這三個(gè)系統(tǒng)相互之間是有影響的，各類別的系統(tǒng)中的子系統(tǒng)之間也是存在影響的，如果不能將這些相互作用和影響分析清楚，我們就可能會(huì)犯錯(cuò)誤，甚至是顛覆性的錯(cuò)誤。
所有的智慧系統(tǒng)，無(wú)論是面向哪一類的對(duì)象，都會(huì)受到三個(gè)層面的支撐和制約。一是要素感知層，對(duì)于面向個(gè)人的，物理感知是重要的，但是對(duì)人的感知也同樣重要，因?yàn)檫@里就有權(quán)屬問(wèn)題，不能允許非授權(quán)侵入他人的系統(tǒng)當(dāng)中，并且一旦有這種侵入，也必須保留相應(yīng)的證據(jù)。
二是網(wǎng)絡(luò)通信層，現(xiàn)在很多人都在炒5G在智慧城市中的作用，這一點(diǎn)筆者并沒(méi)有反對(duì)的意思，5G這種大帶寬、低延時(shí)的系統(tǒng)，對(duì)于智慧城市來(lái)說(shuō)，確實(shí)是為網(wǎng)絡(luò)通信提供了很好的支撐。但是，如果不考慮系統(tǒng)所面對(duì)的對(duì)象，一味地使用5G作為網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)氖侄?，那是不可取的。我們?cè)诳吹?G有很大優(yōu)越性的同時(shí)，也必須看到5G也是有短板的。如5G的電波損耗巨大，由于5G使用的電波頻率極高，而電磁波在自由空間傳輸?shù)膿p耗的“分貝”數(shù)是頻率的對(duì)數(shù)關(guān)系；同時(shí)各類介質(zhì)對(duì)不同頻率的電磁波的衰耗也是不一樣的，雨、雪、霧對(duì)電磁波都是有衰耗的，同時(shí)頻率越高，傳播的路徑越是一條直線，各類介質(zhì)的阻擋作用也就更加的明顯。所以，不能一味地強(qiáng)調(diào)5G，而應(yīng)該根據(jù)具體的場(chǎng)景、具體的需求來(lái)選擇。對(duì)于固定的目標(biāo)，光網(wǎng)是第一位，而對(duì)于移動(dòng)目標(biāo)和面向個(gè)人的項(xiàng)目，筆者當(dāng)然支持選用5G。
三是算力層面，對(duì)于算力，不能簡(jiǎn)單認(rèn)為是對(duì)數(shù)據(jù)的計(jì)算與存儲(chǔ)，我們必須要考慮數(shù)據(jù)的類型，特別是對(duì)于控制信號(hào)（作為特殊的數(shù)據(jù)），一是要考慮它的實(shí)時(shí)性，二是要考慮到控制信號(hào)與指令是不能重復(fù)使用的，重復(fù)使用就意味著重放攻擊。所以，我們要考慮算力與所要處理的數(shù)據(jù)之間的距離和交換層次，要考慮邊緣計(jì)算與云中心的協(xié)同問(wèn)題。
本文沒(méi)有給出系統(tǒng)論模型的意圖，數(shù)學(xué)模型是給少數(shù)人看的，而對(duì)于做智慧城市的人來(lái)說(shuō)，未必都熟悉這些模型，同時(shí)這些已有的模型是否適合當(dāng)前的智慧城市建設(shè)任務(wù)也是值得討論的。
本文提出一個(gè)想法，供讀者參考。
許多城市都會(huì)對(duì)智慧城市建設(shè)提出一個(gè)規(guī)劃綱要，規(guī)劃綱要解決了5個(gè)W、1個(gè)H中的一個(gè)W，即What，告訴大家我們要干什么，但這遠(yuǎn)遠(yuǎn)是不夠的，不僅要告訴大家我們要干什么，還要給出在我們這個(gè)城市要干某些事的理由(why)，告訴大家我們要干到什么程度(How)、在哪里干(where)、什么時(shí)間干(when)、負(fù)責(zé)和參與的相關(guān)人員或者單位是誰(shuí)(who)。這些還不夠，還要告訴大家，我的目標(biāo)是什么。總之，我們需要一個(gè)頂層設(shè)計(jì)，沒(méi)有頂層設(shè)計(jì)的規(guī)劃綱要，很可能成為四拍項(xiàng)目（拍腦袋、拍胸脯、拍大腿、拍屁股）。
對(duì)于智慧城市項(xiàng)目，我們至少要分為三個(gè)階段：設(shè)計(jì)階段、建設(shè)階段和運(yùn)維階段。
在設(shè)計(jì)階段中，就要把建設(shè)階段和運(yùn)維階段的事情都想清楚。
對(duì)于單一的任務(wù)，我們要把這個(gè)任務(wù)所涉及到的各類城市要素都考慮清楚，拉出一個(gè)涉及要素的清單來(lái)，同時(shí)考慮要利用哪些資源，將這些資源也要列出相應(yīng)的清單，還要有相關(guān)的人員清單。有了這些清單，還要考慮任務(wù)完成前與任務(wù)完成后的變化，這些變化會(huì)對(duì)哪些要素產(chǎn)生影響，影響是正面的還是負(fù)面的，負(fù)面的影響是否合理，如果不合理如何來(lái)修正。
對(duì)于一個(gè)多任務(wù)的系統(tǒng)，這些清單就更重要了，不僅要有這些清單，還要考慮到不同任務(wù)共同涉及到的要素清單、資源清單、相關(guān)的人員清單。還要引入時(shí)間要素、空間要素（包括場(chǎng)地、交通等等）。一些要素是不能被同時(shí)占用的，一些空間也不能同時(shí)容納多個(gè)任務(wù)，這些問(wèn)題都是要考慮到的。
我國(guó)古代先民中，實(shí)際上已經(jīng)有了樸素的系統(tǒng)論思想，如中醫(yī)的相生相克的思想，天人合一的思想。工程上也是很好的先例，如西湖中的蘇堤就是將挖出的湖泥堆積而成的，同時(shí)又修了多的橋涵，既保證了水道的暢通，又節(jié)約了人力、物力，還方便了千年以來(lái)兩岸人員的交通。
在我們的老基建中，是有規(guī)劃和頂設(shè)的，對(duì)于智慧城市這類新基建，我們要向老基建學(xué)習(xí)。
這些要素清單、任務(wù)清單、資源清單，還要考慮它們所在的層次。系統(tǒng)論的一個(gè)重要理論是就是層次化（或者叫等級(jí)化），不同的要素所處的層次可能是不同的，有的同一個(gè)要素可能屬于不同的層次，例如一個(gè)局級(jí)領(lǐng)導(dǎo)干部，對(duì)于居家來(lái)說(shuō)他是居民，而對(duì)于政府來(lái)說(shuō)他是一 個(gè)關(guān)乎他人的政府部門(mén)的領(lǐng)導(dǎo)，這樣就不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為他是居民屬性。
總之，城市是一個(gè)整體，要把一個(gè)城市當(dāng)成一個(gè)整體來(lái)考慮智慧城市的設(shè)計(jì)與建設(shè)。將智慧城市建設(shè)所有所涉及到的要素、資源、人員、時(shí)間與空間列出清單，并且考慮這些因素所在的等級(jí)，同時(shí)還要要考慮各子系統(tǒng)、各要素的相互作用。
