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城市信息系统工程 马蔼乃 北京大学地球与空间科学学院，北京，100871 摘 要：城市信息系统工程实际上是城市系统工程的数字化。虽然信息技术上有关键问题需要攻关，但是 更重要的是对于城市的发展规律，即城市建设的理念是否清楚正确。本文着重开放的复杂系统、生产力发 展规律与城市建设、城市建设的系统工程、城市信息系统工程问题进行阐述。 关键词：生产力发展规律城市系统工程城市信息系统工程 城市系统是一个开放的复杂系统，本文简要讨论现今的开放复杂系统的概念、生产力发 展规律、城市系统工程和数字城市系统工程四个问题。 1．开放的复杂系统 当今系统的概念已经有所发展，根据笔者的研究可用下式表示口】： B l S=f(I，R，s，f)I铮E 1—1 ， 式中：S_ystem，表示系统，l_ngredientset表示因素集合，R__elationset表示因素(或子系统) 间，系统是随时间演化的，演化的状态就是系统的过程，舢表示系统的结构(Structure)， 系统中的时间、空间、因素、关系组成系统的结构，框口表示系统的边界(Boundary)，系 统在时间上有时限，在空间上有空域，Environment表示系统边界以外的环境，指与该系统 示系统的功能，反映系统对环境的作用。上述10个要素是一个完整的系统所必备的条件。 开放的、复杂巨系统一般是网络结构的。开放的复杂巨系统比简单系统来说有以下的特 点：(1)系统中的因素是子系统，子系统的数目足够大，层次足够多，难以用现有简单性科 学中的方程所表达；(2)每个子系统与整体系统之间没有相等的“全息性”，子系统之间与整 体系统之间可以具有相似性，需要用相似准则表示；(3)子系统之间相互作用呈动态的变化； (4)相互作用一般是非线性的，特殊情况下是线性的；(5)子系统之间同时具有确定与不 确定的关系(不确定包括随机不确定、模糊不确定、灰色不确定、分形不确定)； (6)子系 统仅与邻近的子系统相互发生作用，作用是传递性的；(7)子系统相互作用时，存在多条反 馈线路，不仅只有一条线路；(8)复杂系统的边界是开放的、随机的、模糊的、灰色的；(9) 复杂系统是不平衡、不稳定、不对称的，耗散结构理论不能完全解决复杂系统的问题；(10) 复杂系统具有传承性，过去的系统状态、结构、功能都会影响现在的系统状态、结构与功能。 城市系统是开放的、复杂的、网络的巨系统。构建城市系统和数字城市时，必须关注开 放的复杂巨系统的特点。 61 2．生产力发展规律 生产力发展的规律见图1、图2、图3。 图1生产力发展一般规律 laws of Fig．1Development productivity 图2生产力发展的复杂性 lawsof Fig．2Complexdevelopmentproductivity 62 图3信息社会到生物技术社会 Fi Form g．3 nformationto soci bio—techniquesty 3．城市系统工程 中国的城市有其