一種模型化、系統性信息系統構建框架的整合與優化

摘 要：新一代信息技術正推動世界各國加速步入信息社會。經過多年發展，我國信息化建設取得顯著成就，信息技術已全面融入經濟社會發展各行業各領域，為經濟發展方式轉變、社會治理創新、公共服務水平提升等提供了強力支撐。然而，在巨大的信息化建設投入及其催生的信息化建設“熱潮”背景下，經濟社會發展中所面臨的社會難題依然層出不窮，各類新老社會問題的解決依然極具挑戰性，迫切需要我們對信息社會的發展建設進行深入的“冷思考”。作為一種區別于農業社會和工業社會的新型社會形態，信息社會由其內在的主要矛盾、各細分子領域、社會結構與運行機理和外在的社會問題表象等要素刻畫。對這些要素進行深入分析研究，有助于更好地理解信息社會的發展規律，建立起更加科學有效的信息化建設方法。當前，我國正全力推進數字中國建設，大力發展數字經濟，迫切需要我們提高對信息社會及其發展規律的認識，建立模型化、系統性的信息系統構建方法，提升我國信息化建設效能與效益。本文通過分析信息社會發展所面臨的風險挑戰，指出當前我國信息化建設中存在的主要問題，提出一種模型化、系統性的信息系統構建框架。

關鍵詞：信息社會；社會問題；模型化；信息系統構建框架

信息化正成為全球經濟社會發展的新動能和各國構筑競爭優勢的新手段。美國等發達國家在互聯網、人工智能和區塊鏈等信息技術創新方面依然保持全球領先地位，引領著世界信息技術創新與產業變革的方向。同時，世界各國積極推動信息技術在制造業、農業、商貿、金融、醫療、教育和政務服務等領域的深入應用，并在信息化相關的安全與治理領域積極探索實踐。

近年來，我國高度重視信息化建設，將信息化作為實現高質量發展、全面建設社會主義現代化國家的戰略支撐。黨的二十大報告提出，到2035年，我國要建成現代化經濟體系，形成新發展格局，基本實現新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化……加快建設網絡強國和數字中國，加快發展數字經濟，促進數字經濟和實體經濟深度融合。早在2018年全國網絡安全和信息化工作會議上，習近平總書記就提出“網絡和信息化事業代表著新的生產力和新的發展方向，應該在踐行新發展理念上先行一步”的重要論斷，并指出要“圍繞建設現代化經濟體系、實現高質量發展，加快信息化發展，整體帶動和提升新型工業化、城鎮化、農業現代化發展”。習近平總書記還強調，“網絡和信息化事業發展必須貫徹以人民為中心的發展思想，把增進人民福祉作為信息化發展的出發點和落腳點，讓人民群眾在信息化發展中有更多獲得感、幸福感、安全感”。2022年4月，習近平總書記主持召開中央全面深化改革委員會第二十五次會議時強調，“要全面貫徹網絡強國戰略，把數字技術廣泛應用于政府管理服務，推動政府數字化、智能化運行，為推進國家治理體系和治理能力現代化提供有力支撐”。習近平總書記的重要指示凸顯了我國對信息化發展的高度重視和決心，也明確了我國信息化發展的戰略方向和目標。

當前，我國信息化建設取得了世人矚目的發展成就，數字經濟呈現出蓬勃發展活力和無限發展潛能，我國數字經濟核心產業持續穩步增長，為經濟社會持續健康發展提供了強大動力。以5G、物聯網、北斗導航、數據中心、人工智能、區塊鏈等為核心的中國新型信息基礎設施領先全球。截至2022年12月，我國5G基站總數達231萬個，占移動基站總數的21.3%；網上購物、網上診療、線上辦公等新業態新模式發展迅猛，網上購物用戶規模達8.45億，線上辦公用戶規模達5.40億，互聯網醫療用戶規模達3.63億。數字政府建設成效顯著，“互聯網+政務服務”持續深入推進，“一網通辦”“一網統管”“一網協同”等服務管理新模式和“百姓少跑腿，數據多跑路”的政務服務理念在全國廣泛普及，全國一體化政務服務平臺實名用戶超9億人。服務業和工業數字化共同推動數字經濟產業、數字化轉型穩步推進。數據要素基礎制度加快建設，推動數據要素市場建設與探索進程提速，數據生產要素價值得到進一步釋放。這些成就，彰顯了我國信息化建設的顯著進展和數字經濟的蓬勃發展態勢，為全面建設社會主義現代化國家提供了強大支撐。

然而必須清醒地看到，我國信息化建設依然存在諸多難題，在數字中國、數字經濟建設投入持續增長的背景下，社會治理、城市管理、市場監管、生態環境保護、民生保障和鄉村發展等領域的社會難題依然存在，重特大安全生產事故、自然災害、公共衛生等事件依然頻發多發，給人民群眾的生命與財產安全帶來巨大風險隱患。在信息社會建設過程中，如何更好地利用信息化手段解決社會問題是信息社會構建和信息系統建設面臨的最重要和最核心的問題，需要我們進行深入的冷思考、再思索。這一問題的解決，需要從刻畫信息社會的重要要素開始分析。從信息社會內在的根源性主要矛盾來看，信息社會與傳統農業社會、工業社會一樣依然面臨著人類社會發展所固有的深層次矛盾，即文化沖突、民族沖突和利益沖突等，只要人類社會存在，這些矛盾沖突就將永遠存在。從信息社會各細分子領域來看，伴隨著信息技術的持續進步與新知識的不斷積累，信息社會的各個行業領域的精細化、專業化、智能化程度持續加深，單個領域內不斷取得突破，與外部的聯系和壁壘持續固化，各個行業領域的“離散化、分散化”程度不斷提高，給跨行業、跨領域問題的解決造成障礙。從信息社會的社會結構與運行機理來看，相比于農業社會、工業社會的簡單機械，信息技術的引入使得信息社會的社會結構和運行機理更加復雜多變，其發展規律和運行機理更加難以揭示和把握。同時，由于信息社會依然處于發展的初級階段，其所展現出來的案例、場景和現象，還只是暫時的、局部的，能夠反映其發展運行規律的長期的、全局的案例應用與場景集合尚未完全展現在人們面前，這給人們認識和掌握信息社會運行規律和運行機理帶來更大難度。從信息社會外在的社會問題表象來看，由于信息社會內在的根源性主要矛盾依然存在、各細分子領域的新發展特征和社會結構與運行機理更加復雜，信息社會的社會問題往往表現出更加綜合性、復雜性、融合性等特征，許多社會問題還具有跨行業、跨領域、跨地域等特征，同時也體現出突發性、強破壞性、損失嚴重性等特性。

綜上，信息社會既繼承了傳統農業社會與工業社會所固有的深層次矛盾的“常量”，也引入了信息技術產生的新的“變量”，在為社會系統增添新的變革“動力”的同時，也重塑了各子領域的運行狀態，使得信息社會更加復雜多變，社會問題的解決更具挑戰性。信息社會中的社會問題，需要法律法規、制度、機制、技術等多種要素的集成創新加以緩解或解決，需要通過一種模型化、系統性的信息系統構建框架或方法論，即在各個行業領域日益“專業化、離散化”的趨勢下，利用信息技術“融合性、集成性”的優勢，解決日益“綜合化、復雜化”的社會難題。需要指出的是，信息技術不是解決社會問題的“萬能藥方”，因而不能過度依賴，信息技術只有與其他要素共同作用才能有效解決日益復雜和極具挑戰的社會難題，從而提升我國信息化建設的效能與效益。

一、信息社會的刻畫及其面臨的主要風險挑戰

信息社會主要從其內在的根源性主要矛盾、各細分子領域、社會結構與運行機理和外在的社會問題表象等方面來刻畫。

（一）人類社會固有的深層次矛盾依然存在，社會問題呈現出綜合化、復雜化和融合化等新特征

步入21世紀的人類社會面臨著前所未有的風險挑戰。貧富差距日益拉大，大國博弈對抗與地區沖突日益加劇，單邊主義與貿易保護主義嚴重阻礙著產業鏈的健康發展，金融等虛擬經濟與實體經濟發展嚴重失衡，社會保障能力與人口老齡化程度嚴重不匹配，全球生態環境挑戰十分嚴峻。人類物質生活水平需求的不斷提高與現有生產力不足的矛盾，以及現有全球治理體系與產業分工的矛盾仍然存在并日益凸顯。與此同時，新的社會難題往往跨越多個地區、領域、層級，呈現出綜合化、復雜化和融合化等新特征。

（二）社會各行業領域進入精細化、專業化、知識化發展新階段，但社會難題的解決依然極具挑戰

隨著科技的迅猛發展，人類對客觀世界的認識不斷加深，產業分工、供應鏈管理、經貿合作、政府管理和公共服務等各領域均呈現出更加精細化、專業化特征，并積累了大量行業知識。然而，這一發展趨勢造成的社會生產與治理的“離散化、割裂化”，給人類解決更加復雜的、融合的社會難題造成了障礙。人類在面對諸如疫情等重大突發事件、安全事件和公共危機時，缺少將各行業知識快速集成應用的能力，缺乏行之有效的對策，甚至付出巨大的發展代價。

（三）信息技術的引入，使信息社會構成與運行機理更加復雜和難以掌控

由于信息技術的引入，社會結構由實體物理世界和虛擬信息世界相互交織構成，呈現出更為復雜多樣的社會形態和運行機理。在農業社會與工業社會中，技術與經濟社會的關系相對簡單，技術通過影響生產系統賦能農業與工業生產，提高生產效率。而在信息社會，信息技術在賦能農業與工業生產的基礎上，直接影響著由個體與組織所構成的社會系統，并對社會系統中個體與組織的運行秩序和存在狀態加以控制，實現社會系統的自動化和智能化。信息社會構成的多元化、運行機理的復雜性與不確定性，使其治理更加困難。

二、我國信息化發展建設中存在的主要問題

當前，我國信息化發展建設中依然存在著一些迫切需要解決的問題。一方面，我國經濟社會發展存在的不充分、不平衡的矛盾，導致信息社會的風險挑戰在信息化發展建設中容易被進一步放大。另一方面，由于缺乏系統性的信息系統構建方法，導致我國信息化建設存在效能與效益不高的問題。

（一）信息化建設缺乏系統性構建方法

由于信息系統構建方法理論的缺失，我國信息化建設處于一種迷失狀態，唯技術論現象甚囂塵上。我國目前的信息化解決方案主要由IT公司制定并實施，但其通常只是將信息技術、產品和服務進行簡單的集成應用來解決行業所面臨的社會問題，效果往往不盡如人意。究其原因，IT技術人員普遍對各行各業的主要矛盾、利益訴求、規則制度和人員組織等缺乏深刻的認知，且對信息技術對由個體與組織構成的社會系統的影響研究不足，將更多精力投入到技術創新工作，卻缺少對各行各業業務模式、運行機制與信息機制的研究。

（二）信息化建設的效能與效益不高

在信息化建設一片繁榮的背后，信息化建設的效能與效益并不高。例如，中部某城市“會思考、會說話”的智慧隧道，在“7·20”特大暴雨災害面前，就暴露出“無預警、不自動”的“不智慧”表現。而在智慧化工園區建設如火如荼的形勢下，各地化工園區爆炸事件仍時有發生。即便是在智慧交通領域，巨額的投入也并沒有遏制交通事故持續增長的趨勢。據統計，從2016年至2020年，5年時間我國交通事故數量從212846件增長到244674件，增長了15%；而同期我國智慧交通的投入從973億元猛增至1658億元，增速高達70%。同樣，智慧住建領域近些年也取得迅猛發展，CIM、BIM、AI和無人機等技術得到快速應用，然而，2022年前后全國多地接連發生重大房屋坍塌事故，造成重大人員傷亡。

三、模型化構建方法

（一）信息化領域模型化方法發展簡介

人類一直致力于以模型化方法解決各領域面臨的問題，信息化領域也不例外。在全球范圍的信息系統理論研究和工程實踐中，Rational Software 軟件開發人員開發了統一的軟件建模語言（The Unified Modeling Language，UML），為基于不同開發語言和技術架構的軟件系統建立了統一的模型語言。為了使軟件系統設計更加科學規范，卡耐基梅隆大學軟件工程研究所開發了軟件能力成熟度模型（Capability Maturity Model for Software，CMM）。為了實現軟件系統與績效、業務和服務等目標的更好融合，美國開發聯邦企業架構（Federal Enterprise Architecture，FEA）為聯邦政府提供了業務、績效與技術的通用定義和架構。

在我國，20世紀80年代初期，錢學森從社會形態和開放復雜巨系統的高度論述了社會系統，并將社會系統劃分為社會經濟系統、社會政治系統和社會意識系統三個部分。從實踐角度看，保證這三種系統建設協調發展的就是社會系統工程。錢學森由此進一步提出解決社會系統工程問題需要采用定性與定量相結合的綜合集成方法。席廣亮通過大數據技術構建了城市規劃評估框架，對城市發展進行綜合評估。隨著大數據和數字經濟時代的到來，信息技術及信息網絡空間成為經濟社會發展的重要推動力，單志廣等基于三元空間理論創建了數字經濟發展評價體系，以評價和促進數字經濟質量效益的提升。

（二）模型的定義與運行機理

1. 模型的定義

本文中所定義的模型由物理世界和信息世界構成。模型的架構如圖1所示。

一是物理世界。為有效刻畫物理世界的構成與運行，物理世界分為政務系統、對象系統和問題目標系統，以全面呈現其結構與機理。政務系統指各級黨政機關在一定的時間與空間范圍內，合法合規地利用行政資源履行經濟調節、社會管理、市場監管和公共服務等職能。對象系統指國民經濟各行業領域中的各類市場主體、社會組織和自然人，利用市場與社會資源開展經濟、社會、文化和生態等行為，該系統反映了各行業領域對象的狀態和訴求。政務系統和對象系統均包含主體、行為、客體、時間和空間等要素。政府部門、市場主體和自然人均作為主體通過各自的行為對客體產生影響。

問題目標系統由問題與目標兩個要素構成。問題反映對象系統資源配置的低效和行業運行的無序。問題與目標一一對應，問題是目標尚未實現的程度，目標則是問題解決的程度。問題分為不同的層級，包括表象、癥結和根源問題。

二是信息世界。信息世界是物理世界在信息空間的映射，分為政務信息系統和對象信息系統。政務信息系統是政務部門所使用的信息系統，是提高政務部門履職效能的工具和手段；而對象信息系統是經濟社會各主體使用的信息系統，提升各主體生產經營與管理效能，促進個人行為便捷化和智能化。

2. 信息機制

信息機制是信息系統影響物理世界的載體和手段，包括感知、認知和控制三大機制。感知是客觀事物通過感覺器官或工具設備在人腦或系統中的直接反映。認知是客觀世界向感知系統輸入信息，經過大腦中的感知系統加工形成感知輸出，在大腦中形成對世界的認識。控制是感知、認知完成后的具體執行機制。常見的信息機制如表1所示。

3.模型的構建、運行與評價

以解決對象系統的社會問題為出發點①，利用新一代信息技術構建與物理世界相對應的信息世界②。利用信息機制與體制創新對物理世界中難題解決的倍增和放大效應③，促進政務系統內部、對象系統內部，以及政務系統和對象系統之間的協作④，提升政府監管服務履職效能，改善對象系統的運行狀態，解決對象系統出現的問題⑤。其中，政務系統通過“監測”和“對策”兩大功能實現與對象系統的交互④。監測包括發現、預測、預警、評估和判定等行為，由感知與認知等機制實現。對策包括決策、執行和監督三種行為，由認知與控制機制實現。“監測-對策”發現物理世界中經濟社會中的問題，分析判斷根源癥結，制定解決問題的方案并執行，對執行效果進行評價。最后，通過①②③④⑤的反復循環運行，社會秩序得到優化、市場資源配置效率得到提升。

模型的評價基于“設計—運行—評估—反饋”模式。在模型設計完成后，將基于“新制度”與“新信息機制”設計而生成的“新數據”作為模型的輸入，經過模型加工處理后形成新輸出數據，進而根據新輸出的數據對模型中問題的解決程度進行評估，并將評估結果進行反饋。如果評估結果顯示問題得到了緩解或改善，說明該模型及其制度與信息機制的創新設計有效，評估反饋為“正反饋”，那么該模型將持續運行下去，直到問題被徹底解決；反之，則說明此次模型設計失敗。

（三）模型的屬性

1.通用性

模型適用于政府管理、公共服務、社會治理、產業發展與技術創新等領域，能夠有效刻畫各領域的主要要素、關鍵特性、重要行為和問題目標，并通過新的機制創新或制度安排等有效解決各領域問題。

2.完備性

模型的構成組件包括物理世界、信息世界以及與其相對應的四大系統，完整地刻畫了現實世界的組成結構和關聯關系，為模型的運行提供了基礎。模型的運行以問題為出發點，通過制度機制創新、信息系統建設和各系統交互協作，經過多次循環執行后，以行業領域問題得以解決為最終目標，符合物理世界的運行邏輯、行為原理和規范準則。

3.系統性

模型對社會問題的解決進行系統性、全要素和多維度考量。模型以體制機制和相應信息機制的創新為核心，利用新一代信息技術有效地集成了細分子領域的法律法規、管理辦法、技術工藝、標準規范和區域環境稟賦等專業知識，強化對行業領域人員和組織的自動化、智能化控制，進而構建出切實有效的信息化解決方案，以解決行業領域內日益綜合化、復雜化和融合化的社會難題。

（四）水環境保護模型示例

當前，我國水環境保護領域面臨著一系列挑戰。首先，傳統化工企業污染整治陷入瓶頸，面臨著保護修復資金投入不穩定和生態修復基礎理論、機理和技術不強等問題。此外，重點流域治理效果提升緩慢，治理效果的脆弱性、反復性、不穩定、不均衡等頑癥時有發生。同時，我國從水資源保護、水污染治理、污水排放管理和區域協同治理等方面持續加大水環境保護力度，隨著新一代信息技術應用加快推進，水環境保護也進入數字化應用新階段，水環境保護領域精細化、專業化和知識化特征日益明顯。然而，水環境保護領域的大量專業知識極具行業特點和區域特征，目前仍處于“離散化”和“分割化”狀態，需要得到快速有效的集成應用。因而，水環境保護模型的構建顯得格外迫切和重要（如圖2所示）。通過模型的運行和應用，可為水環境保護工作提供指導和支持，推動該領域的發展與進步。

從水環境保護模型可以看出，工業園區清潔生產難以真正落實是水環境保護領域的根源問題之一，這一問題的核心在于經濟利益問題，即企業為追求利潤的最大化而選擇偷排污水。因此，要重點加強與經濟利益相關的制度機制的改革創新，從制度設計上堵住企業違法的閘口。

依托模型開展水環境保護信息機制創新：一是新增留痕機制。在生產中，企業必須對原材料、配料、工作人員、生產工藝、生產設備、產品以及所產生的廢棄物和污水等所有對象的全生命周期信息進行留痕記錄，并重點記錄和存儲廢棄物和污水從產生到被處理的全過程時空軌跡信息。利用留痕機制，可以對污水和廢棄物處理過程進行驗證、還原和追溯，對排放污染物和廢水的企業和個人進行精準識別與定位，這將有助于水環境保護監測、執法和追責的可操作性和可實施性。二是新增預置機制。水環境管理系統需要預置程序性和描述性的水環境管理知識。前者包括法律法規、技術工藝和標準規范等，后者描述水環境保護科學原理、數學模型和應急管理處置方法等內容。只有將水環境保護領域已有的專業化知識通過信息機制實現快速高效集成，才能在實際工作中做到精準識別、提前預判、仿真模擬、快速處置和科學決策，復雜的水環境保護工作也才會落到實處。

四、模型的推廣應用建議

一是統籌體制機制創新與信息技術創新。體制機制的創新是解決社會問題的關鍵核心，也是重點和難點。信息技術與信息機制是非常重要且行之有效的解決問題的手段和工具，信息技術的創新與應用為解決社會難題提供了極具價值的可行性路徑，因此，解決社會問題需要體制機制、信息技術及信息機制創新的緊密結合，相輔相成，共同作用。

二是加強政府部門與市場主體的協同。社會問題的解決需要政府部門和社會主體共同作用才能加以解決，不能是任何一方的“獨角戲”。過去電子政務階段，由于政府信息化系統功能有限、市場主體信息系統建設尚未大規模開展以及雙方對接數據標準不統一等問題，導致政府與市場雙方的信息系統無法順暢對接，從而影響了整體社會信息化建設的效能。為了更好地解決社會問題，政府與市場雙方需要在管理體制和信息化建設兩個層面上實現從溝通協作向深度融合轉變，真正做到“你中有我，我中有你”。只有實現互相依存與互利共贏，政府與市場才能共同為解決社會問題做出積極貢獻。

三是強化信息化建設領域中綜合集成方法的應用和復合型人才的培養。經濟社會發展面臨的諸多問題的解決方案和路徑，不是一個主體、一個部門單獨就能駕馭完成的，需要運用基于信息技術的綜合集成方法，有效促進各個行業領域多年積累下來的專業化知識實現有效融合與利用。為此，建議在信息化方案的頂層設計中重視、培養和使用更多既具備信息技術理解與能力、又熟悉各行業領域專業知識的復合型人才，他們將有能力應對更復雜的社會問題，并在未來的信息化建設中發揮更積極的作用。

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（作者單位：國家信息中心信息化和產業發展部）