现代城市，不仅数量在增加，城市人口在激增，而且城市的概念也在扩展。当城市规模，特别是城市人口增加到一定程度以后，由此而带来的非经济性后果就会显现。很明显地就可看到，当人口增至百万时，城市的缺点明显上升，出现了住房紧张，交通拥挤，环境污染，能源、资源、用地、用水紧张和就业困难等问题。城市系统工程是一门交叉的综合性学科，在城市发展研究中具有重要意义。城市系统工程的一个研究任务就是从时间和空间上研究城市的发展变化规律，力求解决“城市病”。
城市系统工程的提出
从现有文献看，在国内类似城市系统工程的提法有城市科学、城市学等，而城市系统工程这一名词虽曾正式提出，但尚未引起足够重视。在国外，从掌握的资料也未看到以城市系统工程为题目的学科专业，但可发现一些以城市系统工程为主题的课程。
北京城市系统工程研究中心杨经良首提“城市系统工程”概念。他认为城市是一个以人为主体的,集约经济、集约科学文化的开放式社会系统。
吴良镛先生指出,对城市这一“复杂巨系统”,需要借助复杂性科学的方法论,从整体上进行探讨。
寇晓东、薛惠锋是国内不多见的专门从事城市系统工程研究的早期学者。他们认为城市系统工程是一门新兴交叉综合性学科,并提出了城市系统工程的理论框架。后来,他们基于WSR(物理—事理—人理)方法论进一步探讨城市发展。
值得一提的是，随着我国新型城镇化的不断推进，2015年中央城市工作会议时隔37年后在京召开。会议明确指出，城市工作是一个系统工程。会议强调要尊重城市发展规律，并明确了“五大统筹”任务。可以说，“以人民为中心”和“五大统筹”已逐渐深入人心。特别是“十四五”规划强调“坚持系统观念原则”。所以，开展城市系统工程学科建设非常有必要，也十分迫切。
城市系统工程的解读
每一门学科都有自己特定的研究对象，城市系统工程也不例外。通俗地说，城市系统工程就是运用系统工程的思想、观点、理论和方法来考察、分析和研究城市对象的一门学科。
研究城市问题的一个基本方法，就是用时空观的理念全面考察和认知一座城市。需要说明的是，空间观点一直是研究城市与城市问题的一个重要传统。地理学、经济学、社会学以及环境科学、区域科学等众多学科都把特定的空间作为自己的研究对象，城市系统工程在研究城市对象时需要从中吸取有益的养分。另外，时间观点也是系统工程学科的突出强调的。例如，动态系统是其基本概念，系统动力学是其重要分支。
研究城市系统工程的目的是推动城市发展。当前，我们处在新发展阶段，要坚持新发展理念，努力营造新发展格局。可以说，城市高质量发展是我们必须面对的重大课题。城市是高质量发展的主战场。虽然有学者试图从“五大发展理念”研究城市高质量发展，但对城市尺度而言，略显宏观。本文赞成从“三生”的视角去讨论。“三生”指的是“生产”、“生态”、“生活”。生产包括创业与创新；生态包括自然生态与社会生态；生活包括物质生活与精神生活。而且，城市高质量的发展应当达到生产、生态、生活相互协调、集成发展。
从更大的方面来看，生产、生态、生活相互协调、集成发展，是围绕经济、环境和社会三个系统及其关系展开，各系统间通过物质交换、能量流动与信息传播等方式进行互动与超循环，从而形成更高层次的集成系统。另外，城市作为经济高度活跃、人口活动集中的主要空间，也是周边地区社会经济、资源环境等要素集聚或扩散中心，也就是说，城市与周边地区有着密切交流。这样，经济系统、环境系统和社会系统之间相互联系、相互作用，同时三个系统形成一个整体，对外开放，与外界密切交流。可见，城市高质量发展集经济、环境和社会于一体的系统特征日渐明晰。
城市高质量发展不仅仅是在经济发展方面；而且，超越了经济发展、资源环境的零和关系，推动经济发展与资源环境耦合协调已达成共识；同时，城市高质量发展应坚持 “以人民为中心”的综合发展理念，以提高人居环境质量、实现公共服务均等化为基本导向，推进民生工作优质均衡发展。总之，坚持系统观念原则，把城市作为经济-环境-社会更高层次的集成系统，可很好地诠释城市高质量发展，它摆脱了单纯依靠粗放型资源开发及“唯GDP”论的发展思路，标志着城市经济发展、社会民生与资源环境协调共进、集成发展，最终达到“帕累托最优”状态。城市高质量发展应该是以经济发展质量为核心动力、以生态环境质量为空间支持、以人民高品质生活为主要目的理想状态，同时应突出经济、环境、社会三方面互依互存、协调共进的可持续发展理念。
关于城市系统工程学科的发展建议
以上是从城市系统的静态结构来讨论的。可以看到，已经涉及城市经济学、城市社会学、城市生态学、城市文化学等学科分支。其实，从城市系统的动态发展逻辑可以形成四个紧密相联的研究领域，即城市规划、城市设计、城市建设与城市管理。其中，城市规划和城市管理已发展成为较为成熟的学科专业。尽管我国城市科学研究会在成立之初就提出“城市科学是以城市为研究对象的综合性科学，是自然科学和社会科学的有机结合”，但限于理论性和学科的分散性，城市科学至今尚未形成完善的学科体系。而更多采用系统科学和复杂性科学的理论及方法工具，对城市发展进行全面和综合的研究的城市系统工程，具有理论与应用相结合的学科特性。可以说，城市系统工程是一门研究处理城市对象的方兴未艾的交叉综合性学科，其实质是结合城市科学思想与系统科学思想并在其指导下研究处理城市对象发展过程中问题的方法论。
总之，城市系统工程是一个有待深入开发和挖掘的新兴应用系统工程学科，具有重要的理论意义和实践价值。目前，我国发展交叉学科，新增交叉学科作为新的学科门类，即交叉学科成为我国第14个学科门类。而城市系统工程不失为一个特色鲜明和具有现实性的交叉学科，在此具有积累和优势的科研院所或高等学校应打破壁垒，积极自主设置“城市系统工程”交叉学科，为我国现代化建设做出新的更大贡献。
（作者杜栋系河海大学系统工程与管理创新研究中心主任，城市和区域高质量发展智库首席专家，中国系统工程学会决策科学专业委员会主任委员）
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