智慧城市的概念最早由IBM在1992年提出，2008年前后開始得到世界各國(guó)和地區(qū)的廣泛關(guān)注，美國(guó)、歐盟、日本、韓國(guó)、新加坡、印度等先后開展智慧城市實(shí)踐。中培李老師指出，在目前的實(shí)踐中各國(guó)對(duì)智慧城市這一概念并無統(tǒng)一的定義，從信息技術(shù)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)、城市動(dòng)態(tài)發(fā)展等不同角度有不同的解讀。一般而言，智慧城市的本質(zhì)是一個(gè)城市信息系統(tǒng)，在城市內(nèi)部實(shí)現(xiàn)信息的產(chǎn)生、收集、傳遞、運(yùn)用、反饋，使用ICT技術(shù)使城市要素和城市服務(wù)更加智能、互聯(lián)、高效，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)感知化、互聯(lián)化、智能化的城市。

自2013年以來，我國(guó)政府通過一系列政策文件的發(fā)布，逐步構(gòu)建了有關(guān)智慧城市的宏觀政策體系(如圖一所示)。2016年《政府工作報(bào)告》明確提出“打造智慧城 市，改善人居環(huán)境”。近年來，國(guó)務(wù)院及各部委相繼出 臺(tái)的關(guān)于大數(shù)據(jù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、寬 帶中國(guó)、電子商務(wù)、信息消費(fèi)、信息惠民、智能制造、 大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新、PPP(公私合作)的政策文件，大多通過城市開展落地工作，使得智慧城市成為新時(shí)期政策紅利形成疊加、集中釋放的重要載體，為智慧城市的建設(shè)提供了新的發(fā)展視角和實(shí)現(xiàn)模式。

智慧城市是物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、空間地理信息等新一代信息技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用與城市轉(zhuǎn)型發(fā)展的深度融合，促進(jìn)城市規(guī)劃、建設(shè)、管理和服務(wù)智慧化的新理念和新模式，體現(xiàn)了城市走向綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展的本質(zhì)需求。建設(shè)智慧城市既是我國(guó)主動(dòng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)新常態(tài)、提升城市承載能力、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)提質(zhì)增效、提高市民生活品質(zhì)的現(xiàn)實(shí)需要，也是積極引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)新常態(tài)，走中國(guó)特色新型城鎮(zhèn)化道路，協(xié)同推進(jìn)新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和綠色化的戰(zhàn)略抉擇。在國(guó)家政策鼓勵(lì)和城市發(fā)展現(xiàn)實(shí)需求的雙重推動(dòng)下，我國(guó)越來越多的城市將智慧城市列入重點(diǎn)工作，截至2014年底，全國(guó)所有副省級(jí)及以上城市、89%的地級(jí)及以上城市、47%的縣級(jí)及以上城市都提出要建設(shè)智慧城市。

然而在智慧城市的建設(shè)熱潮中，逐漸顯現(xiàn)出“設(shè)計(jì)局限化、信息碎片化、建設(shè)空心化、安全脆弱化”的亂象。部分城市信息化基礎(chǔ)較弱，智慧建設(shè)成熟度不高，平臺(tái)化意識(shí)不強(qiáng)，互聯(lián)互通、信息共享、業(yè)務(wù)協(xié)同的模式并未完全形成，在傳統(tǒng)電子政務(wù)建設(shè)中未能徹底解決的一些老大難問題仍未得到解決，而且在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下更加凸顯，影響了智慧城市的應(yīng)用成效。這些問題的主要原因之一就是缺乏頂層設(shè)計(jì)和統(tǒng)一規(guī)劃。對(duì)于智慧城市這一復(fù)雜巨系統(tǒng)，需要有頂層設(shè)計(jì)作為建設(shè)的藍(lán)圖。

國(guó)內(nèi)外城市對(duì)智慧城市架構(gòu)設(shè)計(jì)的研究和實(shí)踐眾多，對(duì)智慧城市頂層設(shè)計(jì)有一定的借鑒意義，但大多數(shù)實(shí)際上是單一視角的框架設(shè)計(jì)而非頂層設(shè)計(jì)，且大都處在探索階段，尚未出現(xiàn)成熟、通用的方法。隨著時(shí)間的推移，智慧城市的架構(gòu)設(shè)計(jì)思路也在不斷深化和擴(kuò)展，可分為基于通信技術(shù)視角、基于數(shù)據(jù)視角、基于概念域視角、基于城市系統(tǒng)視角和綜合視角等類別。

基于通信技術(shù)視角的架構(gòu)設(shè)計(jì)

早期的智慧城市架構(gòu)設(shè)計(jì)建立在ICT的基礎(chǔ)上，主要聚焦技術(shù)架構(gòu)，形式較為類似。從技術(shù)角度看，智慧城市的三層架構(gòu)由下到上分別為數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層、用戶接口層，另有一縱向管理層，為用戶提供數(shù)據(jù)權(quán)限；另外一種五層金字塔架構(gòu)，由下到上分別為基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)資源層、智慧管理層、智慧接口層、智慧城市層(即系統(tǒng)集成層)；基于SOA的智慧城市又分為五層架構(gòu)，由下到上分別為信息層、基礎(chǔ)設(shè)施層、業(yè)務(wù)層、服務(wù)層和用戶層。

基于數(shù)據(jù)視角的架構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)在智慧城市中的作用日益受到重視。從應(yīng)用的基礎(chǔ)構(gòu)建角度看，智慧城市可以劃分為城市基礎(chǔ)設(shè)施、高速網(wǎng)絡(luò)和智慧數(shù)據(jù)資源；以標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)、安全和維護(hù)層面的智慧城市的六層架構(gòu)，由下到上分別為數(shù)據(jù)獲取層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)可視化和存儲(chǔ)層、支撐服務(wù)層、領(lǐng)域服務(wù)層、事件驅(qū)動(dòng)的智慧應(yīng)用層。

基于概念域視角的架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于概念域的探討較為廣泛，有些僅羅列了智慧城市的基本要素（分別為經(jīng)濟(jì)、治理、環(huán)境、人、移動(dòng)性、生活），有些對(duì)要素間的相互關(guān)系進(jìn)行了分析， 并提出了綜合性的分析框架。從城市創(chuàng)新角度看智慧城市包括技術(shù)、組織、政策三要素，因此智慧城市不僅僅一個(gè)城市 “智慧”程度的狀態(tài)，而是該城市使其自身變得“智慧”的努力。在此基礎(chǔ)上，智慧城市的綜合性分析框架的核心為技術(shù)、組織、政策，還包括治理、人群、經(jīng)濟(jì)、基礎(chǔ)設(shè)施、自然環(huán)境。綜合多種智慧城市要素，智慧城市概念域架構(gòu)包括“一縱三橫”，縱向?yàn)榧夹g(shù)和數(shù)據(jù)層，橫向分別為物理環(huán)境層、社會(huì)層和政府層，其中，技術(shù)和數(shù)據(jù)層包括ICT等技術(shù)、 數(shù)據(jù)和信息，物理環(huán)境層包括自然環(huán)境、生態(tài)可持續(xù)、城市基礎(chǔ)設(shè)施，社會(huì)層包括知識(shí)經(jīng)濟(jì)、商業(yè)環(huán)境、人力資源和創(chuàng)新力、治理與合作，政府層包括制度法規(guī)、城市治理、公共服務(wù)。

基于城市系統(tǒng)視角的架構(gòu)設(shè)計(jì)

從城市信息系統(tǒng)視角出發(fā)的智慧城市的五層架構(gòu)模型，由下到上分別為自然環(huán)境、基礎(chǔ)建設(shè)、資源、服務(wù)和社會(huì)系統(tǒng)；從城市生態(tài)系統(tǒng)視角智慧城市包含七層城市創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)模型，并與經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、社會(huì)問題相結(jié)合，由下到上分別為城市層、綠色城市層、互聯(lián)層、智能設(shè)備層、開放整合層、應(yīng)用層、創(chuàng)新層，通過關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)法對(duì)可持續(xù)性進(jìn)行評(píng)定并反饋；借鑒綜合微觀分析方法的智慧城市系統(tǒng)的五維度模型，包括發(fā)展戰(zhàn)略維度、社會(huì)活動(dòng)維度、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)維度、基礎(chǔ)支撐維度、城市空間維度，其中發(fā)展戰(zhàn)略維度位于理念層，社會(huì)活動(dòng)維度和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)維度位于活動(dòng)層，基礎(chǔ)支撐維度和城市空間維度位于物理層。

綜合視角的架構(gòu)設(shè)計(jì)

智慧城市六大體系的架構(gòu)模型，包括三個(gè)橫向體系--基礎(chǔ)要素體系、運(yùn)行管理體系、公共 服務(wù)體系，兩個(gè)縱向體系--技術(shù)支撐體系、法律保障體系，以及一個(gè)引導(dǎo)整體的評(píng)估體系；基于EA的智慧城市架構(gòu)模型，由下到上為保障體系、運(yùn)行體系、應(yīng)用體系和產(chǎn)業(yè)體系、智慧城市領(lǐng)域，其中應(yīng)用體系包括基礎(chǔ)設(shè)施層和應(yīng)用層，各體系間相互關(guān)聯(lián)；環(huán)狀的智慧城市架構(gòu)模型，由內(nèi)到外為數(shù)據(jù)平臺(tái)層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、空間規(guī)劃層、實(shí)施保障層；屋型智慧城市架構(gòu)模型，由下到上為城市基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)、信息支撐技術(shù)平臺(tái)、城市要素、智慧化運(yùn)營(yíng)管理和綜合決策、城市愿景，縱向支撐為保障機(jī)制、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)指數(shù)測(cè)評(píng)體系。

錢學(xué)森院士于1985年就已提出將城市作為一個(gè)整體來研究，開辟城市學(xué)學(xué)科，并提出城市是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng)，要用系統(tǒng)科學(xué)的方法對(duì)城市進(jìn)行研究。戴汝為院士提出數(shù)字城市也是一類開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)。

在數(shù)據(jù)時(shí)代，智慧城市與外部環(huán)境隨時(shí)產(chǎn)生物質(zhì)流、信息流、資金流、人才流的交換，且對(duì)人類生活產(chǎn)生巨大影響，智慧城市本身不是子系統(tǒng)的單純組合而是一個(gè)協(xié)調(diào)發(fā)展的整體，其中子系統(tǒng)數(shù)量繁多、聯(lián)系緊密且層次復(fù)雜，因此智慧城市也具備復(fù)雜巨系統(tǒng)的特征。系統(tǒng)方法是現(xiàn)代科學(xué)思維的基本方法，以系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)，將研究對(duì)象作為動(dòng)態(tài)整體加以研究。這種思維方法是目前人類掌握的最高級(jí)、最科學(xué)的思維方式。智慧城市是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其頂層設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)用系統(tǒng)思維方法。智慧城市作為復(fù)雜巨系統(tǒng)，系統(tǒng)要素繁多、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以將目標(biāo)全部準(zhǔn)確量化，沒有唯一的最優(yōu)解決方案，且受到人類活動(dòng)、行政人員意志的直接影響。智慧城市頂層設(shè)計(jì)過程是涉及多領(lǐng)域知識(shí)、社會(huì)理論和信息技術(shù)相結(jié)合的過程，智慧表現(xiàn)為對(duì)知識(shí)、信息的綜合集成，相比之下從定性到定量的綜合集成方法具有較大借鑒意義。

在智慧城市架構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，具體體現(xiàn)為:由信息化、管理學(xué)、業(yè)務(wù)領(lǐng)域等各方面專家組成的專家群依據(jù)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)和城市現(xiàn)狀，提出智慧城市建設(shè)的愿景目標(biāo)，明確問題，并對(duì)解決問題的途徑提出假設(shè);對(duì)智慧城市系統(tǒng)進(jìn)行建模，輸入城市現(xiàn)狀系統(tǒng)模型和建設(shè)需求，輸出智慧城市架構(gòu)設(shè)計(jì)模型，通過對(duì)模型的研究進(jìn)而對(duì)實(shí)際城市系統(tǒng)進(jìn)行研究，建模過程既需要統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、資料以及通過數(shù)據(jù)挖掘分析得到客觀的理性知識(shí)，也需要重視不同領(lǐng)域?qū)＜胰旱慕?jīng)驗(yàn)與感性認(rèn)識(shí);對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真分析，并依據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，通過反復(fù)分析實(shí)現(xiàn)從定性認(rèn)識(shí)上升到定量認(rèn)識(shí);將優(yōu)化所得的定量結(jié)果提交專家群分析判斷，驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)性假設(shè)的正確性，如果不正確需再調(diào)整模型，并重復(fù)上述過程，直到得出較優(yōu)的解決方案，形成結(jié)論和政策建議。

結(jié)語

智慧城市架構(gòu)設(shè)計(jì)這一概念得到高度關(guān)注，但是目前各界對(duì)于這一概念還處于初步探索階段，具有影響力的、成熟的相關(guān)研究成果并不多，現(xiàn)有研究成果的理論性和系統(tǒng)性有待進(jìn)一步提升。在我國(guó)智慧城市架構(gòu)設(shè)計(jì)熱度極高但研究和實(shí)踐尚不成熟的情況下，需要研究一套適合國(guó)情的，具有可復(fù)用、松耦合、高擴(kuò)展性、易于理解、指導(dǎo)性強(qiáng)等特點(diǎn)的科學(xué)的方法體系，對(duì)智慧城市架構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行指引。

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