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和地區的廣泛關注，美國、歐盟、日本、韓國、新加坡、印度等先后開展智慧城市實踐。中培李老師指出，在目前的實踐中各國對智慧城市這一概念并無統一的定義，從信息技術、經濟社會、城市動態發展等不同角度有不同的解讀。一般而言，智慧城市的本質是一個城市信息系統，在城市內部實現信息的產生、收集、傳遞、運用、反饋，使用ICT技術使城市要素和城市服務更加智能、互聯、高效，進而實現感知化、互聯化、智能化的城市。

自2013年以來，我國政府通過一系列政策文件的發布，逐步構建了有關智慧城市的宏觀政策體系(如圖一所示)。2016年《政府工作報告》明確提出“打造智慧城 市，改善人居環境”。近年來，國務院及各部委相繼出 臺的關于大數據、“互聯網+”、物聯網、云計算、寬 帶中國、電子商務、信息消費、信息惠民、智能制造、 大眾創業萬眾創新、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，為智慧城市的建設提供了新的發展視角和實現模式。

智慧城市是物聯網、云計算、大數據、空間地理信息等新一代信息技術創新應用與城市轉型發展的深度融合，促進城市規劃、建設、管理和服務智慧化的新理念和新模式，體現了城市走向綠色、低碳、可持續發展的本質需求。建設智慧城市既是我國主動適應經濟新常態、提升城市承載能力、促進經濟提質增效、提高市民生活品質的現實需要，也是積極引領經濟新常態，走中國特色新型城鎮化道路，協同推進新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化和綠色化的戰略抉擇。在國家政策鼓勵和城市發展現實需求的雙重推動下，我國越來越多的城市將智慧城市列入重點工作，截至2014年底，全國所有副省級及以上城市、89%的地級及以上城市、47%的縣級及以上城市都提出要建設智慧城市。

然而在智慧城市的建設熱潮中，逐漸顯現出“設計局限化、信息碎片化、建設空心化、安全脆弱化”的亂象。部分城市信息化基礎較弱，智慧建設成熟度不高，平臺化意識不強，互聯互通、信息共享、業務協同的模式并未完全形成，在傳統電子政務建設中未能徹底解決的一些老大難問題仍未得到解決，而且在大數據時代背景下更加凸顯，影響了智慧城市的應用成效。這些問題的主要原因之一就是缺乏頂層設計和統一規劃。對于智慧城市這一復雜巨系統，需要有頂層設計作為建設的藍圖。

國內外城市對智慧城市架構設計的研究和實踐眾多，對智慧城市頂層設計有一定的借鑒意義，但大多數實際上是單一視角的框架設計而非頂層設計，且大都處在探索階段，尚未出現成熟、通用的方法。隨著時間的推移，智慧城市的架構設計思路也在不斷深化和擴展，可分為基于通信技術視角、基于數據視角、基于概念域視角、基于城市系統視角和綜合視角等類別。

基于通信技術視角的架構設計

早期的智慧城市架構設計建立在ICT的基礎上，主要聚焦技術架構，形式較為類似。從技術角度看，智慧城市的三層架構由下到上分別為數據層、應用層、用戶接口層，另有一縱向管理層，為用戶提供數據權限；另外一種五層金字塔架構，由下到上分別為基礎設施層、數據資源層、智慧管理層、智慧接口層、智慧城市層(即系統集成層)；基于SOA的智慧城市又分為五層架構，由下到上分別為信息層、基礎設施層、業務層、服務層和用戶層。

基于數據視角的架構設計

數據在智慧城市中的作用日益受到重視。從應用的基礎構建角度看，智慧城市可以劃分為城市基礎設施、高速網絡和智慧數據資源；以標準、評價、安全和維護層面的智慧城市的六層架構，由下到上分別為數據獲取層、數據傳輸層、數據可視化和存儲層、支撐服務層、領域服務層、事件驅動的智慧應用層。

基于概念域視角的架構設計

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（分別為經濟、治理、環境、人、移動性、生活），有些對要素間的相互關系進行了分析， 并提出了綜合性的分析框架。從城市創新角度看智慧城市包括技術、組織、政策三要素，因此智慧城市不僅僅一個城市 “智慧”程度的狀態，而是該城市使其自身變得“智慧”的努力。在此基礎上，智慧城市的綜合性分析框架的核心為技術、組織、政策，還包括治理、人群、經濟、基礎設施、自然環境。綜合多種智慧城市要素，智慧城市概念域架構包括“一縱三橫”，縱向為技術和數據層，橫向分別為物理環境層、社會層和政府層，其中，技術和數據層包括ICT等技術、 數據和信息，物理環境層包括自然環境、生態可持續、城市基礎設施，社會層包括知識經濟、商業環境、人力資源和創新力、治理與合作，政府層包括制度法規、城市治理、公共服務。

基于城市系統視角的架構設計

從城市信息系統視角出發的智慧城市的五層架構模型，由下到上分別為自然環境、基礎建設、資源、服務和社會系統；從城市生態系統視角智慧城市包含七層城市創新生態系統模型，并與經濟、技術、社會問題相結合，由下到上分別為城市層、綠色城市層、互聯層、智能設備層、開放整合層、應用層、創新層，通過關鍵績效指標法對可持續性進行評定并反饋；借鑒綜合微觀分析方法的智慧城市系統的五維度模型，包括發展戰略維度、社會活動維度、經濟活動維度、基礎支撐維度、城市空間維度，其中發展戰略維度位于理念層，社會活動維度和經濟活動維度位于活動層，基礎支撐維度和城市空間維度位于物理層。

綜合視角的架構設計

智慧城市六大體系的架構模型，包括三個橫向體系--基礎要素體系、運行管理體系、公共 服務體系，兩個縱向體系--技術支撐體系、法律保障體系，以及一個引導整體的評估體系；基于EA的智慧城市架構模型，由下到上為保障體系、運行體系、應用體系和產業體系、智慧城市領域，其中應用體系包括基礎設施層和應用層，各體系間相互關聯；環狀的智慧城市架構模型，由內到外為數據平臺層、業務應用層、空間規劃層、實施保障層；屋型智慧城市架構模型，由下到上為城市基礎設施平臺、信息支撐技術平臺、城市要素、智慧化運營管理和綜合決策、城市愿景，縱向支撐為保障機制、技術標準和指標指數測評體系。

錢學森院士于1985年就已提出將城市作為一個整體來研究，開辟城市學學科，并提出城市是一個復雜的巨系統，要用系統科學的方法對城市進行研究。戴汝為院士提出數字城市也是一類開放的復雜巨系統。

在數據時代，智慧城市與外部環境隨時產生物質流、信息流、資金流、人才流的交換，且對人類生活產生巨大影響，智慧城市本身不是子系統的單純組合而是一個協調發展的整體，其中子系統數量繁多、聯系緊密且層次復雜，因此智慧城市也具備復雜巨系統的特征。系統方法是現代科學思維的基本方法，以系統理論為基礎，將研究對象作為動態整體加以研究。這種思維方法是目前人類掌握的最高級、最科學的思維方式。智慧城市是一項復雜的系統工程，其頂層設計應運用系統思維方法。智慧城市作為復雜巨系統，系統要素繁多、系統結構復雜，難以將目標全部準確量化，沒有唯一的最優解決方案，且受到人類活動、行政人員意志的直接影響。智慧城市頂層設計過程是涉及多領域知識、社會理論和信息技術相結合的過程，智慧表現為對知識、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。

在智慧城市架構設計過程中，具體體現為:由信息化、管理學、業務領域等各方面專家組成的專家群依據經驗知識和城市現狀，提出智慧城市建設的愿景目標，明確問題，并對解決問題的途徑提出假設;對智慧城市系統進行建模，輸入城市現狀系統模型和建設需求，輸出智慧城市架構設計模型，通過對模型的研究進而對實際城市系統進行研究，建模過程既需要統計數據、資料以及通過數據挖掘分析得到客觀的理性知識，也需要重視不同領域專家群的經驗與感性認識;對系統模型進行仿真分析，并依據分析結果進行系統優化，通過反復分析實現從定性認識上升到定量認識;將優化所得的定量結果提交專家群分析判斷，驗證經驗性假設的正確性，如果不正確需再調整模型，并重復上述過程，直到得出較優的解決方案，形成結論和政策建議。

結語

智慧城市架構設計這一概念得到高度關注，但是目前各界對于這一概念還處于初步探索階段，具有影響力的、成熟的相關研究成果并不多，現有研究成果的理論性和系統性有待進一步提升。在我國智慧城市架構設計熱度極高但研究和實踐尚不成熟的情況下，需要研究一套適合國情的，具有可復用、松耦合、高擴展性、易于理解、指導性強等特點的科學的方法體系，對智慧城市架構設計進行指引。

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