智慧城市的概念最早由IBM在1992年提出，2008年前后开始得到世界各国和地区的广泛关注，美国、欧盟、日本、韩国、新加坡、印度等先后开展智慧城市实践。中培李老师指出，在目前的实践中各国对智慧城市这一概念并无统一的定义，从信息技术、经济社会、城市动态发展等不同角度有不同的解读。一般而言，智慧城市的本质是一个城市信息系统，在城市内部实现信息的产生、收集、传递、运用、反馈，使用ICT技术使城市要素和城市服务更加智能、互联、高效，进而实现感知化、互联化、智能化的城市。

自2013年以来，我国政府通过一系列政策文件的发布，逐步构建了有关智慧城市的宏观政策体系(如图一所示)。2016年《政府工作报告》明确提出“打造智慧城 市，改善人居环境”。近年来，国务院及各部委相继出 台的关于大数据、“互联网+”、物联网、云计算、宽 带中国、电子商务、信息消费、信息惠民、智能制造、 大众创业万众创新、PPP(公私合作)的政策文件，大多通过城市开展落地工作，使得智慧城市成为新时期政策红利形成叠加、集中释放的重要载体，为智慧城市的建设提供了新的发展视角和实现模式。

智慧城市是物联网、云计算、大数据、空间地理信息等新一代信息技术创新应用与城市转型发展的深度融合，促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式，体现了城市走向绿色、低碳、可持续发展的本质需求。建设智慧城市既是我国主动适应经济新常态、提升城市承载能力、促进经济提质增效、提高市民生活品质的现实需要，也是积极引领经济新常态，走中国特色新型城镇化道路，协同推进新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化和绿色化的战略抉择。在国家政策鼓励和城市发展现实需求的双重推动下，我国越来越多的城市将智慧城市列入重点工作，截至2014年底，全国所有副省级及以上城市、89%的地级及以上城市、47%的县级及以上城市都提出要建设智慧城市。

然而在智慧城市的建设热潮中，逐渐显现出“设计局限化、信息碎片化、建设空心化、安全脆弱化”的乱象。部分城市信息化基础较弱，智慧建设成熟度不高，平台化意识不强，互联互通、信息共享、业务协同的模式并未完全形成，在传统电子政务建设中未能彻底解决的一些老大难问题仍未得到解决，而且在大数据时代背景下更加凸显，影响了智慧城市的应用成效。这些问题的主要原因之一就是缺乏顶层设计和统一规划。对于智慧城市这一复杂巨系统，需要有顶层设计作为建设的蓝图。

国内外城市对智慧城市架构设计的研究和实践众多，对智慧城市顶层设计有一定的借鉴意义，但大多数实际上是单一视角的框架设计而非顶层设计，且大都处在探索阶段，尚未出现成熟、通用的方法。随着时间的推移，智慧城市的架构设计思路也在不断深化和扩展，可分为基于通信技术视角、基于数据视角、基于概念域视角、基于城市系统视角和综合视角等类别。

基于通信技术视角的架构设计

早期的智慧城市架构设计建立在ICT的基础上，主要聚焦技术架构，形式较为类似。从技术角度看，智慧城市的三层架构由下到上分别为数据层、应用层、用户接口层，另有一纵向管理层，为用户提供数据权限；另外一种五层金字塔架构，由下到上分别为基础设施层、数据资源层、智慧管理层、智慧接口层、智慧城市层(即系统集成层)；基于SOA的智慧城市又分为五层架构，由下到上分别为信息层、基础设施层、业务层、服务层和用户层。

基于数据视角的架构设计

数据在智慧城市中的作用日益受到重视。从应用的基础构建角度看，智慧城市可以划分为城市基础设施、高速网络和智慧数据资源；以标准、评价、安全和维护层面的智慧城市的六层架构，由下到上分别为数据获取层、数据传输层、数据可视化和存储层、支撑服务层、领域服务层、事件驱动的智慧应用层。

基于概念域视角的架构设计

基于概念域的探讨较为广泛，有些仅罗列了智慧城市的基本要素（分别为经济、治理、环境、人、移动性、生活），有些对要素间的相互关系进行了分析， 并提出了综合性的分析框架。从城市创新角度看智慧城市包括技术、组织、政策三要素，因此智慧城市不仅仅一个城市 “智慧”程度的状态，而是该城市使其自身变得“智慧”的努力。在此基础上，智慧城市的综合性分析框架的核心为技术、组织、政策，还包括治理、人群、经济、基础设施、自然环境。综合多种智慧城市要素，智慧城市概念域架构包括“一纵三横”，纵向为技术和数据层，横向分别为物理环境层、社会层和政府层，其中，技术和数据层包括ICT等技术、 数据和信息，物理环境层包括自然环境、生态可持续、城市基础设施，社会层包括知识经济、商业环境、人力资源和创新力、治理与合作，政府层包括制度法规、城市治理、公共服务。

基于城市系统视角的架构设计

从城市信息系统视角出发的智慧城市的五层架构模型，由下到上分别为自然环境、基础建设、资源、服务和社会系统；从城市生态系统视角智慧城市包含七层城市创新生态系统模型，并与经济、技术、社会问题相结合，由下到上分别为城市层、绿色城市层、互联层、智能设备层、开放整合层、应用层、创新层，通过关键绩效指标法对可持续性进行评定并反馈；借鉴综合微观分析方法的智慧城市系统的五维度模型，包括发展战略维度、社会活动维度、经济活动维度、基础支撑维度、城市空间维度，其中发展战略维度位于理念层，社会活动维度和经济活动维度位于活动层，基础支撑维度和城市空间维度位于物理层。

综合视角的架构设计

智慧城市六大体系的架构模型，包括三个横向体系--基础要素体系、运行管理体系、公共 服务体系，两个纵向体系--技术支撑体系、法律保障体系，以及一个引导整体的评估体系；基于EA的智慧城市架构模型，由下到上为保障体系、运行体系、应用体系和产业体系、智慧城市领域，其中应用体系包括基础设施层和应用层，各体系间相互关联；环状的智慧城市架构模型，由内到外为数据平台层、业务应用层、空间规划层、实施保障层；屋型智慧城市架构模型，由下到上为城市基础设施平台、信息支撑技术平台、城市要素、智慧化运营管理和综合决策、城市愿景，纵向支撑为保障机制、技术标准和指标指数测评体系。

钱学森院士于1985年就已提出将城市作为一个整体来研究，开辟城市学学科，并提出城市是一个复杂的巨系统，要用系统科学的方法对城市进行研究。戴汝为院士提出数字城市也是一类开放的复杂巨系统。

在数据时代，智慧城市与外部环境随时产生物质流、信息流、资金流、人才流的交换，且对人类生活产生巨大影响，智慧城市本身不是子系统的单纯组合而是一个协调发展的整体，其中子系统数量繁多、联系紧密且层次复杂，因此智慧城市也具备复杂巨系统的特征。系统方法是现代科学思维的基本方法，以系统理论为基础，将研究对象作为动态整体加以研究。这种思维方法是目前人类掌握的最高级、最科学的思维方式。智慧城市是一项复杂的系统工程，其顶层设计应运用系统思维方法。智慧城市作为复杂巨系统，系统要素繁多、系统结构复杂，难以将目标全部准确量化，没有唯一的最优解决方案，且受到人类活动、行政人员意志的直接影响。智慧城市顶层设计过程是涉及多领域知识、社会理论和信息技术相结合的过程，智慧表现为对知识、信息的综合集成，相比之下从定性到定量的综合集成方法具有较大借鉴意义。

在智慧城市架构设计过程中，具体体现为:由信息化、管理学、业务领域等各方面专家组成的专家群依据经验知识和城市现状，提出智慧城市建设的愿景目标，明确问题，并对解决问题的途径提出假设;对智慧城市系统进行建模，输入城市现状系统模型和建设需求，输出智慧城市架构设计模型，通过对模型的研究进而对实际城市系统进行研究，建模过程既需要统计数据、资料以及通过数据挖掘分析得到客观的理性知识，也需要重视不同领域专家群的经验与感性认识;对系统模型进行仿真分析，并依据分析结果进行系统优化，通过反复分析实现从定性认识上升到定量认识;将优化所得的定量结果提交专家群分析判断，验证经验性假设的正确性，如果不正确需再调整模型，并重复上述过程，直到得出较优的解决方案，形成结论和政策建议。

结语

智慧城市架构设计这一概念得到高度关注，但是目前各界对于这一概念还处于初步探索阶段，具有影响力的、成熟的相关研究成果并不多，现有研究成果的理论性和系统性有待进一步提升。在我国智慧城市架构设计热度极高但研究和实践尚不成熟的情况下，需要研究一套适合国情的，具有可复用、松耦合、高扩展性、易于理解、指导性强等特点的科学的方法体系，对智慧城市架构设计进行指引。

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