一、内涵特征
（一）内涵
智慧城市是新一代信息通信技术与城市经济社会发展深度融合，促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式，也是物理世界与数字世界相互映射、协同交互的城市新形态。智慧城市由物理设施(建筑、市政工程、公用设施等)、数字空间(通信、算力、数据、算法等)和社会人文生态组成，运用通信连接、数据、智能等技术手段，实现对城市实时动态的感知、分析、协调，并能对城市治理和公共服务等作出智能响应，实现城市健康运行和可持续发展。
（二）特征
智慧城市的发展具有数字化、网络化和智能化的特点，具体体现为数字化，支撑运营效率提升、网络化支撑领域应用流程优化、智能化支撑跨域业务流程重构，具有以下三个方面驱动因素。
1.城市应用驱动
智慧城市通过数字化支撑城市功能各板块单领、基础性、事务性的应用融合，以应用为基础，大幅提高了城市治理与服务的效率，同时为城市各领域的服务和管理标准化奠定了基础。
2.互联网体验驱动
随着互联网特别是移动互联网的发展，智慧城市通过新兴技术实现了对政务业务流程优化、对外服务层面跨领域的应用集成并得到有效推广，基于互联网的用户体验需求进一步被重视，推动公共服务水平进一步提高。
3.数据驱动
随着智慧城市的推进，数字化、智能化建设模式逐步向跨部门横向系统的数据融合和业务融合转型，融合后的数据促使城市物理世界与数字世界相互交叉映射，两者逐步交融，支撑实现城市治理、公共服务供给体系和产业发展三个方面的重构。
二、发展现状
（一）国外现状
国外智慧城市经过不断演变和发展，经历了技术驱动、城市主导、创新共享三个阶段。美国、欧盟、日本、新加坡等国家和地区进行了有益的探索与尝试。
1.美国
高度重视智慧城市建设，先后发布了《白官智慧城市行动倡议》、《美国创新战略》等指导政策，将智慧城市作为美国所需重点发展的九个创新方向之一，规划描绘了智慧城市发展的愿景、面临的挑战以及重点措施。其中纽约重点建设智慧物联、智能扩展的“无线城市”；旧金山、波士顿等城市大力发展充电设施，推广电动汽车的使用，提供大数据能源实时数据和节能建议。
2.欧盟
积极推出“智慧城市和社区开拓计划”“智慧城市和社区欧洲新伙伴行动”等多项计划，旨在推进能源、交通、综合基础设施等建设，重点关注信息技术在构建绿色低碳的城市环境以及交通、医疗等民生服务领域中的作用。伦敦推出以市民为中心等七大发展方向，以扩大信息技术就业岗位数量、缓解就业压力等方式，带动企业与市民参与到智慧城市建设中来。阿姆斯特丹智能城市建设以可持续化发展为主，包括可持续性生活、可持续工作、可持续性交通、可持续性公共空间等四个方面。
3.日本
政府积极推动智慧城市建设，从顶层设计、政策支持、法律保障等方面，重点推动建设智慧城市；政府各部门在智慧城市各个领域有着明确的分工，注重于实现节省能源的"3E"( Energy Security，Environment， Efficiency)标准和“低碳可持续”发展的智慧化，重点以基础设施建设为核心，对交通、农业、公共健康、能源等领域通过新型技术进行整合，其"i-Japan"战略启动了横滨市、丰田市、京都市和北九州市等四个试点。
4.新加坡
新加坡推出"信息通信2025计划"“人工智能计划”等数十项举措，围绕智慧国家战略，成立了智慧国家及数字政府工作小组，对数字经济、智慧政府、基础设施等多个领域进行了详细部署，旨在通过信息通信技术促进经济增长与社会进步。
（二）国内现状
我国积极推进智慧城市建设，不断吸收运用新理念新技术新模式，完善有关政策体系，深化创新实践。
1.政策支持
我国近年来出台了《关于促进智慧城市健康发展的指导意关于进一步加强城市规划建设管理工作的若于意见》、《推进智慧交通发动计划(2017-2020年)(教育信息化2.0行动计划》等一系列相关政策，强调建设新型示范型智慧城市，聚焦示范区辐射带动作用，推动相关技术产业绿色协调发展，完善智慧城市发展顶层设计。
2.发展阶段
总体来看，我国智慧城市发展大体上经历了四个阶段。
第一阶段为探索实践期：从2008年底智慧城市概念提出到2014年8月。主要特征：各部门、各地方按照自己的理解来推动智慧城市建设，相对分散和无序。
第二阶段为规范调整期：从2014年8月至2015年12月。主要特征：成立了国家级“促进智慧城市健康发展部际协调工作组”，各部门不再单打独斗，开始协同指导地方智慧城市建设。
第三个阶段为战略攻坚期：从2015年12月到2017年12月。主要特征：提出了“新型智慧城市”理念并上升为国家战略，智慧城市成为国家新型城镇化的重要抓手，重点以政务信息系统整合共享推动打破信息孤岛和数据分割。
第四个阶段为全面发展期：从党的十九大召开到现在。主要特征：各地新型智慧城市建设加速落地，建设成果逐步向区县和农村延伸。
3.城市建设
截至2020年底，所有副省级以上城市、超过89％的地级及以上城市均提出建设智慧城市。
北京：发布了《智慧北京行动纲要》，旨在通过城市智能运行、市民数字生活、企业网络运营、政府整合服务等四个方面提升智慧城市建设水平;
上海：出台了《关于进一步加快智慧城市建设的若干意见》，聚焦政务服务“一网通办”、城市运行“一网统管”、全面赋能数字经济三大建设重点，加快推进新一轮智慧城市示范引领、全面建设，不断增强城市吸引力、创造力、争力。
深圳：出台《关于新型智慧城市建设总体方案》指出，坚持全市“一盘棋”“一体化”建设原则，实现“六个一” 发展目标，即 “一图全面感知、一号走遍深圳、一键可知全局、一体运行联动、一站创新创业、一屏智享生活”，建成国家新型智慧城市标杆市，达到世界一流水平。
4.总体成效
党的十九大提出建设智慧社会，智慧社会是智慧城市概念的中国化和时代化，更加突出城乡统筹、城乡融合发展，为深入推进新型智慧城市建设指明了发展方向。
“十三五”期间，我国智慧城市建设取得了显着成效。城市服务质量治理水平和运行效率得到比较大的提升，人民群众的获得感、幸福感、安全感不断增强。
2020年初，政府积极建设智慧城市对暴发的新冠肺炎疫情防控方面发挥了积极作用，多地通过网格化管理精密管控、大数据分析精准研判、移动终端联通民心、城市大脑综合指挥构筑起全方位、立体化的疫情防控和为民服务体系，显着提高了应对疫情的敏捷性和精准度。
三、产业生态
（一）产业架构
新一代信息技术正被广泛应用于智慧城市，智慧城市生态体系在分层解耦、能力开放、新技术应用的背景下不断完善、演进，可分为终端感知层、传输网络层、平台层、应用生态层以及保障体系五个部分。
1.终端感知层
终端感知层通过对终端内嵌通信模块，以有线或无线的方式接入网络，为人与物、物与物之间的连接提供终端感知，包括移动数据传感载体、智能终端和传感器件等，构成动静结合、地上地下空间一体的统一信息采集、传输和管理体系。
统一感知体系包括移动数据传感载体、各类智慧终端以及传感器件等。
移动数据传感载体包含无人机、无人车、无人船等；智慧终端包含手机、智能摄像头、智能井盖、智能路灯等；传感器则包含各类传感器件（如热敏元件、光敏元件、磁敏元件等）、RFID标签、二维码标签等。
智能充电设备作为城市交通能源的供给网络，也是智慧城市终端层的重要组成部分，合理高效的充电基础设施建设运营有助于提升整体城市运行效率，为绿色、环保的智慧城市建设助力。
2.传输网络层
传输网络层致力于构建超宽、安全、可靠、高效、低时延的高速信息网，分为有线网络与无线网络，主要包括5G、固定宽带、第五代全光网等，是千行百业联结的基石。
智慧城市大量的个人、办公、市政、工业生产、交通物流等数据一般存储在云数据中心或者边缘节点，海量实时的数据交互需要极高的传输速率和极低的时延。对于智能家居、智能电网、环境监测、智能农业和智能抄表等业务，需要网络支持海量设备连接和大量小数据包频发；超高清赛事直播、3D观影、视频监控和移动医疗等业务需要超大的传输带宽;车联网和工业控制等业务则要求毫秒级的时延和接近100％的可靠性。
3.平台层
平台层连接应用场景与技术底座，为上层应用系统提供共性技术和业务协同能力支撑，可以实现对计算、网络、存储、数据、安全、灾备的统一管理和统一服务，支撑智慧城市集约化建设，涵盖政务云平台、数据平台、应用支撑平台等几个方面。
政务云平台：依托智慧城市云数据中心建设，基于云计算技术和理念，实现对计算资源、存储资源、网络资源、安全资源、灾备资源的统一管理和统一服务，支撑政务信息系统集约化建设，赋能各领域业务应用，为政府打造智能高效的运行管理平台，为市民提供便捷统一的生活服务门户。
数据平台：是新型智慧城市的核心，一般指城市大数据平台，基于非关系型数据库、分布式并行计算以及机器学习深度挖掘等大数据存储、计算和分析等关键技术，汇聚处理来自政府部门、城市物联网、互联网、企业和市民等数据，包含数据平台层、数据资源层、数据服务层。其中，数据平台层提供分布式计算与存储、分布式并行数据库等大数据基础能力、并提供网络爬虫、大数据共享交换等工具；数据资源层提供资源编目、大数据治理与管控等能力；数据服务层将数据可视化，提供API(应用程序接口)服务能力。
应用支撑平台：是为建设统一应用的支撑服务平台，为智慧城市建设和运行提供重要的能力支。建设人工智能平台、虚拟现实平台、地理信息平台、区块链平台、物联网平台等为主的应用支撑服务平台，为上层应用系统提供共性技术支撑和业务协同支撑。
4.应用生态层
应用生态层涉及实际应用场景的使用，是智慧城市最终应用成效展示的窗口，分为政务决策、公共服务、产业经济等多个方面，核心场景包括：
一是智慧政务。以"互联网+政务服务"为抓手，建成多方参与、网上联动、对象申报、政府联审、监察监督、公众评价的线上线下一体化政务服务体系。实现智慧化的OA系统、“一网通办”系统、机关事务智慧管理平台的建设，同时推动政府工作科学化、标准化、智能化，进一步提高政府工作的透明度和公信力。
二是智慧城管。包括建设数字化城市管理平台，实现城市各类资源的高度共享、各业务单元的协同联动、快速反应和精确管理，全局统筹指挥、独立全面过程监督考核，面向行动、支撑一线，以人为本、强化服务的智能化城市管理模式，使城市管理更加高效。
三是智慧综治。指城市综合治理水平，通过建立网格化服务管理平台，以推进信息化建设为前提，加强组织保障建设为关键，实现城乡社区网格化服务管理体系全覆盖，加强和创新城乡社区网格化服务管理。
四是智慧社区。是智慧城市的基本组成单元，对外承载着与城市的信息互联功能，满足政府、企业和个人对社区内部信息的需求，对内承担着社区信息采集、转换、处理的功能，并与社区基础设施实现连接，满足各环节在高效、节能和环保运行过程中对信息的需求。
五是智慧环保。以完善环境感知监控网络建设为目标，实现对环境要素监测监控全覆盖及预警体系建设。建设污染源信息化管控系统，通过模型分析和预测，量化污染源对周边生态环境的影响程度，提出合理的管控方案，为污染事故的处置提供可靠资料。建设环保民生服务提供面向公众、企业等不同对象的便捷化环保信息服务。
5.保障体系
为保证智慧城市运行的互联互通、信息安全和便捷运维，需要建立标准规范、信息安全及运行维护三大保障体系。其中信息安全在城市高度数字化的发展进程中尤为重要，通过采取必要的措施，识别、监测、防御、处置对城市关键信息基础设施系统、网络和数据的攻击、入侵、扰、破坏和非法使用以及意外安全事故，使城市重要的信息系统和网络处于稳定运行状态，使城市重要数据资产具有完整性、保密性、可用性。
（二）生态特点
1.单领域融合：打破物理空间界限
智慧城市助力单领域信息流通，将打破物理空间束缚、延伸城市服务边界。如同空气、阳光、水是人类生命三要素一样，5G、云、AI等作为新技术、新模式彼此之间交互融，逐步夯实智能城市的技术底座。通过万物互联、数据流通、全栈智能加速城市要素的数字化和城市业务的智能化，实现城市无形资源跨城市高速流通，例如远程医疗(医生经验)、在线教育(知识传播)、软件在线开发(智力资源)等。
2.虚拟现实结合：数字孪生技术
物理城市和虚拟数字城市的相互映射和协同交互，形成真正意义上“数字孪生体”。以往智慧城市的建设过程中往往存在“头痛医头，脚痛医脚”的现象，容易形成以技术方案解决眼前问题的路径依赖。
当前，多行业积极探索的数字卫生理念也逐步引入智慧城市，三维BIM、高精地图、仿真建模、CIM等技术的应用将在城市物理空间和数字空间之间构建起更为畅通的“数据、服务、价值”互动通道。基于数字模型的仿真与模拟将常态化，只要物理实体存在，模型就会在全生命周期中处于活跃态，通过虚拟“数字桥”与现实“真实桥”结合，二者可通过无线传感网、物联网连起来，形成“数物融合”的互动。比如，重载车通过物理桥之前，先通过计算仿真手段在数字桥上走一遍，若测算出危险，即可预先知晓，寻求预案。
3.多领域融合：智慧城市建设迈向跨域群智
智慧城市建设通过业务融合、技术融合和数据融合，支撑城市从单域智能到城市群智的升级，实现跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务的协同管理和服务。智慧城市的建设是根据城市功能和地理区位、经济和生活水平，按照智慧城市发展的成熟度、智慧度不同，让每个城市的智慧程度逐级跃迁、有序推进，渐进达到更高的智慧化水平。
三、典型城市应用案例
（一）广东：“粤省事”实现民生服务指尖办理
从出生证、驾驶证到护照和港澳通行证等电子证明开通，缴纳交通罚款到领取公积金，开具电子税票到办理残疾人证等各项证明，查询公务员招聘信息到举报身边的消防隐患，这些与群众日常生活息息相关的民生政务服务，都可以在广东省推出的“粤省事”移动政务服务平台上指尖办理。
自2018年5月上线以来，“粤省事”迅速成为广东人最喜欢的小程序之。截至2020年4月12日，“粤省事”累计实名用户4115万，公众号粉丝845万，累计业务量66863万。上线事项1171项，零跑动958项，上线电子证照71个，每三个广东人就有一个在用“粤省事”。目前，“粤省事”已成为国内用户群体规模大、业务集成度高、应用便利、用户活跃度高的移动政务服务应用。
“粤省事”从用户思维出发，汇聚了包含户政、公积金社保、医保等领域高频服务事项，先后推出了公安、人社、教育、法律、粤港澳大湾区、智慧出行、少数民族等服务专区，将群众“点餐”与政府“上菜”相结合，实现政务服务精准供给。与此同时，在充分发挥“数字政府”一体化平台优势和数据基础上，各地也结合实际对“粤省事”服务开展创新，上线了更多与群众日常生活密切相关的服务，有效提升了平台在地市服务群众的广度和深度。
（二）深圳：数字平台赋能深圳城市智慧
深圳市智慧城市发展水平位于全国前列，智慧城市建设为深圳的发展带来强劲增长动力。深圳市人民政府印发《关于新型智慧城市建设总体方案》提出，到2020年，实现“六个一”发展目标，即“一图全面感知、一号走遍深圳、一键可知全局、一体运行联动、一站创新创业、一屏智享生活”，建成国家新型智慧城市标杆市，达到世界一流水平；并全面推进城市治理、居民生活、产业发展等全方位数字化转型。
深圳市通过数字技术激活城市智慧，实现人便于行、物畅其流，搭载大数据、人工智能等技术，逐步帮助城市构建云、物联网、数据湖、人工智能、视频云等五大智慧城市关键部分，带动实体经济向好发展，全产业生态向数字化、智能化演进。
深市政府管理服务指挥中心是智慧深圳和深圳数字政府的大脑，是智慧城市构建的核心，它收集来自不同智慧系统的数据和信息，实现跨政府部和行业的事件处理和工作协同，对城市运行状态实行监测预警，并在重大隐患显现或者重大事件发生时，进行协同指挥。通过自有的物联网、大数据、人工智能和云计算等技术，从前端感知、数据传输、大脑决策，再到行动指挥实现闭环，让整个城市有机地运行起来。
（三）上海：社会治理精细化
上海市政府落实政务服务“一网通办”、城市运行“一网统管”，夯实城市大脑、信息设施、网络安全三大基础保障，结合长三角一体化战略，切实提升城市精准治理水平。
1.推进政务服务“一网通办”
一是政务流程再造。从以政府部门管理为中心向以用户服务为中心转，梳理优化部门内部操作、办事及处置流程。
二是开展"互联网+政务服务“。开发”一网通办"总门户功能，推出移动端随申办市民云，已上线8个常用服务场景，连接19个部门、16个区，提供200多项服务。
三是开通便捷的公共服务。推动医疗教育、养老、文化、旅游、体育等重点领域的智能服务普惠应用，推进卫生信息互联互通互认，促进医疗服务精准化，探索医保支付方式创新，提升养老助残托幼等信息化服务能力。
2.城市运行“一网统管”
一是一体化城市运行体系，依托电子政务云，形成跨部门、跨层级跨区域的协同运行体系。
二是快速响应和高效联动处置，开展城市运行数据分析，综合研判，增强城市综合管理的监控预警、应急响应和跨领域协同能力。
三是"智慧公安+精准警务"。实施科技强警，再造现代警务流程，切实提高数据利用能力，推动信息新技术在大人流监测预警、城市安防、打击犯罪上，构筑全天候全方位安全态势。
四是城市运行与应急保障，在给排水、燃气、电力、城市建设领域，推动物联传感、智能预测应用；建设食品药品信息追溯体系和公共卫生预警体系；推动实时数据分析、计算机视觉等在智能交通领域的应用，实现消防、防灾减灾、安全生产、危险化学品管理等城市安全重点领域全环节全过程预警监管处置；实时获取、分析和研判城市生态环境保护数据;运用“社区云”建设数字化社区便民服务中心。
（四）浙江：数据智能赋能浙江政府数字化转型
浙江省政府打造高效数字化政府，是利用大数据、人工智能等技术驱动政府理念、业务流程和治理方式的全方位、系统性创新。其中推行"互联网+政务服务“和”新型智慧城市"建设是政府数字化转型的两个重要方向。
浙江数字政府“办事端”以"政务服务AP+支付宝小程序+移动办公“作为载体，运用移动技术、人工智能、风险管控、区块链等技术，结合城市服务平台，形成一体化政务服务”办事端“平台。在新冠疫情防控期间，浙江”网上通“ ”掌上办"人数明显增加，从200年1月31日到2月9日，短短10天时间，金华全市线上通过各类App办理的交管业务超过32.4万笔，业务办理量同比增长22倍
截至2020年3月底，浙政钉(浙江省公务员办公端App)已覆盖133万激活用户、93万日活跃用户、26万组织、32万工作群，汇聚1000个移动应用，已成为全国最大的政务移动办公平台。浙政钉的层级扁平化、沟通多点化，大大提升了浙江省重点工作落实效率，省级的任务下发和反馈由以往的几天级迅速压缩为分钟级，效率提高近百倍。近一年的运营数据显示：使用浙政钉消息到达率100％，确认率96.78％，工作效能提升了50％;利用浙政钉召开电话会议3875次、视频会议7676次，节约会议准备时间近2万小时。
在智能交通方面，杭州城市大脑立足本地实际需求，利用数据和算法优化信号灯路口1300个，覆盖杭州大约四分之一路口，创新了不同的交通智能用途，极大推进了交通治理体系智慧化和治理能力现代化建设。
（五）重庆：智慧社区综合应用
作为智慧社区的管理者和服务者，某物业公司较早运用技术集成线上平台和App应用端，通过充分理解客户痛点洞察需求，打通社区用户“最后一公里”，创造新应用新场景，已经运用于全国73个城市近1000个项目的智慧社区运营服务。
电梯、消防等社区设施的健康维护对客户有至关重要的影响，管理者通过自主研发的一套物联网应用系统( FM＆RBA)来进行智能化管理。FM( Facility Management)设施设备管理系统是将每台设施设备赋予唯一ID号码，从入库一刻就将设备“生老病死”过程中所产生的基础数据、维修保养等，纳入全生命周期管理系统中。RBA( Remote Building Automation)即远程楼宇设备自控系统，为设备提供“贴身管家”服务，实时读取数据、自动生成运行记录，同步通过云平台自动生成工单推送至员工App进行实时维护。