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（一）相关概念及智慧城市的内涵
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智慧城市是一个复杂的系统，人们对其有多种形式的理解。当前的研究者普遍认为，智慧城市有三个层次。基础层（第一层）是各种物理设备。人们利用遍布城市各处的传感器和智能设备，来收集城市运行中的各种数据信息。它们相当于人的感知器官的延伸。传输层（第二层）是网络，把监测到的信息在网络系统中传输和处理，实现人与人、人与物、物与物的连接，进而对整个城市的运行做整合、协调。最高层（第三层）是人的智慧，人们创新科技和管理，将智慧转化为城市发展的新动力，让城市具有更高的智能，使各系统和各个参与者高效协作。只有这三个层次三位一体，才能构成智慧城市；智慧城市的“智慧”是人赋予的，说到底是人的智慧，取决于人的智慧达到了怎样的层次。智慧城市能使我们的城市生活更加便利、美好。比如，在公共交通车辆和私家车中嵌入芯片进行实时数据采集，而后借由网络做信息沟通和响应，可加快应急救援，也可缓解交通拥挤问题；在患者病历卡里嵌入芯片，以后他到任何医院就医，医生都能查看其病史及近期检查结果，减少重复检验，还能与银行卡绑定，患者无须反复排队付费，甚至药品也可从集中配送中心直接送至患者家中；如果患者对某些药品有过敏反应，医生在开具处方时会得到实时预警……人们乐于听到有关智慧城市的种种技术及其应用层面的动人描述，视之为解决各种“城市病”的妙方良药。
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智慧城市本质上是一种城市发展的新思维和新模式，需要以新技术和知识型社会的创新作为智慧城市的两大支持。然而，不同的研究者对智慧城市的理念有不同的理解。巫细波和杨再高认为，智慧城市是物联网和互联网的简单相加（巫细波、杨再高，2010）；宋刚和邬伦认为，智慧城市建设不仅仅是物联网、云计算等新一代信息技术的应用，更是“创新2.0”（即面向知识社会以人为本的包括大众创新、共同创新、开放创新的下一代创新）的广泛应用（宋刚、邬伦，2012）。戴伟辉指出，情景感知和情感智能是智慧城市最核心的内容与功能（戴伟辉，2012）；吕康娟认为，智慧城市不仅仅是技术的集成，更是人类智慧地运用技术的最高体现，即将先进的技术广泛而智慧地应用于城市生产和生活的方方面面（吕康娟，2012）。
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从最基本的定义出发，理解智慧城市的关键是要把握什么是城市和什么是智慧。对城市的理解既要考虑空间交换，又要考虑社会与经济两方面；既要考虑贸易服务和生产等发生的真实环境，又要考虑虚拟空间。智慧是理解的能力，先是理解的能力，然后才是解决问题的能力。Pablo E.Branchi等（2014）学者认为，智慧城市是在可用的技术下，考虑到经济、社会与环境的可持续性，是人们能够共存的发展空间。在技术方面，为了表现得更加智能，并且具有理解能力，智慧城市通过感知和获取信息、处理数据并解决问题，使服务的效率得到极大提升。智慧城市是包含多种因素的复杂系统，Pablo E．Branchi等（2014）分别从闭环技术模型、链式决策系统和360°模型的角度来解读智慧城市的内涵。
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由人类需求引发科技应用的闭环技术模型如图1-1所示，居民的需求引发技术创新，技术应用得出结果，这个结果可能是正面的也可能是负面的，而这个结果反过来会进一步影响社会环境、城市能源和经济发展。
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图1-1 人类需求引发科技应用的闭环技术模型资料来源资料来源：Branchi等，2014：61-75。
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在以居民为核心、把人作为同一个出发点和终结点的模型中，需要找到能满足需求的解决方案。这些因素之间相互依赖，形成一个链式决策系统，如图1-2所示。链式决策系统以相互关联的方式，用技术来解决问题，但是它无法解释技术应用的原因、内容、地点以及它们对环境与人的影响。所以，在链式决策系统的基础上，考虑空间区域，就形成了360°模型。
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图1-2 链式决策系统资料来源资料来源：Branchi等，2014：61-75。
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如图1-3所示，360°模型描述了三个基本要素：环境、城市和居民。
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图1-3 360°模型资料来源资料来源：Branchi等，2014：61-75。
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居民的特定需求必须由城市来满足，通过与环境相互作用来获取或共享资源。技术能够在横向和纵向上对这三个元素发挥作用：居民和城市通过技术获取环境信息，同时技术能够解决管理问题并满足需求。
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由此可见，智慧城市的内涵表述有多种方式，但各种表达方式在对关键意义的理解上都是相通的，即都是围绕着市民如何创新和使用技术来更好地为城市发展服务。
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（二）智慧城市建设的行动框架
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在2012年第45届Hawaii国际信息科学会议上，来自加拿大的学者Hafedh Chourabi（拉瓦尔大学）、美国学者Taewoo Nam（纽约州立大学奥尔巴尼分校）和Shawn Walker（华盛顿大学）以及其他国家的一些学者，共同提出了智慧城市的8个要素和一个行动框架。8个要素包括管理和组织、技术、治理、政策环境、人和社区、经济、基础设施、自然环境。
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管理和组织：用户和组织的多元性，建设智慧城市必须有变革的意识、清晰可实现的目标，明确发展计划，形成一系列项目，由具有技术和管理能力的领导参与，由项目团队实施，并要有终端用户的参与。在良好沟通的基础上，建设者对现有业务流程进行改造，对人员进行培训，不断学习和积累相关的实践案例，推进科学的组织和管理。
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技术：智慧城市建设者依赖先进的信息技术，包括整合的硬件、软件和网络技术，帮助人们做出更多明智的决策，优化业务流程。信息与通信技术产业（ICT）是智慧城市的关键驱动力。但它是把双刃剑，在提高市民生活质量的同时也会增加不平等，扩大数字鸿沟。因此，特别需要跨职能和跨部门的合作，实现协同创新。
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治理：智慧城市的活动和项目涉及较多利益相关者，城市需要更多的法律、规定以及规范和授权来保证利益相关者之间的合作、政府作用的正常发挥以及合理的联盟结构，使利益相关者在不同的权限下工作并能联合。ICT催生了智慧治理，智慧治理不仅需要市民的参与、私人或公共机构的合作，也需要大数据的收集，并实现数据的传输、服务和交流整合。
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政策环境：影响ICT活动的不仅有法律法规，还有行为准则。成功地开展智慧城市活动的前提是必须先消除法律和管理上的障碍，同时约束每个ICT项目及其运行。
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人和社区：智慧城市的项目会影响居民的生活质量，鼓励居民参与城市的管理，培养见多识广、受过良好教育、参与度高的居民。人和社区之间应注意如下因素：数字鸿沟、信息和社区安保、沟通、合作等。
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经济：经济是智慧城市的主要驱动力，是衡量一个城市竞争力的关键指标。智慧城市的经济创新力包括创新、创业、商业品牌劳动力市场的生产性和灵活性、国内和全球市场的整合。智慧城市经济将带来诸如就业机会增加、劳动力发展、生产力提高等结果。
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基础设施：ICT基础设施包括无线设施（光纤通道、Wi-Fi网络、售货亭）以及具有服务导向的信息系统。基础设施需要跨政府地整合硬件、软件，并且具有较高的可获得性和兼容性，相关主体要有相关的知识，任何组织都需要具有系统整合的能力。尤其要做好系统的安全运营，在保证系统可访问性的同时，能够处理病毒，防止黑客入侵，保护个人隐私。而所涉及的运营、维护和培训的成本也是高昂的。