未来智慧城市的发展将走向何方?本文从智慧城市内涵、智慧城市巨系统、智慧城市顶层设计、物网融合、城市大脑、5G普及应用、大数据、数字孪生城市等多个方面加以分析预测。从理论创新到实践创新，智慧城市将走出我国技术自主可控之路。

一、智慧城市是人们对美好生活向往的期待

未来10年内，中国将有70%的人口生活在城市，而城市(城镇)创造了80%的国民收入、90%以上的财政收入，城市发展得好，经济发展才更有动力。未来10年，我国将实现从工业大国到工业强国的转变。城镇化带动了相关产业的发展，人们对美好生活的向往体现在最基本的吃、穿、住、用、行、教育、医疗、创业、就业等方面。但要注意，这些行业的健康发展都需要政府统一引导、监管。智慧城市可以看作是一项巨大的城市服务产品，而“产品”是否令人满意，体现在人们对城市的归属感上，体现在城市品质的提升上，也体现在城市产业经济发展上。

二、智慧城市的内涵将从信息通信跨界融合多个领域

从2008年开始，中国智慧城市的发展探索经历了数字城市发展阶段、智慧城市发展阶段、新型智慧城市发展阶段，以下统称为智慧城市。智慧城市的服务对象、服务内容非常广泛，但核心主线是“利用信息通信技术”提升城市服务质量。例如ITU-T(国际电信联盟电信标准化部门)将智慧可持续发展城市定义为“使用信息通信技术和其他手段改善生活质量、提高城市运营和服务效率以及城市竞争力，同时确保满足当代和后代的经济、社会、环境和文化方面需求的一种创新型城市”;ISO(国际标准化组织)将智慧城市定义为“在已建环境中对物理系统、数字系统和人类系统进行有效整合，从而为市民创造一个可持续、繁荣、具有包容性的未来”;而由我国国家信标委编制的《智慧城市术语》将智慧城市定义为“运用信息通信技术，有效整合各类城市管理系统，实现城市各系统间信息资源共享和业务协同，推动城市管理和服务智慧化，提升城市运行管理和公共服务水平，提高城市居民幸福感和满意度，实现可持续发展的一种创新型城市”。

可以看出，无论是国际组织还是国内组织，对智慧城市的理解都源于其本身的职责范围和研究方向。2016年之后，国家提出新型智慧城市概念，强调以数据为驱动，以人为本、统筹集约、注重实效，信息共享方式从运动式向依职能共享转变，推进方式逐步形成政府指导、市场主导的格局。未来10年，智慧城市的内涵将从信息通信技术为主融合跨界到政治、法律、管理制度、流程规范中，并从这些方面得到支撑和保障。

三、智慧城市的顶层设计回归城市巨系统理念

早在20世纪，钱学森就强调要把现代城市看作是开放的复杂巨系统。到目前为止，关于智慧城市巨系统，在众多咨询服务商、软件厂家、系统集成商中能够真正提供所有解决方案的几乎没有，因为它涉及的目标维度多、要素多以及自身内部关系复杂。因此在实际开展智慧城市顶层设计、建设实施时往往采取降维思路，比如落实三大目标：保稳定、保增长、保民生。保稳定需要政务系统，保增长需要推动智慧产业，保民生需要推出智慧民生系统，并且每年推出一些重点工程。

未来，业界对于智慧城市的探索将回归到城市巨系统，探讨在人类发展的技术经济主线上如何找到城市的当前发展位置。降维的根本前提是要找到社会发展的主脉络、总体趋势——从工业经济、数字经济到智能经济。其中数字经济对工业经济能起到带动作用，由此诞生了工业数字化、工业互联网、数字孪生工厂等。当前中国社会致力于打造数字经济，数字经济包含数字化、互联网&物联网、数字孪生三大阶段;智能经济对数字经济也起到了推动作用，比如通过智能装备实现自我数字化，AI网络、AI扫描形成数字孪生。虽然是巨系统，但是抓住其主要矛盾：满足三大目标、服务三大群体、做好长期演进就能做好智慧城市顶层规划和实施。

四、城市新型基础设施将是物网融合型的信息基础设施

IDC预测，2023年全球智慧城市技术相关投资将达到1894.6亿美元，中国市场规模将达到389.2亿美元。智慧城市相关底层技术包含：物联网数据采集终端及网络、数据互联互通、数据挖掘与大屏呈现、智慧城市展示中心、城市通信基础设施(5G、Wi-Fi、NB-IoT)、一卡通等。这些ICT范畴的技术依然会是智慧城市投资的主战场。

智慧城市基础设施如物联网、环境传感器、全光网络、5G全覆盖、人脸识别与物体识别摄像头、智能抄表、车联网等将是智慧城市的重点投向。城市要想高质量发展，就需要产生更多的财政收入满足城市建设需求，需要新的基础设施建设来提高城市的容量和服务水平。智慧城市基础设施将不再只是道路、高架桥、水电等，而是承载了城市管理的信息基础设施，这些信息基础设施将与物理基础设施逐步实现物网融合。

五、数字孪生城市是未来10年智慧城市的主要工作内容

工业经济时代经历了机械化、电气化、模拟电路三次工业革命，严格来说第四次工业革命已经属于数字经济范畴，是数字经济反作用于工业，实现再工业化的结果。第四次工业革命是工业制造设备的数字化，第五次工业革命是工业互联网与工业物联网，第六次工业革命是数字孪生制造。

数字孪生早期应用于高精密的工业制造业领域，要注意的是，只有个别工业领域已经走完了六次工业革命，比如飞机制造、发动机制造、芯片制造等高精尖领域。但是后来人们发现，不仅是制造业领域，数字孪生还可以拓展到智慧城市。BIM是数字孪生城市的萌芽，从BIM到CIM再到数字孪生，最后将城市元素的物理世界和数字世界进行孪生化，相当于再造一个城市。物理世界涵盖城市有形的物体，比如城市的三层空间内的虚拟化、数字化。

自然资源部办公厅在2019年1月印发了《智慧城市时空大数据平台建设技术大纲(2019版)》(以下简称《大纲》)的通知，提出时空大数据平台是智慧城市建设与运行的基础支撑，要做好与其他智慧城市建设项目的衔接。《大纲》指明，数字孪生可以大大提高城市的规划、设计、运营和维护质量。数字孪生其实就是在创造数字经济的总价值，数字孪生的根本目的不是为了城市形象展示或城市规划，而是产生新的应用、新的社会价值、新的生产力。而城市运营流程的数字孪生化主要是智慧政务、数字政务等内容。

六、数据产权立法将加快智慧城市进程

工业时代依靠物权法、民法通则可以确定产权，但是在数字经济时代，数据变成“物”，变成可以变现的资源，但是我们的立法体系中目前除了个人信息保护法、著作权法等以外，依然还没有与数字经时代相匹配的法律，导致产权不明晰。产权不明晰就无法确权，无法确权就无法交易，无法交易就无法正常流通，因此促进数据产权立法已是智慧城市建设重点内容。

哪些数据是公共数据必须公开和平等流转、共用，哪些是企业产权数据，哪些是个人数据，交易流程是什么?以医疗领域为例，一个城市有多家大型医院和社区医院，病人在多个医院就诊的数据和影像无法互通就会导致重复检查和误诊，对于病人的数据(比如病历、主诉、药方、检查单、化验单、医疗影像等)是属于医院还是属于病人，应该确权。如果确认为病人所有，那么病人拿着医保卡在任何一家医院都能调出数据。

何为智慧城市?如果仅是展示中心肯定是不行的，大数据的本质不仅是数据挖掘，更根本的是数据流动，只有服务于城市管理、民生、产业发展，才能发挥数据的最大价值。

七、城市大脑从1.0时代走向3.0时代

当前行业中所称的城市大脑，并不是真正意义上的城市大脑，大部分实践体现为对城市交通的管理，或者说是交通大脑，可以称之为城市大脑的1.0时代。

未来随着智慧城市的深入开展，将有更多的垂直领域开发为城市大脑。比如医疗行业的健康大脑可以在城市医院、疾控系统、社保中心、药店等系统中进行数据互通，从而可以及时分析判断城市中市民的健康状况，提出城市的健康发展政策和进行重大传染疾病应急指挥。城市生态大脑可以对城市环境传感器终端、卫星数据、气象数据、环境监测数据进行综合判断，并分析城市的生态质量，例如通过复杂科学管理手段分析环境生态数据可以预判雨季城市内涝点和进行灾情防备。城市舆情大脑可以实时分析城市内发生的公共事件的群体反应现状，并及时采取应急措施。

以上这些不同领域的城市大脑可以说是构成了城市大脑的2.0时代，但是2.0时代城市大脑相互之间缺乏互通。到了城市之间的各种垂直数据互联互通时，此时的城市大脑被称为3.0时代。但3.0时代的城市大脑还不具有人工智能的主动思考能力，只有到了4.0时代(预计在2030年后)，随着城市人工智能基础设施(无人驾驶、AI医疗、AI车间等)推广使用，城市大脑才具备主动思考能力。

八、5G推动智慧城市走向纵深领域

5G重点应用在智慧应用上，比如低时延促进车联网、无人驾驶等发展。未来的智慧城市能够实现车与车、车与路之间的实时动态交互，传递彼此的坐标位置、行驶速度、路径，可以有效避免交通拥堵。

数字经济时代是数据作为生产力第一要素的时代，5G扩大了数据流动的广度、深度，是数字经济建设的基础设施和助推器。而2030年后将是6G时代，也是人工智能在各行各业得以普及的时代，届时数字经济高度发达，并将由数字经济向智能经济过渡，产生4种价值环境下的指数式发展：人类数字世界、AI数字世界、人类物理世界、AI物理世界。

从前10年智慧地球理念的引入，到智慧城市在我国遍地开花;从政府主导到政府、国企与民企合建，社会化力量参建。后10年，我国智慧城市必将走上自主创新的蓬勃发展之路。