我國經(jīng)過改革開放以來30多年的發(fā)展，中國城市化步伐不斷加快，每年有1500萬人口進入城市。到2025年，中國將會有近三分之二的人口居住在城市，中國已經(jīng)進入到了一個城市社會?！督鹑跁r報》2010年9月21日報道：1980年中國城市人口比例僅20%，而到2010年這一比例達到45%，是世界上城市人口最多的國家。城市化雖然帶來了人民生活水平的提高，但城市要保持可持續(xù)發(fā)展卻越來越受到各種因素的制約，需要轉方式、調結構、改變生活方式、不斷解決突發(fā)性事件等問題。
第一，城市保持經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展急需轉變增長方式，突破增長極限。城市發(fā)展日益受到土地、空間、能源和清潔水等資源短缺的約束，城市人口膨脹、環(huán)境保護等問題面臨的壓力也越來越大。2007年我國石油、天然氣的人均儲量分別只有世界人均水平的7.35%和7.13%，而2006年我國單位GDP能耗則是日本的5.5倍，美國的3.7倍。最近的一項調查顯示，到2009年底北京市常住人口已達1972萬人，人均水資源占有量僅為全國平均水平的10%，而人口仍在以每年60萬的速度增加，已經(jīng)陷入“大城市病”困擾。在城市環(huán)保方面，《2005年全國城市環(huán)境管理與綜合整治年度報告》顯示，全國509個城市中生活污水集中處理率為零的城市有178個，生活垃圾無害處理率為零的城市有130個，在293個地級以上城市中，危險廢物集中處理率為零的城市有80個。2006年全年發(fā)生嚴重環(huán)境污染事故161起，環(huán)境投訴達60萬人次。這些問題使用傳統(tǒng)的技術和管理方法已經(jīng)難以有效解決，而目前發(fā)達國家正在研究如何創(chuàng)新性地使用新一代信息技術、知識和智能技術手段來重新審視城市的本質、城市發(fā)展目標的定位、城市功能的培育、城市結構的調整、城市形象與特色等一系列現(xiàn)代城市發(fā)展中的關鍵問題，特別是通過智慧傳感和城市智能決策平臺解決節(jié)能、環(huán)保、水資源短缺等問題?！爸腔鄢鞘小闭n題正是基于這個背景提出，其必要性和緊迫性十分明顯。
第二，城市經(jīng)濟發(fā)展的可持續(xù)性要求產業(yè)升級和結構調整。城市必須擁有一批在未來具有核心競爭力的產業(yè)，才能具有經(jīng)濟的可持續(xù)性和發(fā)展?jié)摿?。但我國目前大部分城市的支柱產業(yè)都是資源密集和勞動密集型產業(yè)，缺乏核心技術和優(yōu)勢品牌。隨著勞動力成本的不斷增加，我國必將逐步喪失競爭優(yōu)勢，資本將會向勞動力更廉價的國家轉移，這種動向已經(jīng)在沿海地區(qū)表現(xiàn)出來。其實我國城市是擁有非常豐富的人力資本和物質資源的，這也是跨國公司在我國大量興辦研究院的原因。只是由于國內各企業(yè)和高校各自為政，城市和城市之間沒有形成協(xié)同創(chuàng)新機制和平臺，因此整體創(chuàng)新能力較弱。智慧城市則可以通過技術手段的引入，以行業(yè)為單位建立虛擬和實體的創(chuàng)新協(xié)同機制(如智慧物流、智慧環(huán)保、智慧銀行和智慧醫(yī)院等)，整合不同行業(yè)之間的協(xié)同機制(如智慧交通和智慧城管等)，提升城市內部和城市之間的創(chuàng)新能力，推動產業(yè)升級和結構調整。[nextpage]
第三，城市發(fā)展必須適應工業(yè)化特別是后工業(yè)化后人們生活方式的改變。我國的城市發(fā)展是隨著近幾十年工業(yè)化步伐的加快而實現(xiàn)的，工業(yè)化在給我國人民帶來更多物質財富的同時也徹底改變了人們的生活方式。最突出的表現(xiàn)就是生活的社會化、國際化，通過社會分工和網(wǎng)絡化來為居民提供各種服務。但這就帶來了食品藥品安全、家政服務質量和人身安全、社區(qū)安全等問題，尤其是食品安全問題已經(jīng)越來越突出。
只有解決了這些關系民生的基本生活保障問題(如放心食品和藥品)，城市的發(fā)展才可能和諧。
但隨著城市規(guī)模日益擴大、流動人口增加和物流系統(tǒng)越來越復雜，傳統(tǒng)的由質檢部門和居委會進行管理的方式已經(jīng)難以勝任。城市必須利用新一代信息技術建立實時更新的控制和協(xié)調系統(tǒng)，實現(xiàn)智慧化管理才能與日益復雜的城市實體系統(tǒng)協(xié)調一致，達到現(xiàn)代人宜居的目標(如智慧社區(qū)等)。國外先進經(jīng)驗表明，城市的高宜居性，是穩(wěn)住和吸引高智能人才的重要條件之一。
第四，城市發(fā)展必須快速和妥善解決應急事件和突發(fā)性事件問題。經(jīng)濟發(fā)展帶來了我國經(jīng)濟的一體化和全球化，也帶來了惡性傳染病爆發(fā)、惡性犯罪事件的增加、國際恐怖主義的威脅等問題。為了防范和解決這類問題，智慧城市的引入可以在第一時間快速感知這些突發(fā)性事件，通過其智能化的調控能力和行為意識加快(由市長或由城市智能決策平臺)判斷和決策的準確性、有效性與及時性，實現(xiàn)不同行業(yè)和區(qū)域的協(xié)同和應對能力。同時也可以通過其“學習”能力，不斷提高處理應急事件和突發(fā)性事件的水平，使應急預案程序化、智能化。
技術是有效解決上述城市面臨問題的關鍵技術手段，它以信息、知識和腦力資源為支撐，通過透明、充分的信息獲取，廣泛、安全的信息傳遞，有效、科學的信息處理，均衡而有效地提高城市運行和管理效率，改善城市公共服務水平，從而跨越式地提高城市發(fā)展的創(chuàng)新性、有序性和持續(xù)性，形成低碳城市生態(tài)圈，構建城市發(fā)展的新形態(tài)，使整個城市像一個有智慧的人那樣，具有較為完善的感知、認知、學習、成長、創(chuàng)新、決策、調控能力和行為意識，使絕大多數(shù)市民都能享受到的服務和應用。
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