一、智慧城市建设的时代背景
1.中国城市化的利与弊
城市的出现以经济社会的发展为前提。从字面上解读，“城”代表了城市的承载功能；“市”则揭示出城市与经济的天然联系；活跃于“城”和“市”之间的是城市主体的人类活动。伴随着人类社会从农业社会、工业社会，再到信息社会的过渡，城市的发展也沿着农业化、工业化和信息化方向演进。
我国的城市化进程取得了举世瞩目的成就。城镇人口从建国初期的7，726万人，迅速扩张至2010年的66，557万人。城镇化率也从13.26%，跃升至近50%（如图 1所示）。其中，尤以20世纪90年代以后的发展速度为甚。
城市化是社会发展的必然趋势。“人们为了生活来到城邦，为了更好的生活留在城邦（亚里士多德）”。城市化对于提高了人们的物质文化生活、促进文明发展和经济繁荣作出了巨大的贡献。然而，正如一枚硬币存在正反两面，随着城市化进程的加速，城市人口快速膨胀，资源环境约束日益凸显，并由此引发出交通拥挤、能源短缺、环境污染、公用设施滞后等一系列问题。如何有效解决上述问题，是能否打破城市发展瓶颈，实现城市可持续发展的关键所在。
2.智慧城市是缓解城市矛盾的利器
当前我国城市发展面临的主要矛盾体现在两个方面：城市过快发展与承载能力不足之间的矛盾、城市服务管理水平与社会需求日益提高的矛盾。《国民经济和社会发展“十二五”规划》中明确指出，要遵循城市发展客观规律，注重以人为本，保障和改善民生；要科学发展，全面建成小康社会；要实现政府转型，建立服务性政府。
新技术、新应用的出现为缓解城市矛盾、实现国家战略目标带来了契机。中国以信息化为手段，实现了工业社会到信息社会的过渡。《中国信息社会发展报告2010》初步测算结果表明，目前中国整体上处于信息社会的准备阶段，正在向信息社会加速转型，上海、北京率先进入信息社会，信息技术也呈现加速扩散的态势，公众成为信息社会发展的最大受益者。
经历了电子城市、数字城市的发展历程，城市信息化将向着更高的发展阶段迈进。在探索城市发展新模式的道路上，智慧城市因其在发展理念能够实现社会、经济、资源环境的和谐发展，开启了具有普适性的城市信息化发展新思路。
根据世界银行的测算，一个百万人口以上的智慧城市的建成，在投入不变的条件下，实施全方位的信息管理将能增加城市的发展红利2.5到3倍，这意味着智慧城市可促进实现4倍左右的可持续发展目标，并且引领未来世界城市发展的方向。
二、基于智慧城市内涵的SMART框架概述
1.智慧城市内涵解读
“智慧城市”是信息化城市发展的高级阶段。“智慧”，强调事物能够迅速、灵活、正确的理解和处理的能力。智慧城市，就是要集聚人的智慧，赋予物以智能，两方面互存互动、互促互补，以实现经济社会活动最优化的城市发展新模式和新形态。
从基础准备来看，智慧城市的建设需要人、财、物等各个方面的支撑。一是具备较高信息化应用素养的城市管理者；二是保障智慧城市建设的充足资金；三是达到承载城市智慧运行要求的网络基础；
从实现路径来看，智慧城市需要开发和利用各类信息资源，通过推进基础性与应用型信息系统开发建设，并提供统一的应用平台，来实现资源的利用和整合；
从服务对象来看，政府、企业、市民、社会结构和团体是城市的主体参与者。智慧城市就是要随时随地、以尽可能低的成本、在最短的时间内为其提供优质的服务。
总体来说，智慧城市就是要利用新一代信息通信技术来感知、监测、分析、整合城市关键环节的信息资源，在此基础上对各种需求做出智能反应，使城市具备自组织、自优化功能，为城市服务对象创造一个绿色、和谐的环境，提供高效、便捷、个性化的服务。
2.SMART框架总体结构
纵观城市发展的历程，“以人为中心”始终是城市建设的根本。智慧城市的发展，其最终的落脚点也是为了更好地为人服务。智慧城市的内涵揭示出智慧城市发展的逻辑结构，这一结构可以用SMART框架进行很好的描述。“SMART”五个字母分别指代“服务”、“管理”、“应用”、“资源”和“技术”（如图2所示）。
该框架基于城市整体效益的提升，关注城市的管理和服务水平，将城市发展的基础、手段和目标融为一体，在设计上清晰地界定了城市建设的投入、产出以及绩效之间存在的因果关系。资源、技术的投入能够有效的促进产出和绩效的提升。整体来看，城市发展的最终导向取决于国家、城市的发展战略。
根据城市发展通用的SMART 框架，智慧城市的建设需要依托技术和数据资源，搭建公共信息平台，打破城市管理中的条块分割，实现管理的精细化、协同化，为市民、企业和机构提供优质、满意、高效的服务，反映了资源、政府、企业、市民等城市要素之间有序、有力、有效的协调互动程度。
三、SMART框架分块解读
SMART框架作为智慧城市的总体设计框架，由资源-技术通用框架、应用平台通用框架、智慧管理通用框架和智慧服务通用框架四个部分组成。
（1）资源-技术通用框架
资源可以分为自然资源、基础设施资源和信息资源三大类。资源的开发和利用是智慧城市建设的基础（如图3所示）。自然资源包括土地、能源、水资源等天然存在的资源。与智慧城市相关的基础设施资源主要包括网络基础设施、服务终端、防灾减灾设施等城市基础设施和公共服务设施。信息资源是指城市各项活动过程中产生的各种文字、数字、音像、图表、语言等一切信息，既包括人口信息、空间地理信息、法人信息、宏观信息，也包括用户生成的信息、通过感知系统采集到的各类信息。
基础设施资源，尤其是网络基础设施，包括各种传感网、有线宽带网和无线网络，是智慧城市建设的物质基础。信息资源的整合和利用是实现城市智慧管理和智慧服务的前提条件。当前城市管理活动中普遍存在资源分散、标准不统一等问题，造成信息共享和交换困难重重。因此，急需进行有效的数据元管理、制定统一的交换标准和流程优化标准，为智慧城市建设打造良好的信息资源基础。
技术是城市发展的重要驱动力，是资源和应用平台连接的桥梁。智慧城市建设的关键技术主要包括物联网、云计算、移动通信技术、下一代互联网技术等。各种技术和应用的融合，实现了信息的自动采集、传输和处理，是智慧城市的重要支撑。在智慧城市的建设过程中，需要综合考虑城市已有的资源、经济发展情况、成本控制等各项因素，有目的、有针对性的投入新技术的应用。
（2）应用平台通用框架
根据用户类型的不同，智慧城市的应用平台包括面向公众的公共服务平台以及面向企业的技术服务平台。面向不同服务对象、针对不同服务类型的平台在功能上应具有各自的特征。但平台总体框架应保持一致，以保证子系统之间信息的交互，促进机构间的协作。
应用平台通用框架以信息资源的流转方向为依据，从接入、传输、应用、支撑四个方面规定了通用的标准和规范，如图4所示。接入层应满足用户接入方式的多样化，支持个人电脑、智能终端、资助终端、虚拟桌面等多种接入方式；传输层致力于保证信息流通的及时性、稳定性；应用层和支撑层规定了通用的技术组件和软件系统。
（3）智慧管理通用框架
智慧管理是一个过程，而不是单纯的活动的集合，是指政府、厂商、科研机构、用户等参与的从规划、建设、运营维护到监督的一个完整的过程，该过程具备资源集约、公正透明、协同配合、决策支持、监督评价等特征。智慧城市的管理应立足于城市的宏观管理，包括智慧城市规划管理，运营管理和监督评价管理三个组成部分。
规划管理部分以国家、城市的智慧城市相关规划、政策法规为依据，对重大项目、重大工程进行的人力、资金、物资的计划、组织、协调和控制；运营管理涵盖了市容市政、城管执法、食品安全、供水供电、公共安全、道路运输、交通等多个领域，涉及运营管理模式、盈利模式、运营效果等具体内容；监督评价管理强调公众参与城市具体的管理活动，监督和评价智慧城市的管理效果。
（4）智慧服务通用框架
政府是城市活动的参与主体，也是城市服务的主要提供者，为企事业单位、个人提供办事服务、公共服务等。服务型政府是国家政府建设的战略目标，也是智慧服务的核心目标。
首先，根据政府服务的重点领域和相应的服务职能，对面向企业、市民的服务事项分别进行梳理，如表1所示；
其次，明确服务事项后，立足用户服务需求，结合已有信息资源和技术手段，确定统一的流程优化标准；
最后，从城市的实际情况出发，寻求最适合城市发展建设、与城市发展战略保持一致的最优服务方案，同时建立服务绩效评估体系，促进服务水平的持续改进。
四、基于SMART框架的城市智慧度改进路线
城市智慧度的改进生命周期分为五个部分：“战略规划”、“架构设计”、“投资”和“实施”和“效果评估”（如图5所示）。其中，图中红色虚线框内的内容为智慧城市的建设阶段。五个部分构成一个闭合的反馈环。依据效果评估结果，能够有针对性的了解智慧城市建设过程中的优势和不足，及时调整下一阶段建设的战略目标，确定建设的重点和方向，从而持续提升城市的整体经济效益。
从智慧城市建设阶段来看，根据SMART框架，资源技术、应用平台和服务管理是一个循环促进的大系统。资源技术条件的优化能够改进应用平台的功能，而应用平台的大范围使用能够极大地提升城市的服务管理水平，在服务管理过程中，用户需求的不断变化将进一步催生出新技术，产生更多优质、标准化的信息资源。
综上，在信息社会的大背景下，智慧城市的建设不能局限于单个部门、单个领域，采用割裂的方式显然不能取得好的成效。SMART框架从智慧城市发展的全局入手，采用系统分析方法，淡化部门职能和领域特性，把握智慧城市建设的关键因素，为智慧城市建设参与主体（政府、厂商和第三方评测结构）提供了可资借鉴的思路和方法。
