本文通过融合国际、国内智慧城市标准化研究成果，对智慧城市顶层设计内涵、总体原则、基本过程、标准化要素进行了深度解析。首先，从标准、政策等多维视角阐述了智慧城市内涵，从方法和过程两个层面对智慧城市顶层设计的内涵进行了有效界定。同时，从总体原则角度明确了智慧城市顶层设计整体思路。本文创新性地从项目角度构建了标准化要素分析与应用模型，并针对关键标准化要素进行了详细解析。

关键词 智慧城市；顶层设计；标准化；应用模型；内涵

01 引言

智慧城市是一个跨系统交互的巨系统，涉及要素众多，其建设工作具有较高的综合复杂性。如果没有统筹的规划、一体化的设计，建设过程中必然会出现各自为政、信息孤岛、重复建设等问题。智慧城市顶层设计应从城市发展的战略高度和全局视角出发，进行总体设计，制定目标、重点和实施路径。

2014年国家发展和改革委员会等八部委出台的《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》明确提出了要加强智慧城市顶层设计，从城市发展战略全局出发研究制定智慧城市建设方案。智慧城市顶层设计成果是指导后续智慧城市建设的重要指导性文件，其质量和实施效果对各地区智慧城市整体成效具有重要影响。

长期以来，智慧城市顶层设计缺少统一指导和规范，智慧城市顶层设计存在质量参差不齐、形式多样、内容不一致的等诸多问题；部分地方存在智慧城市顶层设计与总体规划混为一谈、设计成果落地效果较差的问题。由全国信息技术标准化技术委员会提出、组织研制了GB/T 36333-2018《智慧城市顶层设计指南》，从标准化视角为相关机构智慧城市顶层设计工作提供了统一指导和规范要求。在深刻理解智慧城市内涵基础上，《智慧城市顶层设计指南》从标准化视角明确了智慧城市顶层设计概念和总体原则，从项目技术实施过程角度充分考虑需要统筹考虑的相关要素、要素关系，给出项目的支撑技术和手段、输入和输出，为地方政府、顶层设计供应商、建设运营商提供了技术指导，提升智慧城市顶层设计质量和水平，进一步引导我国的智慧城市建设健康有序发展。

02 多维度理解智慧城市内涵

2.1 标准化组织从不同视角定义智慧城市

ISO/IEC JTC 1成立了WG 11智慧城市工作组，从信息技术角度出发定义智慧城市，并基于ICT参考框架、ICT评价指标、数据模型相关标准制定工作统一智慧城市边界。已经发布ISO/IEC 30182:2017《智慧城市概念模型数据互操作性建模指南》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的有效整合，为市民提供一个可持续的、繁荣的、包容性的未来”。ISO/IEC 30145《信息技术智慧城市ICT参考框架》系列标准从业务流程、知识管理、工程三个不同角度提出了国际通用的系统框架，满足这个政府、研究机构、运营商等不同相关方的认知需求。ISO/IEC 30146从成效、能力两大维度出发，提出了针对市民服务、高效治理、居住环境、智能设施、信息资源、网络安全六方面的指标项集合。

ISO/TC 268从“社区可持续发展”角度出发定义智慧城市，关注城市服务和生活质量指标、基础设施。ISO 37100:2016《可持续的城市与社区词汇》从“可持续发展、恢复力和智慧，组织、城市和社区，管理，质量和整合，指标和计量，基础设施和服务”六个方面界定了一系列术语定义。该标准指出，“智慧”是可持续发展过程中的特点之一，与技术上可实现的解决方案相关，是推动可持续性和恢复力的能力体系。ISO 37120:2018《可持续的城市与社区城市服务和生活质量指标》从城市服务管理成效、生活品质出发，围绕经济、教育、能源、环境与气候变化、财政、治理、健康、住房、人口与社会状况、休闲、安全、固体垃圾、运动与文化、通讯、交通、农业与食品健康、城市规划、废水18个方面提出了核心指标和辅助指标。

IEC/SyC Smart Cities智慧城市系统委员会，从“系统的系统”角度定义智慧城市，并采用从上至下的IEC系统方法组织开展用例研究及标准差距分析工作。在研国际标准IEC 65001-831《国际电工词汇第831部分智慧城市系统》将智慧城市定义为：“建设数字系统，为市民、社会、商业和管理创造更美好的世界”。

ITU-T/SG 20 物联网及智慧城市与社区等物联网应用研究组关注可持续发展。ITU-T Y.4900/L.1600《智慧可持续城市关键绩效指标概览》将智慧可持续发展城市定义为：“使用信息通信技术和其它手段来改善生活质量、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”，并从ICT、环境持续性、生产、生活质量、公平与社会包容、物理基础设施六方面给出了相关指标项集。

在国内层面，相关标准化组织规划、制定了智慧城市、术语、参考模型、评价指标、数据融合、顶层设计、运营等方面的基础通用国家标准，从不同层面规范、统一了社会各界对智慧城市内涵及相关术语的认识。GB/T 37043-2018《智慧城市术语》从基本术语、框架与模型、数据资源、风险与安全、支撑技术、基础设施与平台、管理与服务七方面明确了53条术语。与ITU-T相关定义类似，该标准将智慧城市也定义为一种创新型城市。智慧城市通过运用ICT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。

2.2 政策引导下的新型智慧城市建设目标

2015年底国家提出了“新型智慧城市”概念。国务院《“十三五”国家信息化规划》文件中提出要分级分类建设新型示范性智慧城市，到2020年新型智慧城市建设取得显著成效。十九大报告中对“加快建设创新型国家，建设数字中国、智慧社会，提高社会治理的智能化水平”、“加快生态文明体制改革，建设美丽中国”等作出重大部署，把智慧城市建设提到了新的高度，从城市层面扩展到整个社会。

新型智慧城市是我国在以往理论和实践基础上提出来的。推动新型智慧城市建设是现代城市主动适应和引领经济发展新常态、重塑城市发展新优势、抢占竞争制高点的战略选择。综合来讲，新型智慧城市建设总体目标总结如下：

（1）形成无处不在的惠民服务。利用信息通信技术手段，实现智能、高效、便利的名声服务新模式。在教育、医疗、养老、就业、帮扶等领域建成一体化的公共服务体系，实现人民群众通过各类服务渠道方便、快捷的办理各类公共服务业务的目标，同时各类公共惠民信息能主动、精准、高效地推送给人民群众。

（2）形成精细精准的城市治理。利用信息通信技术手段，开展决策、计划、组织、协调等相关机制创新活动，改善城市运行效果。实现对城市人、财、事、物等要素的精细化监管，对城市安全隐患的精准预测，对城市运行态势的精准预判，对城市治理手段的精确运用，进而促进城市运行的高效可控。

（3）形成透明高效的在线政府。提高政府内部业务开展与对外服务的效率，大力推进政府部门间数据共享、实现公共信息资源向社会开放。

（4）形成融合创新的数字经济。利用信息通信技术手段，开展行业创新发展经济相关活动。实现信息化和工业化深度融合、信息化与传统产业创新融合、培育发展新经济新业态、新产业。

（5）形成安全可靠的运行体系。通过采用自主可控的防护技术、建立全域覆盖全网可控的运行监控体系、运行严格规范的安全管理制度、构建健全完善的法律法规体系，保障新型智慧城市的网络空间安全清朗。

03 从方法和过程角度界定智慧城市顶层设计范畴

“顶层设计”最初是一种大型程序的软件工程设计方法，主要采用“自顶向下逐步求精，分而治之”的原则进行设计。后来，“顶层设计“逐步延伸为系统工程学领域一种有效的复杂应用系统的综合设计方法，也是一种解决复杂问题的方法和思路。“顶层设计”一词从十二五规划开始也逐步出现在国家政策文件中。智慧城市顶层设计工作产生的成果已成为各地区开展智慧城市具体项目规划、实施、评估的重要依据。针对如何科学、有序的规划、实施智慧城市相关工程项目，顶层设计工作已成为一种最基本、最通用的解决方法。

“过程”是基于一定输入，采用相关工具和技术，产生一定输出的活动集合。可以将“过程”理解为一组为了完成一系列事先指定的产品、成果或服务而需执行的互相联系的行动和活动。从最终设计目的即输出智慧城市顶层设计相关指导性文件出发，可以从“过程”角度定义智慧城市顶层设计。智慧城市顶层设计是指从城市发展需求和智慧化愿景目标出发，运用系统工程方法统筹协调城市各要素，开展智慧城市需求分析，并实现对当地智慧城市建设目标、总体架构、建设内容、实施路径等方面的整体性规划和设计的过程。

智慧城市顶层设计基本过程如图1所示，共分为需求分析、总体设计、架构设计、实施路径设计四项活动。

图1 智慧城市顶层设计基本过程

智慧城市顶层设计的规划期限一般以3～5年为周期。因无法预估政府与社会需求的变化及信息化技术的发展程度，顶层设计的时间不宜超过五年，以避免后期建设内容无法匹配新需求及新技术发展规律，降低智慧城市建设效果及质量。

04 从总体原则角度把控智慧城市顶层设计整体思路

根据智慧城市理念和目标认知、政策要求，结合各地智慧城市规划与建设实践经验，面向某地区开展智慧城市顶层设计时主要遵循以下总体原则：

（1）以人为本原则智慧城市战略的出发点在于人，而非科技，要将市民获得感幸福感放在首位。建设智慧城市不是目标，而是手段。智能技术只是帮助城市更好地为居民服务的工具，重点在于理解这一工具将如何提高市民的生活质量。“智慧”在于有目的性地采用技术、数据来优化决策，进一步提升市民生活质量。

（2）因城施策原则

不同地区需求各不相同，要因地制宜、找准定位，合理配置资源，制定合适的路线图。坚持分级分类的方法，因地制宜科学发展，从城市发展战略全局出发，突出城市自然禀赋及自身特色，区分轻重缓急，制定个性化的发展路径。

（3）融合共享

关注整体关联性，跳出传统条块分割、单部门主导、局部环境束缚的影响，站在城市全局高度进行统筹布局。智慧城市架构及实施路径的设计要服务于“三融五跨”目标的实现，即“实现数据融合、业务融合、技术融合，以及跨部门、跨系统、跨业务、跨层级、跨地域的协同管理和服务”。

（4）协同发展

考虑该地区的区域定位及相关区域发展需求，推动数据流在城市群、中心城市以及周边县镇的汇聚和辐射应用，推动区域协调发展、城乡协调发展、物质文明和精神文明协调发展、经济建设和生态文明建设融合发展等。

（5）多元参与

鼓励政府、企业、居民等多元主体参与。充分发挥政府的主导与协调作用，同时更多协调互联网企业、社会化服务企业、科研院所、智库机构等各方面的积极性，鼓励和引导社会资源参与城市建设，以打造良好的政企民协同关系，激发智慧城市建设活力。

（6）绿色发展

在开展智慧城市顶层设计过程中充分考虑城市资源环境承载力，以实现“可持续发展、节能环保发展、低碳循环发展”为导向。

（7）创新驱动

体现新技术在智慧城市中的应用，体现智慧城市与创新创业之间的有机结合，将智慧城市作为创新驱动的重要载体，推动统筹机制、管理机制、运营机制、信息技术创新。

05 从项目角度指导和约束智慧城市顶层设计各项活动

5.1标准化要素分析

各地方一般是以技术服务项目委托的方式开展智慧城市顶层设计工作。智慧城市顶层设计相关咨询机构或专业人员以项目需求为导向组织开展各项活动，完成项目交付工作。从项目层面出发，智慧城市顶层设计项目过程涉及到两类：一类是创造产品的过程，即与整个技术服务最终交付物生成相关的技术实现过程；一类是与项目管理相关过程，涉及项目组织和管理。各个过程维度的活动可以在图2中的一级分类体系下继续细分。项目实施过程中，通过将知识、技能、工具和技术应用于项目活动之中，各活动基于一定的输入条件创造出成果，逐步满足项目的要求。

图2 智慧城市顶层设计标准化要素分析与应用模型

从项目过程出发，智慧城市顶层设计标准化要素分析与应用模型见图2。该模型可以指导智慧城市顶层设计标准化需求分析工作，也可以指导相关标准成果在两个项目过程维度的应用。结合国际国内智慧城市顶层设计相关实践经验，当前可重点针对范围定义、实践方法、输入、输出四方面的要素进行统一和约束，为智慧城市顶层设计需求方及提供方提供规范性指导。四方面要素分别描述如下：

（1）范围定义。对各项活动的主要任务、工作范围进行清晰界定。

（2）实践方法。借鉴参考项目管理知识体系，实践方法主要包括用于实现各项活动任务所需要的工具、技术、模板、程序、方法、系统。

（3）输入。在编制XX地区智慧城市顶层设计相关指导性文件时，需要用到的参考资料及信息。一般包括上一项活动所输出的阶段性成果、其他所需要用到的信息。

（4）输出。在编制XX地区智慧城市顶层设计相关指导性文件时，各项活动所最终创造的阶段性成果。

5.2 范围定义及实践方法

5.2.1 需求分析

智慧城市建设需求分析目的是梳理出政府、企业、居民等主体对智慧城市的建设需求，一般包括目标、用户、业务、系统功能、信息资源、信息共享、业务协同、基础设施、性能、安全、接口等方面的需求。

针对智慧城市建设现状评估工作，参考国际、国内智慧城市评价相关标准尤其是GB/T 33356-2016《新型智慧城市指标》、《新型智慧城市评价指标（2018版）》中规定的评价指标，或建立适用于本地区的评价指标体系，基于指标数据要求有针对性地确定调研目标、调研对象和计划。

5.2.2 总体设计

以智慧城市建设需求为依据，智慧城市总体设计阶段主要完成指导思想、基本原则、建设目标和总体架构四方面设计。建设目标包括总体目标、细分目标、阶段目标，且目标是明确的、可衡量的、可达成的。总体架构是指从技术实现的角度，以结构化的形式展现智慧城市发展愿景。

在开展智慧城市总体架构设计时，可参考国际ISO/IEC 30145《信息技术智慧城市ICT参考框架》系列标准、GB/T 34678-2017《智慧城市技术参考模型》等国际国内相关标准成果，从不同维度完成整体设计搭建形成系统化的智慧城市全景图。

5.2.3 架构设计

在架构设计阶段，至少可以从业务、数据、应用、基础设施、安全、标准、产业七个不同的维度开展细分架构设计工作。不同细分架构的设计，要充分借鉴国际、国内相关现行标准，确保科学性、协调一致性。

业务架构设计方面，可以参考ISO/IEC 30145-1《信息技术智慧城市ICT参考框架第1部分：业务流程框架》、GB/T 34678-2017《智慧城市技术参考模型》第5章规定的ICT业务框架进行设计。同时，也可以通过对政府、企业、市民等业务提供方和服务对象分析，开展多级业务架构设计。常见的三级业务架构为：一级业务架构通常从城市功能角度进行划分，包括民生服务、城市治理、产业经济、生态宜居等；二级业务架构按对象、智能对每项一级业务进行细化和分解，比如民生服务划分为市民服务、企业服务；三级业务架构依据行业领域做进一步分解，比如民生服务由教育服务、医疗服务等支撑。每个城市业务架构的差别往往反映在二级和三级业务架构上。

安全架构设计方面，可以参考国家标准GB/T 37971-2019《信息安全技术智慧城市安全体系架构》、《信息安全技术智慧城市建设信息安全保障指南》（计划号20141405-Z-469）及其他信息安全相关规章制度、现行标准制定。

标准体系设计方面，结合当地实际需求，在参考国家智慧城市标准体系总体框架（试行稿）分类维度基础上开展当地智慧城市标准体系的规划与设计工作。

5.2.4 实施路径设计

智慧城市顶层设计过程中要提出具体的实施路径，确保智慧城市建设工作得到顺利推进。实施路径设计阶段主要需要明确主要任务和重点工程、运营模式、实施阶段划分情况、具体保障措施。针对重点工程，要明确建设目标、建设内容、建设模式、建设周期、资金估算、责任单位等。针对实施阶段划分，要明确各阶段实施计划、目标、任务等。

运营是智慧城市建设的关键成功因素之一，其设计至关重要。针对智慧城市运营模式，可以参考GB/T 36621-2018《智慧城市信息技术运营指南》面向信息系统运营、数据运营、ICT基础设施运营、安全运营四方面提出的指导建议，基于当地需求完成设计。

5.3 输入和输出示例

通过对智慧城市顶层设计相关活动中的输入和输出内容进行清晰界定，可以直观的为用户展示设计阶段性成果的来龙去脉及最终成果内容。尤其是对输出内容的统一界定，可以有助于约束、提升智慧城市顶层设计水平与质量。

针对智慧城市顶层设计过程中的架构设计活动，其输入和输出内容如图3所示。

图3 智慧城市架构设计活动的输入与输出

06 结语

从智慧城市顶层设计概念、总体原则、项目技术实现过程等角度的标准化、规范化，为智慧城市管理者、建设方、顶层设计咨询方等开展智慧城市整体及细分领域的规划设计工作提供了重要的理论指导和技术参考，从顶层设计入手引导智慧城市建设目标的实现。智慧城市及信息安全、大数据、物联网等相关支撑技术领域已经积累了许多国际、国内标准化科研成果。建议相关用户在参考国家标准GB/T 36333-2018《智慧城市顶层设计指南》时，能有效融合其他相关标准成果进行设计。在智慧城市顶层设计过程中要注重将智慧城市系统相关要素与现行标准、国内外先进理念进行映射，灵活借鉴、采纳有关成果，确保设计成果遵循或高于现行标准有关要求。目前，对智慧城市顶层设计方面实现了一定程度的标准化引导，但随着智慧城市顶层设计实践与研究的不断迭代和更新，未来将继续对相关标准化要素进行延伸及深入研究。

来源：中国电子技术标准化研究院 （《信息技术与标准化》2019年第8期）