1980年中國(guó)城市人口比例僅20%，而到2010年這一比例達(dá)到45%，是世界上城市人口最多的國(guó)家。城市化雖然帶來(lái)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(lái)越受到各種因素的制約，需要轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)、改變生活方式、不斷解決突發(fā)性事件等問(wèn)題。隨著我國(guó)城市化水平的不斷提高，智慧城市建設(shè)的必要性不言而喻。

第一，城市保持經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展急需轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式，突破增長(zhǎng)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(hù)等問(wèn)題面臨的壓力也越來(lái)越大。2007年我國(guó)石油、天然氣的人均儲(chǔ)量分別只有世界人均水平的7.35%和7.13%，而2006年我國(guó)單位GDP能耗則是日本的5.5倍，美國(guó)的3.7倍。最近的一項(xiàng)調(diào)查顯示，到2009年底北京市常住人口已達(dá)1972萬(wàn)人，人均水資源占有量?jī)H為全國(guó)平均水平的10%，而人口仍在以每年60萬(wàn)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(guó)城市環(huán)境管理與綜合整治年度報(bào)告》顯示，全國(guó)509個(gè)城市中生活污水集中處理率為零的城市有178個(gè)，生活垃圾無(wú)害處理率為零的城市有130個(gè)，在293個(gè)地級(jí)以上城市中，危險(xiǎn)廢物集中處理率為零的城市有80個(gè)。2006年全年發(fā)生嚴(yán)重環(huán)境污染事故161起，環(huán)境投訴達(dá)60萬(wàn)人次。這些問(wèn)題使用傳統(tǒng)的技術(shù)和管理方法已經(jīng)難以有效解決，而目前發(fā)達(dá)國(guó)家正在研究如何創(chuàng)新性地使用新一代信息技術(shù)、知識(shí)和智能技術(shù)手段來(lái)重新審視城市的本質(zhì)、城市發(fā)展目標(biāo)的定位、城市功能的培育、城市結(jié)構(gòu)的調(diào)整、城市形象與特色等一系列現(xiàn)代城市發(fā)展中的關(guān)鍵問(wèn)題，特別是通過(guò)智慧傳感和城市智能決策平臺(tái)解決節(jié)能、環(huán)保、水資源短缺等問(wèn)題。“智慧城市”課題正是基于這個(gè)背景提出，其必要性和緊迫性十分明顯。

第二，城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)性要求產(chǎn)業(yè)升級(jí)和結(jié)構(gòu)調(diào)整

城市必須擁有一批在未來(lái)具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)，才能具有經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性和發(fā)展?jié)摿?。但我?guó)目前大部分城市的支柱產(chǎn)業(yè)都是資源密集和勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，缺乏核心技術(shù)和優(yōu)勢(shì)品牌。隨著勞動(dòng)力成本的不斷增加，我國(guó)必將逐步喪失競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，資本將會(huì)向勞動(dòng)力更廉價(jià)的國(guó)家轉(zhuǎn)移，這種動(dòng)向已經(jīng)在沿海地區(qū)表現(xiàn)出來(lái)。其實(shí)我國(guó)城市是擁有非常豐富的人力資本和物質(zhì)資源的，這也是跨國(guó)公司在我國(guó)大量興辦研究院的原因。只是由于國(guó)內(nèi)各企業(yè)和高校各自為政，城市和城市之間沒(méi)有形成協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制和平臺(tái)，因此整體創(chuàng)新能力較弱。智慧城市則可以通過(guò)技術(shù)手段的引入，以行業(yè)為單位建立虛擬和實(shí)體的創(chuàng)新協(xié)同機(jī)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(jī)制(如智慧交通和智慧城管等)，提升城市內(nèi)部和城市之間的創(chuàng)新能力，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和結(jié)構(gòu)調(diào)整。

第三，城市發(fā)展必須適應(yīng)工業(yè)化特別是后工業(yè)化后人們生活方式的改變

我國(guó)的城市發(fā)展是隨著近幾十年工業(yè)化步伐的加快而實(shí)現(xiàn)的，工業(yè)化在給我國(guó)人民帶來(lái)更多物質(zhì)財(cái)富的同時(shí)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(huì)化、國(guó)際化，通過(guò)社會(huì)分工和網(wǎng)絡(luò)化來(lái)為居民提供各種服務(wù)。但這就帶來(lái)了食品藥品安全、家政服務(wù)質(zhì)量和人身安全、社區(qū)安全等問(wèn)題，尤其是食品安全問(wèn)題已經(jīng)越來(lái)越突出。

只有解決了這些關(guān)系民生的基本生活保障問(wèn)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(kuò)大、流動(dòng)人口增加和物流系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，傳統(tǒng)的由質(zhì)檢部門(mén)和居委會(huì)進(jìn)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(shù)建立實(shí)時(shí)更新的控制和協(xié)調(diào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智慧化管理才能與日益復(fù)雜的城市實(shí)體系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致，達(dá)到現(xiàn)代人宜居的目標(biāo)(如智慧社區(qū)等)。國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)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(yīng)急事件和突發(fā)性事件問(wèn)題

經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的一體化和全球化，也帶來(lái)了惡性傳染病爆發(fā)、惡性犯罪事件的增加、國(guó)際恐怖主義的威脅等問(wèn)題。為了防范和解決這類(lèi)問(wèn)題，智慧城市的引入可以在第一時(shí)間快速感知這些突發(fā)性事件，通過(guò)其智能化的調(diào)控能力和行為意識(shí)加快(由市長(zhǎng)或由城市智能決策平臺(tái))判斷和決策的準(zhǔn)確性、有效性與及時(shí)性，實(shí)現(xiàn)不同行業(yè)和區(qū)域的協(xié)同和應(yīng)對(duì)能力。同時(shí)也可以通過(guò)其“學(xué)習(xí)”能力，不斷提高處理應(yīng)急事件和突發(fā)性事件的水平，使應(yīng)急預(yù)案程序化、智能化。

技術(shù)是有效解決上述城市面臨問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)手段，它以信息、知識(shí)和腦力資源為支撐，通過(guò)透明、充分的信息獲取，廣泛、安全的信息傳遞，有效、科學(xué)的信息處理，均衡而有效地提高城市運(yùn)行和管理效率，改善城市公共服務(wù)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(gòu)建城市發(fā)展的新形態(tài)，使整個(gè)城市像一個(gè)有智慧的人那樣，具有較為完善的感知、認(rèn)知、學(xué)習(xí)、成長(zhǎng)、創(chuàng)新、決策、調(diào)控能力和行為意識(shí)，使絕大多數(shù)市民都能享受到的服務(wù)和應(yīng)用。