智慧城市經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)取得了階段性的成果，解決了一部分城市中存在的問(wèn)題，但在技術(shù)創(chuàng)新、商業(yè)模式和體制改革等方面仍然有很多難點(diǎn)需 要攻克。其中，在技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的智慧城市建設(shè)正面臨著以下6方面的挑戰(zhàn)：

1. 城市狀態(tài)感知：城市地域廣闊，場(chǎng)景復(fù)雜， 城市的狀態(tài)（如交通、人流、能耗、消費(fèi)、環(huán)境、氣象、災(zāi)難等）也瞬息萬(wàn)變，如何及時(shí)、準(zhǔn)確地捕捉可以反映城市狀態(tài)的數(shù)據(jù)是開(kāi)展智能城市應(yīng)用的基礎(chǔ)，同樣也是一大難題。數(shù)據(jù)源多、產(chǎn)生機(jī)理不一，數(shù)據(jù)接口多樣，數(shù)據(jù)類(lèi)型復(fù)雜等問(wèn)題給城市狀態(tài)感知 帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

2. 城市數(shù)據(jù)管理：城市中的數(shù)據(jù)多源異構(gòu)，大致分為以下三類(lèi)：以圖像、語(yǔ)音和文本為代表的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以電子政務(wù)表格為代表的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以地理信息和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)為代表的時(shí)空數(shù)據(jù)（如交通流、人流、能耗、氣象等）。這些數(shù)據(jù)體量巨大、更新快，且在一個(gè)智能城市的應(yīng)用中往往要使用多類(lèi)數(shù)據(jù)。因此，在城市狀態(tài)感知之后，如何治理和管理好這些紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)并有效支撐上層應(yīng)用是一大挑戰(zhàn)。

3. 城市數(shù)據(jù)的分析和挖掘：早年間的智慧城市建設(shè)依靠數(shù)據(jù)直接表達(dá)的信息來(lái)解決問(wèn)題（如水、電、氣的在線繳費(fèi)和查詢服務(wù)），數(shù)據(jù)背后更深層次的知識(shí)有待進(jìn)一步發(fā)掘，不同數(shù)據(jù)的融合和知識(shí)協(xié)同還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。也就是說(shuō)，城市數(shù)據(jù)被利用的深度和廣度還很不足。

4. 數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)安全的矛盾：當(dāng)今大家都開(kāi)始意識(shí)到數(shù)據(jù)的重要性，但也越來(lái)越不愿意分享自己的數(shù)據(jù)。此外，一些機(jī)密性高或者涉及到個(gè)人敏感信息的數(shù)據(jù)不能共享，政府部門(mén)之間、政府和企業(yè)之間，以及企業(yè)與企業(yè)之間的數(shù)據(jù)壁壘很難完全打破，數(shù)據(jù)不太可能（也沒(méi)有必要）在物理層面集中存放。雖然一些城市的政府建立了政府部門(mén)之間的數(shù)據(jù)共享交換平臺(tái)，但很多數(shù)據(jù)（如公安、稅務(wù)部門(mén)等）無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全的共享，更無(wú)法有效地利用互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的數(shù)據(jù)。如何在確保數(shù)據(jù)安全的前提下做到知識(shí)的安全共享（而非原始數(shù)據(jù)的物理匯聚）是一大難題。

5. 城市的展現(xiàn)：智慧城市的應(yīng)用經(jīng)常會(huì)涉及到數(shù)據(jù)呈現(xiàn)和結(jié)果展示，但目前的信息展現(xiàn)往往是單向靜態(tài)的大屏，展現(xiàn)端對(duì)現(xiàn)實(shí)物理世界數(shù)據(jù)的探查能力不足；此外，缺乏人機(jī)交互和人機(jī)智能融合的可視分析能力；同時(shí)，通過(guò)展現(xiàn)端對(duì)物理世界的反控能力更是不足，城市的展現(xiàn)和感知沒(méi)有形成閉環(huán)。

6. 智能城市生態(tài)：智慧城市的業(yè)務(wù)涉及范圍廣、邏輯復(fù)雜、技術(shù)門(mén)檻高，很難依靠單一機(jī)構(gòu)來(lái)完成。傳統(tǒng)的“總集成商+分包商”的模式很容易造成各自為政、各自基于自有產(chǎn)品和技術(shù)來(lái)實(shí)施的格局，最終產(chǎn)生信息孤島，無(wú)法解決該問(wèn)題。普通的云計(jì) 算平臺(tái)并非為智能城市業(yè)務(wù)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，缺乏有效的組件（如交通流量預(yù)測(cè)模塊、充電樁選址模塊、人流聚集預(yù)警模塊等），在云平臺(tái)上直接開(kāi)發(fā)智能應(yīng)用的難度大、門(mén)檻高、代價(jià)沉重，且比較封閉，可擴(kuò)展性和復(fù)用性弱。很多常年服務(wù)于政府、深知政府業(yè)務(wù)的信息化公司很難參與到高級(jí)智能城市應(yīng)用的建設(shè)中來(lái)。

基于以上挑戰(zhàn)，當(dāng)今智慧城市建設(shè)急需一個(gè)開(kāi)放、公共的數(shù)字底層來(lái)提供高效的、面向智能城市業(yè)務(wù)的組件化服務(wù)，以解決城市感知、數(shù)據(jù)管理、分析挖掘、數(shù)據(jù)共享和安全以及城市展現(xiàn)的問(wèn)題。這個(gè)數(shù)字底層就是智能城市操作系統(tǒng)。它既可以服務(wù)于政府，提高政府的城市治理能力和效率，并具備優(yōu)良的可擴(kuò)展性，以應(yīng)對(duì)不斷涌現(xiàn)的城市業(yè)務(wù)；同時(shí)，它也可以賦能于智慧城市領(lǐng)域的生態(tài)伙伴，發(fā)揮它們了解城市業(yè)務(wù)的優(yōu)勢(shì)，降低研發(fā)成本，從而構(gòu)建一個(gè)多方基于統(tǒng)一底層來(lái)共建智能城市的生態(tài)，讓大家來(lái)共同解決城市中的問(wèn)題。