近期举行的“中国智慧城市首轮杭州圆桌会”，发布了2017《中国立体智慧城市双栖模式发展报告》白皮书。据白皮书定义：地上、地面、空中三位一体的几何思维互联互通，形成现代意义上的物质和意识上的综合智慧城市，这便是立体智慧城市；城市发展的硬件要素和软件要素相结合，一如人类同时适应两种环境的“双栖”性，智慧城市的“双栖模式”终为城市的现代化和现代化智慧城市的发展所选择，这就是智慧城市的“双栖模式”。
自2011年我国城镇化率突破50%，智慧城市理念于同期被广泛吸收与实践。国家部委实施的智慧城市与新型智慧城市试点，有效地激发了地方各级政府在城市治理中实施智慧城市策略的主动性。智慧是未来城市发展的新常态。2016金砖国家智慧城市峰会、第三届世界互联网大会、第三届联合国住房和城市可持续发展大会和2017“一带一路”高峰论坛等均对智慧城市前景/发展提出预期。我国已经成为世界上智慧城市试点最多、试验范围最广和总投资规模最大的国家。
纵观我国智慧城市实践，并从促进智慧城市事业化的视角出发，存在理论支撑、体制保障、机制创新、技术应用跨界、顶层设计与规划革新、政策法规培育、学科建设与人才培养、投融资等八大关键问题。
理论探索与支撑不足，制约中国特色智慧城市模式创新
智慧城市，因2012年起的试点而标志性启动，基于信息和通信，将解决信息烟囱与孤岛、应用以物联网、云计算等为代表的新兴技术、信息惠民、发展大数据和数字经济等，作为推进智慧城市的主要依据，并形成了平台、云、网和中心等标志性配置。有从系统论角度剖析智慧城市，但尚未形成全面完整的脉络链条，制约行业应用创新与实施。智慧城市，作为新兴前沿交叉领域，目前缺乏多学科的集成创新支撑，尚未构建中国特色的智慧城市学科方向，智慧城市事业化的可持续性受到挑战，“十三五”期间，智慧城市的市场规模约为2.3-4.1万亿元，若缺乏有效的理论支撑，投资建设的有效性、科学性和实现水平将无法保障。城市作为复杂巨系统，现代城市理论与方法基本未在智慧城市顶层设计当中予以体现，“智慧”尚未在复杂巨系统组织运作中得到逐步的体现，而理论构建直接关系到推进的方式、方法。中国与国外相比有显著差异，推进力度和投入水平远高于国外，但实效总体上显著弱于国际先进水平。粗放的技术复制，导致运营总体困难，进而健康的投融资机制无法建立。
深度城镇化时期，新城因总量较大而建设节奏趋于调整；城市更新，因空间功能提升、产业升级和投资开发等需要而日趋加速，我国城市新城代谢总体进入“保养”阶段，城市发展驱动力构成与力度与“十二五”显著不同，城镇化率已在平台阶段增长，超大和特大城市数量、人口快速增加；中小城市资源要素配置压力加大，乡镇在特色小镇等政策驱动下，呈现投资建设的窗口期；农村总体宜居、绿色和适老等特点，会形成特定人口的回流。世界宏观经济态势、中国经济新常态和供给侧改革，现代服务业和新兴产业为标志的产业升级将加速倒逼结构调整，因“十二五”城镇化而形成的初级增量消费将部分缓冲产业升级。
因此，智慧城市，(1)应当在把握住新阶段城市规律的同时，适应产业变化，即坚持产城融合理论；(2)城市作为系统论下的多主体组成，智慧化的努力就是逐步实现多主体新型时空间位置的科学组织布局，促进并加速关键要素的联系、交互、响应和反馈，即空间生态自组织体系的形成；(3)作为应用指向的城市主题创新，在形成有效组织的基础上，必须导出衍生效应的发挥，跨行业领域多主体间的协同并产生增量经济，即协同经济。因此，产城融合基础上的空间生态自组织与协同经济，能够为现阶段智慧城市理论探索提供支撑。
体制保障中牵头主体的多元复杂性，制约顶层设计科学性与实施效能
在新型城镇化规划要求、政府和行业主管部委的政策下实施，我国智慧城市推进主要以政府为主体，《国务院关于落实<政府工作报告>重点工作部门分工的意见》(国发[2016]20号)指出，“推进智慧城市，由住房和城乡建设部牵头。”在省级主要是经济信息部门和发展改革部门，城市级呈现出智慧城市办公室(智慧办)、经信、发改、政府办、政务信息办/电子政务办和建设部门等牵头。2016年新型智慧城市试点政策的提出，对当前城市级牵头部门的变化会产生不确定性。牵头负责总体呈现复杂性：(1)上位多头。国家多个有关部委分别就智慧城市同步推进；(2)各级交叉。国家部委与省级牵头部门；省级牵头部门与市级牵头部门部分存在交叉的现象，尤其是省市两级的发改与经信；(3)三级纺锤形多元。从国家-省-市，牵头部门呈现较多-一般-丰富的特征，全国范围内，城市级牵头智慧城市的主体单位至少七类。
该复杂性：(1)对智慧城市工作导向、依据、统筹、协调和实施等产生影响。对发展智慧城市会出现行政工作融合、边界交叉等特征，如电子政务与智慧城市、信息化与智慧城市(经信部门牵头)等；(2)在开展智慧城市顶层设计理念容易局限于局部，如将智慧城市认为是工业化和信息化的融合，对城镇化、农业现代化和绿色化等认识与纳入不足；(3)由于智慧城市自身的创新性，实施普遍具有探索性，涉及的智慧面过于广泛，部分存在滥用。
277个智慧城市试点驱动下全国性智慧城市创建格局，促进了城市级智慧城市领导小组下设的智慧办的健康有效发展，多个城市的智慧办成为一级行政机构，并有编制保障。这对于有效处理牵头主体的复杂性有体制创新价值。
机制创新有待适应建设对象自身规律与主体多元的复杂性
在城市领域，国家和地方有文明城市、卫生城市、智慧城市和森林城市等多个创建目标，政府机制上一般是成立领导小组、工作办公室，编制相关规划、实施方案、行动计划并确定任务分工，制定配套政策、办法、协调组织实施并开展检查、评估和验收等。智慧城市的创建基本是按照该机制执行，过程中发现(1)智慧城市概念创新性极强，上位导向和要求交叉、多元，导致工作层面的定义界定困难，工作内容与其他职能部门存在不同程度交叉；(2)实施涉及多个部门主体，存在统筹调度挑战、执行效率低下和抓手力度不够等情况，实体化的智慧办有效缓解了如上问题，但仍显不足；(3)工作内容存在机械式组织，特色、专业化不鲜明。与统筹协调相比，智慧办自成体系和系统引领性工作比重较低，工作重心多集中在实施、检查，特色、专业化创新引领相对欠缺
规模化基础建设与技术跨界应用的协调、同步水平不强
我国智慧城市建设在基础性设施方面投入显著，云计算中心、运营中心、数据库、公共信息平台、市民网和市民卡等作为标配型软硬件被规模化应用。技术和产能驱动显著，市民沟通参与不够，部分关联性不强的建设项目也被纳入。信息化设施更新年限较短、信息公开大数据沉淀逐步实施、服务于城市治理的有效技术应用单一机械，上三者互为制约，智慧城市基础建设软硬件与技术跨界应用协调互动性、同步水平不强，形成智慧城市发展困局。与城市政府推进的基础设施建设相比，社会驱动的建设应用成效更为显著、同步水平较高，如共享汽车、共享单车、共享货车(智慧交通)；二手房租售平台(智慧房管)；PM2.5的监测APP(智慧环保)；电子商务互联网平台(智慧网购)；以微信为代表的社会网络服务(智慧社会)
顶层设计与规划方法论创新不足，存在指标控导向
作为推进智慧城市的核心依据——顶层设计，在编制思想、技术路线和实施内容等方面，不同城市间差异性不强，因地制宜、因城施策，与城市战略实质性结合不紧密、相应规划技术、项目导向突出，对城市的宏观政策响应不足、贡献有限。智慧城市规划与信息化规划高度交织，智慧化与信息化存在严重交叉，甚至混淆，但顺承城市空间(总体规划)和产业(经济和社会发展规划)不足。在规划方法上，基本以信息化为主体框架，城市空间思考和产业动态响应有限，导致规划编制时序性更新和可持续性不强。智慧城市是不断创新的城市存在状态和动态过程演进，在顶层设计与规划当中，必须将阶段性和可持续性兼顾，避免不切实际、一步到位和不尊重城市规律，提高生命力。智慧城市战略的推进，必须加强与城市总体规划和生态文明的协同创新，这是实现城市治理创新的关键理念与重要技术支撑。
依托大数据、互联网、物联网和云计算等技术平台，有助于实现城市规划的方法创新和生态文明目标的实现，促进城市数字化、信息化建设与城镇功能提升的有机融合和智慧城市运营服务端的有效实现。基于智慧技术，在规划中实现十个创新：研究城市与区域空间绩效、建立城市碳排放控制规划、促进规划信息化与城市空间建模、优化城市生态导则和规划指南、逐步实现规划的综合性和公众参与、解读城市形态-局地生态系统的关系与空间导引、量化城市生态功能与气候变化的关系与适应措施、解析城市生态与生物多样性的关系与调控机理、建立城市人居环境问题诊断和调控工具包和政策库、从城市生态代谢出发仿真城市产业生态系统。
法制化路径尚在探索阶段，行政监管与法律约束不强
法制化是保障主体和个人依法参与的根本依据，是界定权责利的基本规定。智慧城市作为创新对象，实现法制化保障和促进创新推进，彼此存在互通互促的关系。我国已有三个城市围绕智慧城市/经济颁布条例，促进智慧城市的法制化进程，明确了智慧城市体制、机制、规划编制、实施和财政资金安排等事项，特别是确定了智慧城市规划的直接上位规划依据、编制主体、执行效力等。与杭州(《杭州市智慧经济促进条例》2015年12月、银川(《银川市智慧城市建设促进条例》2016年10月)和济宁《济宁市智慧城市促进条例》2017年5月)相比较，国内其他城市的智慧化建设的行政监管与法律约束尚待确认法制依据，存在行政协调不畅通、规划编制内容重复、时序不科学和执行缺少监管等问题。
学科建设、人才培养与行业需求严重不匹配
智慧城市作为多学科的交叉，在国内外得到广泛研究，文献发表基本集中在国内，本研究以中国知网数据库为检索工具，分析整理该领域的科技创新概况。自2010年以来，涉及智慧城市主题的学术文章总量超过1.5万篇，特别博士、硕士学位论文约占总量的10%(其中博士论文超过100篇)，总文献量和学位论文年均增长速度分别为59.6%和80.1%。主要创新主体包括高校、行业部委研究机构、国家级科研院所和社会企业等，文献主要由高校、部委研究机构和企业贡献，部委研究机构的文献贡献强度最高。
行业一般以物联网、大数据等作为智慧城市创新的主要依托，大数据当前同样是研究的热点。智慧城市文献总量是大数据的27.3%，年均增长率为大数据的57.0%(大数据为104.6%)，年均增速超过物联网，约为1.7倍。从2010-2016年的变化，可看出智慧城市增长速度与物联网总体同步，总量和增量快于大数据(2011，2012)，当前呈现逐年比重降低的特点。关于智慧城市主题的所有学术文章，单篇下载次数和被引次数单篇最高为2.5万次和440次；与此相应，学位论文单篇下载次数和被引次数最高为3万次(2013年授予博士学位)和86次。
教育部于2016、2017年分别批准35所高校设立“数据科学与大数据技术”本科专业(工学，专业代码080910T，属于电子科学与技术学科)，与2015年提出实施“国家大数据战略”相适应。智慧城市，作为应用型极强的决策科学，需要信息与通信工程、计算机科学与技术、地理科学、管理科学与工程、应用经济学、城乡规划学、测绘科学与技术、图书情报与档案管理(信息资源管理)和电子科学与技术(数据科学)等一级学科的支撑。
国内目前有深圳大学(地理信息与智慧城市硕士，2015年起)、北京理工大学(智慧城市工程硕士，设计中)、北京工商大学(MBA智慧城市专业方向，设计中)和浙江农林大学(智慧城市类硕士，相关联)等在探索在研究生阶段针对智慧城市的学历教育培养。清华大学(管理科学与工程、城乡规划学)、北京大学(测绘科学与技术、计算机科学与技术、城乡规划学)、北京师范大学(教育学)等面向智慧城市开展博士后研究。
尽管智慧城市研究增速加快，“数据科学与大数据技术”本科专业的设置有助于补给智慧城市的人才需要，但研究型专业/方向设置总体缓慢，与行业发展矛盾突出，不能满足行业对专业人才的需要，形成鲜明倒挂：(1)创建智慧城市成为主流。我国目前有277个智慧城市试点，3个新型智慧城市试点，并且超过500个城市在智慧化建设中；(2)市场规模有待实现。“十三五”预计市场规模2.7-3.1万亿元；(3)政府相关的体制创新力度较大。国内有超过50个成建制的智慧办(公务员/参公事业单位)和10余个省、市级大数据局(广东、贵阳、福建、陕西；广州、银川、沈阳、贵州等)；(4)以信息和通讯、互联网等为主体的行业企业亟需持续创新智慧城市解决方案。超过30家经济体量较大的智慧城市相关企业有交叉专业的人才需求(如BAT、华为、中兴、中电科、航天科技、航天科工等)，多个企业通过博士后工作站(如易华录、广联达、延华智能)或设置研究院、学院(如中电科、中兴同学)、创新中心(如中电科太极)等方式来研究智慧城市，企业驱动的研发力度和规模远高于当前的高校、科研院所；(5)超过27个部、委、办、局和行，在智慧城市领域开展创新(中组部智慧党建，网信办信息安全等)。
结合智慧城市多学科交叉应用等特点，(1)应尝试在研究生阶段构建学科方向和专业，促进学科交叉创新。鼓励支持在管理科学与工程、信息与通信工程和电子科学与技术等一级学科体系下探索学科方向创新，增加相关本科有关智慧城市课程的设置，尝试在研究生培养中逐步设置智慧城市方向和硕士、博士专业等；(2)建立针对性专业化的导师队伍和创新群体，启发并带动广泛的学术研究。当前硕博士论文与智慧城市直接关联的超过1200余篇，电子科技大学、吉林大学和华南理工大学累积占比约1/10，研究高度分散，较少有专门导师聚焦在智慧城市领域广泛开展研究生培养。从事智慧城市研究的作者逐年增加，以6篇以上的作者来计算，平均增长率109.1%，说明聚焦从事智慧城市研究的专业人员规模在快速扩大，这将有助于缓解缺少专门导师的矛盾。
财政支持有力，但公私合营缺少广泛可运营模式
英国政府率先于1990年代提出公私合营(PPP，Public-Private-Partnership)模式，并将模式成功应用到英国的基础设施、城区改造、环境建设和医疗等多个领域，该模式的经验快速在欧洲扩散，同期在美国、加拿大、澳大利亚等发达国家和南非、印度等发展中国家推开。英国的成功经验，在欧洲得到广泛推广。1990-2009年间，欧盟地区有1400个PPP项目签署，总投资近2600亿欧元。由于基础设施投资可以有效地促进地区经济活动的增长，加之PPP协议的复杂性，欧盟委员会专门成立了“欧洲PPP专业技术中心”(EPEC)来支持PPP项目的实施以及提供解决整个欧洲PPP项目问题的方案。2000年以来，美国体育赛事场馆、意大利高速铁路、澳大利亚公共卫生设施和南澳洲的部分法院基础设施改造、印度新德里英迪拉甘地机场和孟买贾特拉帕蒂希瓦吉机场基础设施开发与运营等均成功运用了PPP模式，南非于1999年开始，在财政部和国家省市政府建立PPP中心。
自2014年起，我国推进PPP全面启动并上升到立法阶段，超过22个国家部委和90%以上的省市地方均将PPP作为推进重大基础设施、区域开发、轨道交通和能源等建设的有效创新路径。截至2017年2月底，财政部PPP综合信息平台入库项目为11784个，拟投资额近14万亿元(财政部PPP中心数据)。PPP的支持领域广泛，但尚未针对智慧城市作出政策安排，当前主要是作为信息化工程配套嵌入到母项目中。
为支持智慧城市项目实施，地方城市研究并施行智慧城市专项资金办法等具体的投融资政策，采用业务主管部门和财税部门协作的方式实施，如上海浦东新区针对政府和社会项目针对性设置资助比例；宁波注重资助智慧城市产业基地建设；咸阳等将信息化与智慧城市融合；铜陵采取各级财政配套。
城市在智慧城市领域的财政投入基本在千万元以上，多个城市过亿元，采用自下至上(如桂林)和自上至下(如昆明、呼和浩特等)等方式确定投入力度，表明地方城市总体上注重在智慧城市领域的创新投入，并引导社会资本参与。
当前，社会资本参与地方城市建设覆盖的城市，约为智慧城市试点总量的25%，多数合作主要是传统的商业模式，社会资本参与主要是在大中城市以及主要的城镇群(京津冀、珠三角、长三角和环渤海等)。代表性智慧城市PPP项目领域，主要集中在旅游、教育、政务、医疗、园区、照明和能源等。
智慧城市PPP设计存在的突出问题：(1)智慧城市阶段性顶层设计与时序性更新完善思维吻合度不够，存在目标设定存在挑战。(2)数据开放共享力度、信息整合水平、标准化或接口互通等和智慧应用设计的需求不配合。(3)企业间项目博弈和现行的招投标政策，影响对项目在创新、适用等维度的思考与设计，易引导为传统的商业竞争。(4)可运营属性较低。数据可获取性、城市各行政单位的协作性、基础性平台的可操作性、刚性应用端的人性化设计等均创新力度不强。(5)政企间收益测算与分配存在计量、实施的复杂性，特殊目的公司(Special Purpose Vehicle，SPV)退出机制、监督监管等缺乏规范性引导。
在产业城市融合、空间生态体系建设和协同效应发挥等三个方面考量有限，在“四懂一善于”方面较为薄弱(懂城市规律、懂政府管理、懂产业经济、懂信息化和善于跨界)，产业项目驱动导出的一次性投资方式亟需升级为四强：强可运营(市场化)、强可感知(市民化)、强广泛参与(社会化)和强创新(能扩散)的城市经济引擎，以芯片式的智慧园区，模块化针对性植入到城市，为城市信息化提速、促进产业升级和大数据沉淀、开放大数据在智慧城市应用的路径，逐步构建智慧经济支撑城市总体发展的体系、路径、方式和方法。
核心路径包括以下几点：
(1)可持续规划。依托科学有效可行的智慧城市规划，规划应注重信息化与智慧化的结合并考虑有所区别，避免将智慧化等同于信息化，逐步形成规划自身的特点和存在的价值。
(2)具有可观的人群密度。准确有效的人群集聚有助于产生一定密度的社会需求和行为活动，智慧化应用构建后才可能催生相当规模的实际运用，缺乏人群承载或无法扩散到规模人群，智慧应用的体验性、经济性和实用性均无法实现。
(3)有生命力的实施项目。平台、中心、云、网络等硬件体系构建应强化论证，避免先打基础，再深入考虑应用嫁接，坚持供给侧改革、政府引导和市场主导驱动的原理，设置严格的立项标准，基础与应用同步设计、实施与运营融合实现、满足政府与市场刚性需求的首位原则。
(4)垂直链条单项应用切入，在时空上快速布点。在设计上，避免复杂、牵涉多个对象的应用，强调在细分领域/交叉跨界的垂直链条上探索应用，并突出在时间和空间上的有效布局。
(5)与开发主体的深度联合。当前智慧化基础设施建设与应用，与开发主体总体属于浅层面的项目合作关系，开发主体总体上尚未认知智慧化的潜力与价值，基本从需求角度对信息和通讯主体提项目要求，缺乏深度联合，共同策划、设计高度智慧的创新型建筑、交通和基础设施等。
(6)健全政府政策引导补足短板。以PPP方式实施智慧城市，总体处于探索的起步阶段，既要适应常规的PPP导则、要求和方式，同时应针对智慧城市的特点，健全政府引导政策，尤其是智慧城市PPP实施办法、项目管理规定等，为社会资本参与提供可操作的政策路径。
(7)政企协同合作形成综合和单项案例集。智慧城市PPP项目数和合同规模总体低于总项目水平，在PPP总项目中的比重低于1%，丰富政企协同合作，尝试综合或单项领域的项目实践，促进广泛的案例在行业水平的呈现，有助知识传播与借鉴。
(8)非金融领域沉淀的大数据价值挖掘与应用。运营的核心包括数据、效率和效果等的提升。与金融领域的大数据挖掘、开发程度相比，非金融领域的较为有限，制约各类平台的数据沉淀、价值发挥和实施运营。应从服务城市运营、政府治理、市民活动和社会文明等定性定量甄别具有规模效应的大数据应用。
(9)构建应用型理论支撑智慧城市项目设计，催生数字经济。面向城市，以园区为主体，从产城融合、空间生态自组织和协同出发，构建智慧城市理论，与城市空间和产业高度契合、协同，设置智慧城市项目，逐步探索精准招商，构建本地化的智慧城市产城体系与集群，加速城市产业升级，加快产经大数据沉淀与应用，在空间规划中实施产城融合设计，实现宜居；针对园区多主体，构建空间生态的自组织，在时间、任务上实现协同，设置市(区)两级智慧城市PPP基金、规范SPV公司绩效管理，从而实现数字经济。