智慧城市經(jīng)過多年的建設取得了階段性的成果，解決了一部分城市中存在的問題，但在技術創(chuàng)新、商業(yè)模式和體制改革等方面仍然有很多難點需 要攻克。其中，在技術相關領域的智慧城市建設正面臨著以下6方面的挑戰(zhàn)：

1. 城市狀態(tài)感知：城市地域廣闊，場景復雜， 城市的狀態(tài)（如交通、人流、能耗、消費、環(huán)境、氣象、災難等）也瞬息萬變，如何及時、準確地捕捉可以反映城市狀態(tài)的數(shù)據(jù)是開展智能城市應用的基礎，同樣也是一大難題。數(shù)據(jù)源多、產(chǎn)生機理不一，數(shù)據(jù)接口多樣，數(shù)據(jù)類型復雜等問題給城市狀態(tài)感知 帶來了挑戰(zhàn)。

2. 城市數(shù)據(jù)管理：城市中的數(shù)據(jù)多源異構，大致分為以下三類：以圖像、語音和文本為代表的非結構化數(shù)據(jù)，以電子政務表格為代表的結構化數(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，且在一個智能城市的應用中往往要使用多類數(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雜的數(shù)據(jù)并有效支撐上層應用是一大挑戰(zhàn)。

3. 城市數(shù)據(jù)的分析和挖掘：早年間的智慧城市建設依靠數(shù)據(jù)直接表達的信息來解決問題（如水、電、氣的在線繳費和查詢服務），數(shù)據(jù)背后更深層次的知識有待進一步發(fā)掘，不同數(shù)據(jù)的融合和知識協(xié)同還遠遠不足。也就是說，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：當今大家都開始意識到數(shù)據(jù)的重要性，但也越來越不愿意分享自己的數(shù)據(jù)。此外，一些機密性高或者涉及到個人敏感信息的數(shù)據(jù)不能共享，政府部門之間、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之間的數(shù)據(jù)共享交換平臺，但很多數(shù)據(jù)（如公安、稅務部門等）無法實現(xiàn)完全的共享，更無法有效地利用互聯(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)：智慧城市的應用經(jīng)常會涉及到數(shù)據(jù)呈現(xiàn)和結果展示，但目前的信息展現(xiàn)往往是單向靜態(tài)的大屏，展現(xiàn)端對現(xiàn)實物理世界數(shù)據(jù)的探查能力不足；此外，缺乏人機交互和人機智能融合的可視分析能力；同時，通過展現(xiàn)端對物理世界的反控能力更是不足，城市的展現(xiàn)和感知沒有形成閉環(huán)。

6. 智能城市生態(tài)：智慧城市的業(yè)務涉及范圍廣、邏輯復雜、技術門檻高，很難依靠單一機構來完成。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)品和技術來實施的格局，最終產(chǎn)生信息孤島，無法解決該問題。普通的云計 算平臺并非為智能城市業(yè)務專門設計，缺乏有效的組件（如交通流量預測模塊、充電樁選址模塊、人流聚集預警模塊等），在云平臺上直接開發(fā)智能應用的難度大、門檻高、代價沉重，且比較封閉，可擴展性和復用性弱。很多常年服務于政府、深知政府業(yè)務的信息化公司很難參與到高級智能城市應用的建設中來。

基于以上挑戰(zhàn)，當今智慧城市建設急需一個開放、公共的數(shù)字底層來提供高效的、面向智能城市業(yè)務的組件化服務，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)的問題。這個數(shù)字底層就是智能城市操作系統(tǒng)。它既可以服務于政府，提高政府的城市治理能力和效率，并具備優(yōu)良的可擴展性，以應對不斷涌現(xiàn)的城市業(yè)務；同時，它也可以賦能于智慧城市領域的生態(tài)伙伴，發(fā)揮它們了解城市業(yè)務的優(yōu)勢，降低研發(fā)成本，從而構建一個多方基于統(tǒng)一底層來共建智能城市的生態(tài)，讓大家來共同解決城市中的問題。