一、背景
說到智慧城市，就必須提起一家公司“IBM”（國際商業機器公司）。為了能應對金融危機，使企業獲得更高一些的利潤率，IBM公司將業務核心由硬體轉為軟體和諮詢服務，並於2008年11月提到了“智慧地球”的理念，引發了美國和全世界的關注。智慧地球分為三個要素，即“3I”：物聯化、互聯化、智慧化，指的是把全新一代的IT、網際網路技術充分運用到各行各業各個領域，把感應器嵌入、裝備到全世界的醫療機構、電力系統、鐵路交通、橋樑工程、隧道施工、公路交通、工程建築、供水系統、水利樞紐、油氣管道，利用網際網路生成“物聯網”；然後利用超級計算機和雲端計算，可使人們以更加精細、動態的方式和生活，從而在世界範圍內提升“智慧水平”，最終便是“網際網路+物聯網=智慧地球”。

“智慧城市”是“智慧地球”從理念到實際、落地我國的措施。2009年，就在我國提到四萬億投資應對金融危機時，智慧城市這一議題引發了國內各界人士的極大興趣。IBM公司把握機遇，趁熱打鐵，在我國連續性召開了二十二場智慧城市的研討會，與超過兩百名市長及近兩千名城市政府官員交流。智慧城市的理念獲得了廣泛性的認同，南京、瀋陽、成都、崑山等國內許多城市已經與IBM進行了戰略合作。為支援上海市政府舉辦世博會，IBM於2008年9月與上海世博局簽訂協議，成為我國2010年上海世博會計算機系統與整合諮詢服務高階贊助商。在隨後近兩年的時間裡，IBM整合全球資源，以“智慧城市”為核心理念，與世博局及有關使用者和合作夥伴一起共同奮鬥，積極支援，配合了世博會的建設工作。但是關於智慧城市，現如今都還沒有統一的定義和解釋。

二、智慧城市的定義
IBM給出“智慧城市”的定義為：運用資料資訊和通訊技術手段感測、分析、整合城市運作核心系統的各項關鍵資料資訊，從而對包括民生工程、環境保護、公共安全、城市服務、工商業活動在內的各類需求做出智慧化響應。IBM定義的實質是用先進的資訊科技，實現城市智慧式管理和運作，進而為城市中的人建立更美好的生活，推動城市的和諧、可持續成長。
IBM“智慧城市”的理念把城市本身看作一個生態系統，城市中的民眾、交通、能源、商業、通訊、水資源構成了一個又一個的子系統。這些子系統產生一個普遍聯絡、相互促進、彼此影響的整體。在以往的城市發展過程中，由於科技力量的欠缺，這些子系統之間的關聯難以為城市發展提供整合的資訊支援。而在未來，藉助於全新一代的物聯網、雲端計算、決策分析優化等資訊科技，運用感知化、物聯化、智慧化的方式，可以將城市中的物理基礎設施、資訊基礎設施、社會基礎設施和商業基礎設施連線起來，變成全新一代的智慧化基礎設施，使城市中各領域、各子系統之間的關聯展現出來，就彷彿給城市裝上網路神經系統，使之變成可以指揮決策、實時反應、協調運作的“系統之系統”。智慧的城市意味著在城市不同的部門和系統之間完成資訊共享和協同作業，更合理的運用資源、做出最好的城市發展和管理決策、及時預測和應對突發事件和災害。
國際電信聯盟祕書長哈馬德·圖埃指出，每一個國家的城市都會因為資訊通訊技術的運用，變得更加美好。國家資訊化專家諮詢委員會副主任、中國工程院副院長鄔賀銓指出，智慧城市便是一個網路城市，物聯網是智慧城市的關鍵標識。國際歐亞科學院院士王欽敏指出，智慧城市是充分運用資訊化有關技術，利用監測、分析、整合、以及智慧響應的方式，綜合各職能部門，整合優化現有資源，提供更好的服務、綠色環境、和諧社會，確保城市可持續發展，為公司企業及大眾構建一個優良的工作、生活和休閒的環境，它包括城市智慧交通系統、城市指揮中心、能源管理系統、公共安全、環境保護等。兩院院士、武漢大學教授李德仁形象的說法是：數字城市+物聯網=智慧城市。
總而言之，智慧城市是以網際網路、物聯網、電信網、廣電網、無線寬頻網等網路組合為基礎，以智慧技術高度整合化、智慧產業高階發展、智慧服務高效便民為重要特點的城市發展新模式。智慧化是繼工業化、電氣化、資訊化之後，世界科技革命又一次新的突破。利用智慧技術，建設智慧城市，是當今世界城市發展的趨勢和特點。
三、願景
在我國，智慧城市是城市化發展的高階階段，智慧城市建設是推進符合國家特色的城市資訊化樣本，兼備戰略和現實意義。智慧城市設想是創造“宜居、舒適、安全”的城市生活環境，要改進城市綜合管理、經濟建設、民生服務等方面，實現城市“感知、互聯和智慧”。要實現這個目標，少不了先進和創新的技術支撐。
從鋪裝網路、安裝感測器、搭建系統平臺到實現資料資訊全採集，邊緣計算在智慧城市中擁有著豐富的應用場景。在道路兩旁路燈燈杆上安裝感測器，便於採集城市路面資料資訊，檢測空氣質量、光照強度、噪音水平等環境資料資訊。當路燈出現故障時可以及時反饋至維護保養人員。在大樓電梯內安裝感測器，採集電梯載客人數、執行時間等資料資訊，並將資料資訊提交雲平臺，利用統計分析可以優化電梯運營、排查故障原因。
在商業樓宇停車場內安裝停車感測器，便於物業運營管理車位，同時駕駛員也能利用第三方應用程式，根據感測器發來的資訊得知空車位資料資訊，後臺車位資料資訊的採集、分析及合理排程及基於停車現場的車位資料資訊及時獲取，組成了健全的停車感測器系統，一定程度可以緩解高峰期“停車難”的城市化難題。
四、邊緣計算在智慧城市的優勢
智慧城市的建設依賴於單一的集中處理方式的雲端計算模型難以解決所有的問題，需求各種計算模式的結合才可以解決這些問題。邊緣計算模型可以把計算最大程度遷移到資料來源附近的原則，使用者需求在計算模型的邊緣處理。邊緣計算在智慧城市中有下列幾個方面優勢：
1）海量資料處理：在一個人口眾多的大城市中，無時無刻不在形成著海量的資料資訊，而這些資料資訊假如全都交給雲中心來處理，那麼將會造成 極大的網路負擔，資源浪費情況嚴重。假如這些資料資訊可以就近進行處理，在資料來源所在的區域網內進行處理，那麼網路負載便會大大降低，資料資訊的處理能力也會有更進一步的提升。
2）低延遲：在大城市中，有很多服務專案是要求具備實時特性的，這就要求反應速度可以儘可能的進一步提升。比如醫療服務和公共安全方面，通過邊緣計算，將縮減資料資訊在網路中傳輸的時間，簡化網路結構，對於資料的分析、診斷和決策都可以交給邊緣結點來進行處理，從而提升使用者體驗。
3）位置感知：對基於位置的一些運用來說，邊緣計算的效能要基於雲端計算。比如導航，終端裝置可以根據自身的實時位置把相關位置資訊和資料資訊交給邊緣結點來進行處理、邊緣結點基於現有的資料資訊進行判斷和決策。整個過程中的網路開銷都是最少的。使用者請求得以極快的得到響應。
五、邊緣計算助力智慧城市
伴隨著城市交通資料量的增加，使用者對海量交通訊息的實時性需求也會隨之提升。假如把資料資訊全都傳到雲端計算中心，將會產生頻寬資源的浪費和延時等問題，但假如把資料資訊在邊緣伺服器上進行實時分析和處理，便可根據道路實時狀況和可用資源對使用者做出相對應的指示。
邊緣計算在智慧城市交通的運用不僅僅體現在智慧交通的控制系統、車聯網等上，還體現在智慧城市運輸和設施管理等基於地理位置的運用上，對於位置識別技術，邊緣計算可以對基於地理位置的資料資訊進行實時處理和收集，而無須再傳輸到雲端計算中心進行相對應的操作。在城市視訊監控系統的運用上，可以建立結合邊緣計算模型和視訊監控技術的新型視訊監控運用的軟硬體服務平臺，以提升視訊監控系統前端攝像頭的智慧處理能力，進而實現重大刑事案件和恐怖襲擊活動預警系統和處置機制。
城市中照明、製冷、電器等的過度無序使用，導致電能的大量消耗，傳統的人工干預的方式難以依據具體環境的需求即時有序地調控照明及製冷系統，導致即便 沒人用燈也常亮、空調常開的情況，消耗了大量的能源，而利用邊緣計算可依據具體環境和能效控制策略進行即時有序調控，完成精細化管理，並定期與雲端同步。邊緣計算在城市能效管理上的運用可以為之帶來更高的可靠性和更低的能源消耗和維護成本，完成城市樓宇能效管理和智慧路燈等。
邊緣計算賦能的智慧城市典型運用主要包括智慧電梯和智慧照明。
1、邊緣計算可以完成電梯故障的即時響應。“梯聯網”一般採用電梯感測器資料-遠端APP-雲端這條資料傳輸鏈路，該鏈路一旦意外中斷，感測器邊緣元件要相對性獨立且具有計算能力，而邊緣計算可使這個能力可以開放給專業的電梯解決方案供應商。
2、邊緣計算可以保證實時資料本地存活。“梯聯網”中上雲很重要，但與雲的鏈路一旦中斷，就需要邊緣閘道器可以具有處理本地事務的機制，將資料實時存在閘道器上，待網路恢復後上傳。
3、邊緣計算可以完成資料聚合。電梯感測器每天收集的資料量及其龐大，邊緣計算可以保證部分資料及時聚合處理，無需與雲建立連線，上傳雲端。
六、結論
智慧城市的建設依賴於單一的集中處理方式的雲端計算模型難以應對所有的問題，需要各種計算模式的結合才可以解決這些問題。邊緣計算模型可作為雲端計算中心在網路邊緣的延伸，可以高效地處理城市中任何時刻產生的海量資料，更安全地處理使用者和有關機構的隱私資料，才能夠協助政府部門更快更及時地做出決策，提升城市居民的生活品質。