一、背景
说到智慧城市，就必须提起一家公司“IBM”（国际商业机器公司）。为了能应对金融危机，使企业获得更高一些的利润率，IBM公司将业务核心由硬件转为软件和咨询服务，并于2008年11月提到了“智慧地球”的理念，引发了美国和全世界的关注。智慧地球分为三个要素，即“3I”：物联化、互联化、智能化，指的是把全新一代的IT、互联网技术充分运用到各行各业各个领域，把感应器嵌入、装备到全世界的医疗机构、电力系统、铁路交通、桥梁工程、隧道施工、公路交通、工程建筑、供水系统、水利枢纽、油气管道，利用互联网生成“物联网”；然后利用超级计算机和云计算，可使人们以更加精细、动态的方式和生活，从而在世界范围内提升“智慧水平”，最终便是“互联网+物联网=智慧地球”。
“智慧城市”是“智慧地球”从理念到实际、落地我国的措施。2009年，就在我国提到四万亿投资应对金融危机时，智慧城市这一议题引发了国内各界人士的极大兴趣。IBM公司把握机遇，趁热打铁，在我国连续性召开了二十二场智慧城市的研讨会，与超过两百名市长及近两千名城市政府官员交流。智慧城市的理念获得了广泛性的认同，南京、沈阳、成都、昆山等国内许多城市已经与IBM进行了战略合作。为支持上海市政府举办世博会，IBM于2008年9月与上海世博局签订协议，成为我国2010年上海世博会计算机系统与集成咨询服务高级赞助商。在随后近两年的时间里，IBM整合全球资源，以“智慧城市”为核心理念，与世博局及有关用户和合作伙伴一起共同奋斗，积极支持，配合了世博会的建设工作。但是关于智慧城市，现如今都还没有统一的定义和解释。
二、智慧城市的定义
IBM给出“智慧城市”的定义为：运用数据信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运作核心系统的各项关键数据信息，从而对包括民生工程、环境保护、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各类需求做出智能化响应。IBM定义的实质是用先进的信息技术，实现城市智慧式管理和运作，进而为城市中的人创建更美好的生活，推动城市的和谐、可持续成长。
IBM“智慧城市”的理念把城市本身看作一个生态系统，城市中的民众、交通、能源、商业、通信、水资源构成了一个又一个的子系统。这些子系统产生一个普遍联系、相互促进、彼此影响的整体。在以往的城市发展过程中，由于科技力量的欠缺，这些子系统之间的关联难以为城市发展提供整合的信息支持。而在未来，借助于全新一代的物联网、云计算、决策分析优化等信息技术，运用感知化、物联化、智能化的方式，可以将城市中的物理基础设施、信息基础设施、社会基础设施和商业基础设施连接起来，变成全新一代的智慧化基础设施，使城市中各领域、各子系统之间的关联展现出来，就仿佛给城市装上网络神经系统，使之变成可以指挥决策、实时反应、协调运作的“系统之系统”。智慧的城市意味着在城市不同的部门和系统之间完成信息共享和协同作业，更合理的运用资源、做出最好的城市发展和管理决策、及时预测和应对突发事件和灾害。
国际电信联盟秘书长哈马德·图埃指出，每一个国家的城市都会因为信息通信技术的运用，变得更加美好。国家信息化专家咨询委员会副主任、中国工程院副院长邬贺铨指出，智慧城市便是一个网络城市，物联网是智慧城市的关键标识。国际欧亚科学院院士王钦敏指出，智慧城市是充分运用信息化有关技术，利用监测、分析、整合、以及智能响应的方式，综合各职能部门，整合优化现有资源，提供更好的服务、绿色环境、和谐社会，确保城市可持续发展，为公司企业及大众构建一个优良的工作、生活和休闲的环境，它包括城市智能交通系统、城市指挥中心、能源管理系统、公共安全、环境保护等。两院院士、武汉大学教授李德仁形象的说法是：数字城市+物联网=智慧城市。
总而言之，智慧城市是以互联网、物联网、电信网、广电网、无线宽带网等网络组合为基础，以智慧技术高度集成化、智慧产业高端发展、智慧服务高效便民为重要特点的城市发展新模式。智慧化是继工业化、电气化、信息化之后，世界科技革命又一次新的突破。利用智慧技术，建设智慧城市，是当今世界城市发展的趋势和特点。
三、愿景
在我国，智慧城市是城市化发展的高级阶段，智慧城市建设是推进符合国家特色的城市信息化样本，兼备战略和现实意义。智慧城市设想是创造“宜居、舒适、安全”的城市生活环境，要改进城市综合管理、经济建设、民生服务等方面，实现城市“感知、互联和智慧”。要实现这个目标，少不了先进和创新的技术支撑。
从铺装网络、安装传感器、搭建系统平台到实现数据信息全采集，边缘计算在智慧城市中拥有着丰富的应用场景。在道路两旁路灯灯杆上安装传感器，便于采集城市路面数据信息，检测空气质量、光照强度、噪音水平等环境数据信息。当路灯出现故障时可以及时反馈至维护保养人员。在大楼电梯内安装传感器，采集电梯载客人数、运行时间等数据信息，并将数据信息提交云平台，利用统计分析可以优化电梯运营、排查故障原因。
在商业楼宇停车场内安装停车传感器，便于物业运营管理车位，同时驾驶员也能利用第三方应用程序，根据传感器发来的信息得知空车位数据信息，后台车位数据信息的采集、分析及合理调度及基于停车现场的车位数据信息及时获取，组成了健全的停车传感器系统，一定程度可以缓解高峰期“停车难”的城市化难题。
四、边缘计算在智慧城市的优势
智慧城市的建设依赖于单一的集中处理方式的云计算模型难以解决所有的问题，需求各种计算模式的结合才可以解决这些问题。边缘计算模型可以把计算最大程度迁移到数据源附近的原则，用户需求在计算模型的边缘处理。边缘计算在智慧城市中有下列几个方面优势：
1）海量数据处理：在一个人口众多的大城市中，无时无刻不在形成着海量的数据信息，而这些数据信息假如全都交给云中心来处理，那么将会造成 极大的网络负担，资源浪费情况严重。假如这些数据信息可以就近进行处理，在数据源所在的局域网内进行处理，那么网络负载便会大大降低，数据信息的处理能力也会有更进一步的提升。
2）低延迟：在大城市中，有很多服务项目是要求具备实时特性的，这就要求反应速度可以尽可能的进一步提升。比如医疗服务和公共安全方面，通过边缘计算，将缩减数据信息在网络中传输的时间，简化网络结构，对于数据的分析、诊断和决策都可以交给边缘结点来进行处理，从而提升用户体验。
3）位置感知：对基于位置的一些运用来说，边缘计算的性能要基于云计算。比如导航，终端设备可以根据自身的实时位置把相关位置信息和数据信息交给边缘结点来进行处理、边缘结点基于现有的数据信息进行判断和决策。整个过程中的网络开销都是最少的。用户请求得以极快的得到响应。
五、边缘计算助力智慧城市
伴随着城市交通数据量的增加，用户对海量交通信息的实时性需求也会随之提升。假如把数据信息全都传到云计算中心，将会产生带宽资源的浪费和延时等问题，但假如把数据信息在边缘服务器上进行实时分析和处理，便可根据道路实时状况和可用资源对用户做出相对应的指示。
边缘计算在智慧城市交通的运用不仅仅体现在智能交通的控制系统、车联网等上，还体现在智慧城市运输和设施管理等基于地理位置的运用上，对于位置识别技术，边缘计算可以对基于地理位置的数据信息进行实时处理和收集，而无须再传输到云计算中心进行相对应的操作。在城市视频监控系统的运用上，可以创建结合边缘计算模型和视频监控技术的新型视频监控运用的软硬件服务平台，以提升视频监控系统前端摄像头的智能处理能力，进而实现重大刑事案件和恐怖袭击活动预警系统和处置机制。
城市中照明、制冷、电器等的过度无序使用，导致电能的大量消耗，传统的人工干预的方式难以依据具体环境的需求即时有序地调控照明及制冷系统，导致即便 没人用灯也常亮、空调常开的情况，消耗了大量的能源，而利用边缘计算可依据具体环境和能效控制策略进行即时有序调控，完成精细化管理，并定期与云端同步。边缘计算在城市能效管理上的运用可以为之带来更高的可靠性和更低的能源消耗和维护成本，完成城市楼宇能效管理和智能路灯等。
边缘计算赋能的智慧城市典型运用主要包括智能电梯和智能照明。
1、边缘计算可以完成电梯故障的即时响应。“梯联网”一般采用电梯传感器数据-远端APP-云端这条数据传输链路，该链路一旦意外中断，传感器边缘组件要相对性独立且具有计算能力，而边缘计算可使这个能力可以开放给专业的电梯解决方案供应商。
2、边缘计算可以保证实时数据本地存活。“梯联网”中上云很重要，但与云的链路一旦中断，就需要边缘网关可以具有处理本地事务的机制，将数据实时存在网关上，待网络恢复后上传。
3、边缘计算可以完成数据聚合。电梯传感器每天收集的数据量及其庞大，边缘计算可以保证部分数据及时聚合处理，无需与云建立连接，上传云端。
六、结论
智慧城市的建设依赖于单一的集中处理方式的云计算模型难以应对所有的问题，需要各种计算模式的结合才可以解决这些问题。边缘计算模型可作为云计算中心在网络边缘的延伸，可以高效地处理城市中任何时刻产生的海量数据，更安全地处理用户和有关机构的隐私数据，才能够协助政府部门更快更及时地做出决策，提升城市居民的生活品质。