智慧城市經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，但在技術創新、商業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：

1. 城市狀態感知：城市地域廣闊，場景複雜， 城市的狀態（如交通、人流、能耗、消費、環境、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的資料是開展智慧城市應用的基礎，同樣也是一大難題。資料來源多、產生機理不一，資料介面多樣，資料型別複雜等問題給城市狀態感知 帶來了挑戰。

2. 城市資料管理：城市中的資料多源異構，大致分為以下三類：以影象、語音和文字為代表的非結構化資料，以電子政務表格為代表的結構化資料，以地理資訊和物聯網資料為代表的時空資料（如交通流、人流、能耗、氣象等）。這些資料體量巨大、更新快，且在一個智慧城市的應用中往往要使用多類資料。因此，在城市狀態感知之後，如何治理和管理好這些紛繁複雜的資料並有效支撐上層應用是一大挑戰。

3. 城市資料的分析和挖掘：早年間的智慧城市建設依靠資料直接表達的資訊來解決問題（如水、電、氣的線上繳費和查詢服務），資料背後更深層次的知識有待進一步發掘，不同資料的融合和知識協同還遠遠不足。也就是說，城市資料被利用的深度和廣度還很不足。

4. 資料共享和資料安全的矛盾：當今大家都開始意識到資料的重要性，但也越來越不願意分享自己的資料。此外，一些機密性高或者涉及到個人敏感資訊的資料不能共享，政府部門之間、政府和企業之間，以及企業與企業之間的資料壁壘很難完全打破，資料不太可能（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資料共享交換平臺，但很多資料（如公安、稅務部門等）無法實現完全的共享，更無法有效地利用網際網路企業的資料。如何在確保資料安全的前提下做到知識的安全共享（而非原始資料的物理匯聚）是一大難題。

5. 城市的展現：智慧城市的應用經常會涉及到資料呈現和結果展示，但目前的資訊展現往往是單向靜態的大屏，展現端對現實物理世界資料的探查能力不足；此外，缺乏人機互動和人機智慧融合的可視分析能力；同時，透過展現端對物理世界的反控能力更是不足，城市的展現和感知沒有形成閉環。

6. 智慧城市生態：智慧城市的業務涉及範圍廣、邏輯複雜、技術門檻高，很難依靠單一機構來完成。傳統的“總整合商+分包商”的模式很容易造成各自為政、各自基於自有產品和技術來實施的格局，最終產生資訊孤島，無法解決該問題。普通的雲計 算平臺並非為智慧城市業務專門設計，缺乏有效的元件（如交通流量預測模組、充電樁選址模組、人流聚集預警模組等），在雲平臺上直接開發智慧應用的難度大、門檻高、代價沉重，且比較封閉，可擴充套件性和複用性弱。很多常年服務於政府、深知政府業務的資訊化公司很難參與到高階智慧城市應用的建設中來。

基於以上挑戰，當今智慧城市建設急需一個開放、公共的數字底層來提供高效的、面向智慧城市業務的元件化服務，以解決城市感知、資料管理、分析挖掘、資料共享和安全以及城市展現的問題。這個數字底層就是智慧城市作業系統。它既可以服務於政府，提高政府的城市治理能力和效率，並具備優良的可擴充套件性，以應對不斷湧現的城市業務；同時，它也可以賦能於智慧城市領域的生態夥伴，發揮它們瞭解城市業務的優勢，降低研發成本，從而構建一個多方基於統一底層來共建智慧城市的生態，讓大家來共同解決城市中的問題。