智慧城市顶层设计与企业 IT 架构设计的异同研究
摘要：在当前 IT 架构技术已经日趋成熟的今天，智慧城市顶层设计的概念方兴未艾，文章通过研究智慧城市顶层设计与企业IT架构设计的异同，通过借鉴参考成熟企业IT架构设计理念和技术，研究未来智慧城市顶层设计的发展方向和技术趋势。
关键词：智慧城市；顶层设计；企业 IT 架构设计中图分类号：TP309 文献标识码：A 文章编号：1673-1131（2015）10-0083-03.
1 智慧城市顶层设计的发展现状
“顶层设计”在中共中央关于“十二五”规划的建议中首次出现，这一新名词进入国家新五年规划，预示着中国改革事业进入了新的征程。
1.1 智慧城市顶层设计概念
“顶层设计”是源于大型技术工程领域的一个术语，针对某一具体的设计对象，运用系统论的方式自高端开始的总体构想和战略设计，注重规划设计与实际需求的紧密结合，强调设计对象定位上的准确、结构上的优化、功能上的协调、资源上的整合，是一种将复杂对象简单化、具体化、程式化的设计方法。
智慧城市建设是一项系统工程，做好整体规划是前提条件。“智慧城市顶层设计”是以智慧城市为导向，从全局的视角出发，进行总体架构的设计。它对整个架构的各个方面、各个层次、各种参与力量、各种正面的促进因素和负面的限制因素进行统筹考虑和设计，涉及城市信息化建设的方方面面，强调系统化、清晰化、可操控。
1.2 智慧城市顶层设计的主要内涵和研究方法
智慧城市顶层设计应该是总体设计之上的战略性设计，这种设计不仅是为城市本身而设计，更要为城市发展中的市民体验而设计——所谓城市发展包括社会、经济与文化的发展，市民体验则是能够为百姓带来切实可感的信息化生存环境。这才是智慧城市的设计之道，也是智慧城市顶层设计的真正内涵。
总的来说，“智慧城市顶层设计”的内涵特点主要体现在三个方面：
一是整体战略性。智慧城市顶层设计需要从紧密契合城市发展需求入手，明确智慧城市发展的核心目标。“顶层设计”
所有的子系统或人物单元都需要紧紧指向和围绕核心目标，实现预期的整体效应。
二是理论与实践的缜密结合。“智慧城市顶层设计”是“自上而下”的设计，并非凭空建构，是源于并高于实践，是对实践经验和感性认识的理性提升，其成功的关键是在理想与现实之间绘制出一张指导性的、可控的“蓝图”，并通过实践使之得以实现。
三是强有力的执行性。“智慧城市顶层设计”的整体战略蓝图需要全社会共同努力才能真正得以实现。
智慧城市顶层设计需要全方位地考虑建设智慧城市中所涉及的各个方面，因此在对智慧城市进行顶层设计时要按照以下原则进行统筹安排，达到效益最大化。
（1）紧密结合城市发展战略，充分考虑城市主体对智慧城市建设的需求，以可持续发展理念为指导，抓住城市演进本质与城市发展关键资源要素进行顶层设计。 （2）用顶层设计的方法，全面、多维、立体地分析智慧城市视角下的城市要素体系、运行管理体系、公共服务体系、技术支撑体系、法律保障体系、目标评估体系等架构与内在逻辑关系。
（3）努力做到指导城市各要素高效、协调运作，形成以智慧技术高度集成、智慧产业高端发展、智慧服务高效便民为主要特征的城市发展新模式。
（4）发挥信息技术和大数据的基础作用，智慧城市发展的本质体现在“高效”和“人本”两个关键词，是城市发展的一种高级阶段。在智慧城市规划、建设及管理的各个环节都应充分发挥大数据的作用，制定智慧化的需求解决方案。
从顶层设计的角度看，智慧城市就是在一套明确的指引体系的指导下，在一套完善的保障体系的保障下的多个城市功能平面的系统性升级，以及这些平面间的相互协同所达到的城市智慧化升级的持续化过程和阶段性成果的集合。面向城市主体需求的功能空间整合是智慧城市顶层设计的关键。
1.3 当前智慧城市顶层设计主要存在的问题
顶层设计对智慧城市建设的成效至关重要。目前全世界的智慧城市建设还处在摸索过程中，如果在建设过程中没有一个整体性的顶层设计指导，必然会增加智慧城市建设失败的风险。
笔者将当前智慧城市顶层设计中突出的短板与误区归纳总结为以下几点，这些症结对智慧城市的快速健康发展形成很大阻碍：
（1）技术驱动特征明显，智慧与城市脱节。把时下流行的先进的信息技术不加以分析地都倾注到城市之上的现象，并没有实现信息技术与城市各功能模块的深度融合，而是浮于表面，解决不了深层次的矛盾。
（2）规划主观，缺乏融合。如果就城市论城市，制约条件与边界条件考虑较少，规划设计就会偏于主观。无论哪个城市的智慧系统，都不可能始终独立，否则可能根本发挥不了作用，甚至可能推倒重来。
（3）重硬轻软实施难度大。如果信息通信从业者缺乏对政府治理体系的认知和经历，捕捉不到体制机制的关键问题，提出的保障措施和推进策略难以切中关键，资源集约、信息共享、应用协同等这些智慧城市的核心价值就难以实现。
（4）设计、建设、运营脱节，各方配合不顺。智慧城市建设涉及设计、建设、运营三个关键环节和众多的参与者（地方政府、各职能部门、企业），如果缺乏动员机制，就会造成很大的内耗，甚至致使设计、建设、运营几个环节的脱节。
2 大型企业 IT 架构设计的发展现状
2.1 企业 IT 架构设计的主要概念
企业的IT架构就是指支持企业业务运营的一整套信息系 统的架构。
企业架构是对真实世界企业的业务流程和IT设施的抽象描述，它是包括企业战略、组织、职能、业务流程、IT系统、数据、网络部署等的完整、一体化描述，企业架构反映了企业业务的状况，并体现了业务与 IT 的映射关系，能明确各类 IT 设施对业务的支撑关系。
企业架构领域原则上的关注点是企业范围内的业务需求的识别、规范及优先级划分，企业架构如同战略规划，可以帮助企业执行业务战略规划及 IT 战略规划。
2.2 企业 IT 架构设计的主要内涵和方法论
企业架构的目的是将跨企业的、常为零散的那些遗留流程优化进一个集成的环境，它可以及时响应变更并有效地支持业务战略的交付。企业架构能够平衡 IT 效率与业务创新之间的关系，对创新进行管理。各业务单元可以踏踏实实地进行创新以获得自身竞争优势。同时，可以保证组织的全面 IT战略需要，实现企业范围内最紧密的协作。
企业架构规划最常采用 TOGAF（开放组体系结构框架）及其架构开发方法（Architecture Development Method，ADM）。
在业务战略方面，TOGAF 被用来定义企业的使命、目标、组织架构、职能和角色。在 IT 战略方面，TOGAF 及 ADM 详细描述了如何定义业务架构、数据架构、应用架构和技术架构，是IT 战略规划的最佳实践的指引。企业架构是承接企业业务战略与 IT 战略之间的桥梁与标准接口，是企业信息化规划的核心。
2.3 企业 IT 架构技术的发展历程
随着技术发展，企业架构设计模式也发生了很大变化，下面逐个对各个时代的主流企业架构设计模式的变迁进行探讨。
2.3.1 主机时代
在这个时代，几乎所有的计算功能和系统的组成部分，都包括在一台机器里，很多人分时地共同使用一台计算机。各个主机之间的数据、功能很难共享和相互调用。这是时代没有实质的企业架构可言。
2.3.2 客户/服务器时代
在这个时代，二层结构被广泛使用，客户端是用户界面和其他应用代码，服务器端一般是数据库。那个时代，很多开发工具也配合着做了很多定制。虽然后来随着业务逻辑的逐步复杂化，可以把部分逻辑代码通过存储过程进行封装，但还是没有改变二层的本质。示意图如图 1 所示。
图 1 二层企业架构
这种企业架构更多地从技术视角，几乎没有其他视角（业务视角），因为当时的应用需求相对简单、业务逻辑简单，二层结构确实能满足当时的用户需求。各个系统逐步形成了一个独立信息孤岛，可以看到企业中的系统几乎都是烟囱式的结构，示意图如图 2。 2.3.3 多层结构时代在这个时代，由于互联网的快速发展，企业架构逐步发展为三层结构或更多层，这里以三层为主进行说明，这三个层次分别为：表现层、领域层、数据层。经过长期的实践，还可以抽象出一些通用的业务模型和公用的类库，示意图如图 3。
图 3 三层企业架构
2.3.4 面向服务的时代
在这个时代，主要是基于标准、开放的互联网技术，以服务为对象建设企业信息化应用。面向服务的企业架构能适应多变的业务需求，把开发和运维也纳入到企业架构中，和运行架构一同组成了企业架构，消除了企业中应用的烟囱式结构，采用服务共享的一体化信息系统体系。架构示意图如图 4。
图 4 SOA 企业架构参考
3 智慧城市顶层设计与企业 IT 架构设计的异同3.1 设计理念的异同顶层设计和企业 IT 架构都是为了整合、管理某一区域范围内的信息数据，都是采用高层视角来设计规划，都包含数据、业务、应用、技术等方面，增强区域的信息化，便于管理，达到资源共享的目的，给管理层做出决策提供有用信息。不同的是智慧城市顶层设计是针对城市而言，需要综合考虑城市内部的各方面。智慧城市顶层设计总体架构分为智慧城市决策管理层、智慧城市应用层、智慧城市基础设施层。而企业 IT 架构是对企业的业务流程和 IT 设施进行抽象描述，它是包括企业战略、组织、职能、业务流程、IT系统、数据、网络部署等的一体化描述，企业架构反映了企业业务的状况，并体现了业务与IT 的映射关系，能明确各类 IT 设施对业务的支撑关系。 3.2 基础情况的异同IT 架构技术随着技术的发展已经日渐成熟，主要是基于标准、开放的互联网技术，以服务为对象建设企业信息化应用。
目前的企业 IT 架构一般采用面向服务的结构，这种架构能适应多变的业务需求，把开发和运维也纳入到企业架构中，和运行架构一同组成了企业架构，形成了服务共享的一体化信息系统体系。这样保证了面向服务的企业架构能发挥出最大的价值，更能IT需求到上线、维护一体化地实现IT 战略的价值。
而智慧城市顶层设计的概念方兴未艾，根据智慧城市建设的复杂性，智慧城市顶层设计需要按照科学的城市发展理论，在经济建设、政治建设、文化建设、社会建设和生态文明等五位一体总体布局指导下如何合理有效地进行顶层设计仍处在摸索期。
3.3 组织构成等管理因素的异同
企业 IT 架构和智慧城市顶层设计都包含管理层，管理层中的各方面因素对整个系统统筹负责。从组织构成的角度看，企业IT架构是由数据架构、应用架构和技术架构共同构成的。
其中，数据架构是企事业单位 IT 架构的核心，企事业单位 IT架构规划逻辑是数据驱动的，即首先根据业务架构分析定义数据架构，其次根据数据架构结合业务功能定义应用架构，再次根据数据架构与应用架构的定义，来设计技术架构。
智慧城市包含智慧城市基础要素体系、智慧城市运行管理体系、智慧城市公共服务体系、智慧城市技术支撑体系、智慧城市法律保障体系、智慧城市评估体系六大部分。智慧城市基础要素体系是智慧城市运行与发展的基础。智慧城市运行管理体系是城市综合调控管理的中心枢纽，智慧城市公共服务体系是由公众与企业共同参与、以满足城市主体需求为目标的全社会综合服务体系。智慧城市技术支撑体系是实现城市资源要素、城市服务体系、城市运行管理体系智慧化的各类先进技术支撑体系。智慧城市法律保障体系是智慧城市运行、管理、服务的规范与法律准则。智慧城市评估体系是引导整个城市经济社会活动最优化发展的保障。
3.4 其他因素导致的异同
由于数据的类别和对数据的处理办法不同，企业 IT 架构更强调在数据模型和元数据定义清楚后，重点分析的是数据交换和接口。在新的智慧城市顶层架构设计下对于数据，特别是基础 MDM 主数据和共享数据，建立的是共享数据中心并提供数据开放能力和服务。
另一方面，从设计考虑的首要因素来看，智慧城市顶层设计必须要先定目标和绩效度量框架，这是知道后续顶层架构设计和实施的基础，首先是目标和方向不能错。企业 IT 架构的规划和建设的最终目标也是是为业务和绩效目标服务的，在后续的各个分解架构设计和模型中，都必须时刻意识到和最终目标和绩效的匹配。
但是在企业IT架构中可以看到进一步对性能评估指标的量化，定量的分析和评估。首先是根据绩效目标细化和量化性能评估指标，然后是分析需要什么样的业务活动和功能来支撑这些绩效目标，再来考虑这些业务功能应该如何划分为高内聚的服务构建提供这种能力和服务，接着再考虑这些服务构建应该通过什么样的技术模型来实现和集成。
4 借鉴大型企业 IT 架构设计对于智慧城市顶层设计所带来的作用 4.1 智慧城市顶层设计的未来发展趋势智慧城市顶层设计的未来发展趋势会逐步趋于“低碳化、便捷化、亲民化”。
智慧低碳城市是工业城市、数字城市的高级发展阶段，运用先进的城市发展理念对城市进行合理规划设计，全面采用以物联网、云计算的智慧信息技术，以及低碳环保技术为代表的高新技术解决城市弊病、优化城市环境，利用集成技术打破行业孤岛，实现城市资源的共享和调度，大力发展智慧低碳产业，向市民提供充分的就业岗位和均等的社会服务，让城市真正实现可持续发展。
学习企业IT架构方法，逐步化解智慧城市建设中的困难，使得智慧城市顶层设计在基于城市特点的基础上形成设计规律，构成完备可行的设计框架，使得“智慧城市顶层设计”技术日益成熟，达到便捷化。
智慧城市顶层设计的真正内涵即为百姓带来切实可感的信息化生存环境。所以未来智慧城市的顶层设计应该以人为本，不再是一味强调先进技术的堆砌，要真正做到将市民体验作为智慧城市的建设目标。
4.2 借鉴企业 IT 架构设计所带来的思考
“类比”的思想从远古时期就已经形成，很多伟大的发明都是从自然界中得到的启示。本文也是采用了“类比”的思想，考虑到“智慧城市顶层设计”与“企业 IT 架构”的众多相似点，很合理地就可以借鉴建设企业IT架构的成熟思路与方法来研究如何全面有效地进行智慧城市的顶层设计。
在顶层设计的过程中，可以充分学习企业架构发挥信息技术和大数据的做法，在智慧城市规划、建设及管理的各个环节都充分发挥大数据的作用，制定智慧化的需求解决方案，使智慧城市更加高效、人本。
智慧城市由许多工程组成，这与企业架构也是类似的，可以通过借鉴企业架构中复杂但又有一定联系规律的复合有机体，让面向城市主体需求的功能空间整合成为智慧城市顶层设计的关键。
总而言之，智慧城市顶层设计与企业IT架构无论在内容、结构、数据成分、管理因素等方面都有很多异同，研究借鉴成熟完整的企业 IT 架构中相同的部分，修改或摒弃其中不同的部分，对我们高效完备地进行智慧城市顶层设计提供了一条捷径。
5 结语
企业架构和体系结构是信息系统顶层设计的有效方法，将此用于智慧城市的顶层设计和各类应用系统的规划与设计时，可以提高工程质量，降低工程风险。从设计理念、基础情况、组织构成等方面分析企业 IT 架构和智慧城市顶层设计的异同，求同存异地借鉴大型企业IT架构设计思想，对于智慧城市顶层设计的未来发展具有显著的指导意义。
参考文献：
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