没有城市之前，公共服务只限于政府治理范畴，不存在公共环境服务和基于公民的服务。现代社会公共环境服务包括基础公共服务、经济公共服务、社会公共服务和公共安全服务。智慧城市是一种全新的生态，将实现城市事务自动化管理和高效率协同完成。无论对公共资源还是社会资源的利用，都可以实现效能提升。
研究表明，智慧城市分三个层次：第一是更透彻的感知，第二是更全面的互联互通，第三是更深入的智能化。更透彻的感知指能够实现对物理城市的全面感知，并能对人们的动态活动进行动态的反馈和响应。全面的互联互通是将人和城市环境及城市中的各种设施之间进行动态连接。更深入的智能化则利用全面互联互通所收集到的数据，通过大数据和人工智能计算方式对数据信息进行处理，实现对政务、民生、环境、公共安全、经济活动等的智能服务、规划和决策。城市信息化建设是智慧城市的基础，人工智能对智慧城市建设的价值在三个层次都有体现，即智能感知、智能处置和智能决策。
1.智能感知城市
信息收集的发展阶段包括人工录入（20世纪流行的方式）、互联网收集（21世纪开始应用的方式）和机器自动收集（也许未来开始流行）。智能感知即城市所有相关信息可以自动收集和动态呈现。虚拟行为部分还是通过互联网获取，物理城市信息收集可借助的手段包括负载芯片的智能硬件，如智能摄像头、传感器、地感线圈等。这些硬件设备成了城市数据的入口之一，与地理信息数据一起组成以数字为脉络的城市图景。
这部分数据已经被城市交通、公共安全和部分商业活动所应用，成为重要的城市管理数据。另外，这些数据的动态反馈，比如个人身份识别、公交车到站时间、路况、外卖订单数量、出租车动态信息等已经应用到商业活动和日常生活中，同样成为个人生活管理的重要数据。
2.智能管理城市
现阶段，人工智能应用于城市管理主要聚焦在城市能源应用管理、公共安全管理、城市交通规划和调度。未来，主要拓展领域包括健康管理规划、智能环境管理和智能公共设施服务。
3.城市能源应用管理
城市能源基础是水、电、天然气和供暖（部分城市），由于互联网对智慧城市建设和民生的价值越来越重要，互联网基础设施也成为城市建设重要基础。
电的应用管理率先进入智能化阶段。全球智能电网的建设都在风风火火地发展。根据美国能源部Grid 2030计划的定义，智能电网是一个完全自动化的电力传输网络，能够监视和控制每个用户和电网节点，保证从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息的双向流动。智能电网的使命是实现用电经济和高效，很好地诠释了能源应用效能最大化的概念。智能电网由很多部分组成，可分为：智能变电站、智能配电网、智能电能表、智能交互终端、智能调度、智能家电、智能用电楼宇、智能城市用电网、智能发电系统和新型储能系统。我国仅十二五和十三五期间在智能配电网的建设方面的资金投入即达5500亿元人民币。除此之外，智能电表也是智能电网建设的重点工作之一。2013—2015年，两网（指在STAQ系统流通和NET系统上市交易的公司）公司将招标2.87亿只智能电表，其中0.59亿只为更换需求；预计2016—2020年，两网公司将招标5.03亿只智能电表，其中4.63亿只为更换需求[15]。(www.xing528.com)
另外，对于城市用电管理，仅以智能路灯为例，国家统计局数据显示，从2004年至2014年，我国城市道路照明灯数量由1053.15万盏增加到3000万盏以上，预计到2020年智能化率达40%。道路交通用电约占全社会用电量的9%，位居各领域照明用电量之首。如果实现智能路灯全面升级，平均节电量将达20%，以2015年发电量为5.618万亿千瓦时为参照，年均将节电1000亿千瓦时[16]。
水、天然气等资源的管理也将追随电的脚步，逐步实现智能应用管理。
4.城市安全管理
城市安全管理包括三部分：一是城市动态的实时监测和记录，以城市“天眼”系统为代表，旨在实现城市监测无死角、解决问题有依据、过程有动态参考，以及对已发生问题的持续跟踪，比如走失人员的查找等；二是危险预警，以公安系统为例，提示危险人物的出现或集体事件的发生；三是城市环境动态提醒，比如对人流密集区域进行预警，提醒其他人员避开该区域，防止爆发式人流可能带来的安全风险。
第二和第三部分是人工智能对城市安全管理应用的拓展，通过人的生物特征（如人脸、虹膜等）进行身份识别，从而实现预警。
城市交通规划的智能应用在人工智能+交通部分予以描述，本部分不再赘述。
未来，人工智能在智能环境管理应用上体现在对城市公共空间实现自动化管理和维护，比如公共绿化带的浇水和喷洒农药，由配置智能监控系统的灌溉设备实现；比如对城市环境卫生的智能监测、评估和打扫提醒；甚至包括城市空气清洁的监测及净化、天气的预报和调节等。
公共设施智能服务已在景区、博物馆等自助导游、解说、路线导航服务中有所体现。未来，随着服务机器人的加入，有望根据个体差异提供相应的服务，并与城市其他服务，如交通等无缝对接。在医疗、公共生活服务等方面，信息化、智能化的目标是通过智能设备等手段实现个人自助服务和甚至全生命周期的服务，有效弥补服务资源不足的缺陷，同时满足提供个性化服务的需求。
目前，城市安全管理已延展至小区安全管理和家庭安全管理。未来，城市管理服务借助智能手段，将与个人生活管理紧密结合，形成城市、社区、家庭相互融合的服务系统，实现真正的智能生活，也是公共服务+人工智能最有想象空间的领域。
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