本文将介绍三种不同的思维框架，可用于理解智能城市：
- 经济
- 效率
- 环境
这三个智慧城市框架可以在宏观，行业级别到微观，技术和解决方案级别的所有规模上应用。 这个框架列表(既不是详尽无遗也不是排他性的)，并不是规定某项特定行动是否值得的灵丹妙药。相反，您应该将它们用作过滤器，通过它们可以更好地了解行业。
在理想的情况下，智慧城市专家会使用一组过滤器。这些专家了解这些过滤器在决策时所依赖的平衡点。例如，建立一个物质效率更高的制度并不总是经济效率最高的，反之亦然。随着我们对智慧城市的了解越来越多，将权重归于各个过滤器变得越来越重要，我们不仅在个人层面(即我们作为个人所关心的)而且在社会层面(即对我们整个城市社区有好处的)赋予个人过滤器权重。
1. 经济性：创造机会和丰富社区
分析智慧城市趋势的最重要方法之一就是从经济角度考虑它们。我们应该问一个特定的实现是否在财务上有意义。从宏观层面上讲，智慧城市技术将在未来10年内使全球生产总值(世界生产总值)额外(重复)增长2.6%。最重要的是，从现在起到2026年，全球生产总值将达到100万亿美元，预计还会看到20万亿美元的次要经济效益(ABI研究)。
尽管这些经济预测表明智慧城市是一项有价值的投资，但这并不意味着所有智慧城市项目都应该获得融资。智慧城市项目通常需要大量的资本支出，投资回收期长。在其他时候，间接的经济利益可能大大超过直接的经济利益。例如，2016年哥伦比亚大学对纽约市是否应为5700辆公共巴士进行电气化分析发现，在每辆电动巴士增加30万美元的资本支出后，纽约市将在车辆12年的生命周期中实现每年减少3.9万美元的燃料支出。如果将次要经济收益包括在内，例如每辆公共汽车每年因减少温室气体排放而获得的15万美元的公共卫生收益，则投资回收期将大大缩短。但是，由于NYC Transit和MTA都没有直接意识到这种积极的外部效应的好处，因此他们可能无法在经济分析中说明这一点。
智慧城市产业的经济模式也可以得到创新。在私人市场上，对于一些能够吸收基础设施高资本成本的公司来说，提供有保证的储蓄计划是一个重要的机会，可以最大限度地降低最终用户的前期成本。这些计划是合同义务，将客户的经常性成本降低一定百分比，低于智能城市解决方案提供的实际节省。任何超过约定百分比的节省都将由供应商获得。例如，如果一家初创公司有一个价值100美元的智能废物监测解决方案，可以将每年25%的成本降到最低，并找到每年花费1000美元用于废物管理的客户，而不是直接向消费者出售该设备，他们可以保证消费者每年减少10%的垃圾管理费用，并且在第一年的生意之后就开始盈利。
就像有保证的储蓄计划和电动公交车的例子一样，使智慧城市解决方案在经济上可行的机会也很多。一些分析可能需要非传统的思维。学习和将传统的和扩展的经济方法应用于建议书将提高您了解真正机会所在的能力。
2. 效率：事半功倍
思考智慧城市内许多机会的另一种好方法是提高效率。问问自己以下问题：该解决方案是否可以让我以相同或更少的资源投入获得更多的输出?从宏观上看，城市是对空间的极有效利用，更多的人聚集在较小的区域(人口密度)。更高的人口密度意味着人类可以更加直接地相互交流，并且可以通过集中人为破坏来减少对自然世界的物理影响(城市家庭消耗的能量相当于郊区家庭的78%)。
在智慧城市产业内，已经有很多项目利用效率来改变现状。其中一个例子是垂直农业，城市仓库被改造成高科技农场，以满足附近人口的需要。像纽约的Aerofarms农场或旧金山的Plenty农场这样的公司，每年的粮食产量分别是同等规模的传统农村农场的130倍和350倍。这些解决方案不仅在土地利用方面更有效率，而且还可以循环水。由于缺乏季节性，因此他们可以在全年收获作物的同时使用常规农业消耗的1%的水，这增加了我们最大的资源单位时间的产量。
可以想象一个未来，城市中出售的大部分食物都将来自当地的垂直农场。这些农场将带来额外的好处，即减少对运输的能源消耗，同时通过减少对冷藏库和复杂食品供应链网络(其中许多是国际化的)的依赖来提高城市的弹性。
效率方面的另一个很好的案例研究是自动回收的趋势，韩国松岛商业区庞大的回收网络就是例证。在松岛，垃圾通过互连管道系统从私人公寓和公共垃圾箱进入地下分类设施。所有的事情都是由一个自动化的计算机视觉系统来处理的，而不是拥挤的街道上堆满了垃圾清运车，需要数百名垃圾管理人员。它只需要7名员工就可以为这个拥有10万人口的城市运营。
在大多数情况下，效率可以成为智慧城市发展的巨大推动力，并且往往与经济和环境效益显著重叠。
3. 环境：改善我们的环境
通过通过物联网普及节能技术和分布式环境感知，智能城市解决方案通常有助于提高城市生活质量。对于许多市政当局而言，测量湿度、空气质量和温度的环境传感器分布式网络将允许快速分析对健康和安全的影响。由于建筑物占全球碳排放量的39%，土地所有者可以开始开发以能源为中心的建筑物管理系统。利用现有的人工智能和物联网解决方案，我们可以构建可显著降低能耗的系统。
最近，Alphabet旗下一家流行的人工智能公司Deepmind进行了一项案例研究，结果显示，为谷歌数据中心(Deepmind)降温所需的能源消耗减少了40%。公用事业供应商也在这一领域显示出早期的希望。他们允许客户签署节能计划，在高峰负荷时自动关闭供暖、通风和空调系统。它们有时甚至会包括预测在能量最充足的时候提前给家里降温或预热，并与居民的日常节奏相协调。
随着清洁能源和弹性基础设施等可持续解决方案的技术发展趋势，城市地区获得了巨大利益。智能城市是那些为气候变化带来的不确定的环境未来做好准备的城市。在未来的城市中，诸如开辟绿地这样既能提高周边物业价值又能改善城市空气质量的行动将变得越来越重要。加利福尼亚州帕洛阿尔托市已经确定，全目录的37500棵树每年为市民创造超过1750万美元的福利。树木还可以收集雨水，补充含水层。这一举措在加利福尼亚州和其他干旱易发地区代表着巨大的机遇。
尽管我们可以在各自的框架内分析经济效率和环境效益，但当将这些分析框架视为智能城市景观上的复合筛选器时，它们确实对我们最有用。例如，一种具有环保意识的解决方案也可能会更节省资源。有了足够的创造力，推动这些决定的企业家和官僚们也将能够建立经济案例。
