【摘要】當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方興未艾，數(shù)字化正以不可逆轉(zhuǎn)之勢深刻改變?nèi)祟惿a(chǎn)生活方式。城市大腦作為新基建的重要內(nèi)容，日益成為推動(dòng)城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化的重要抓手。“十四五”發(fā)展綱要中“加快數(shù)字化發(fā)展，建設(shè)數(shù)字中國”獨(dú)立成篇，提出分級(jí)分類推進(jìn)新型智慧城市建設(shè)，推進(jìn)城市數(shù)據(jù)大腦建設(shè)，探索建設(shè)數(shù)字孿生城市。作為推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要抓手，城市大腦在我國整體上處于發(fā)展起步階段，建議通過構(gòu)建“四大核心平臺(tái)”，賦能“七大協(xié)同場景”，實(shí)現(xiàn)對城市治理和服務(wù)領(lǐng)域的全面覆蓋，因地制宜推動(dòng)城市大腦加快落地實(shí)施。
【關(guān)鍵詞】 城市大腦 數(shù)字孿生 數(shù)字化發(fā)展 人工智能 城市治理
【中圖分類號(hào)】 F49 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2021.09.006
胡堅(jiān)波，中國信息通信研究院總工程師，教授級(jí)高級(jí)工程師，中國信息消費(fèi)推進(jìn)聯(lián)盟秘書長，中國通信學(xué)會(huì)信息通信戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)主任委員。研究方向?yàn)樾畔⑼ㄐ偶夹g(shù)政策、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)及智能終端。主要著作有《統(tǒng)籌發(fā)展和安全 提升數(shù)字化治理效能》（論文）、《5G助力數(shù)字經(jīng)濟(jì)新發(fā)展，兩岸產(chǎn)業(yè)合作迎來新機(jī)遇》（論文）等。
城市大腦成為數(shù)字化轉(zhuǎn)型重要抓手
城市大腦是基于云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)，打通橫向各部門、縱向各層級(jí)的業(yè)務(wù)壁壘，充分推進(jìn)城市數(shù)據(jù)資源網(wǎng)絡(luò)共享、集約整合、高效開發(fā)、全面賦能，支撐城市運(yùn)行生命體征感知、公共資源配置優(yōu)化、重大事件預(yù)測預(yù)警、宏觀決策指揮的新型基礎(chǔ)設(shè)施。城市大腦不僅僅是技術(shù)創(chuàng)新，更是社會(huì)創(chuàng)新，揭示了城市未來的發(fā)展模式，預(yù)示著城市文明新階段的到來。2020年3月31日，習(xí)近平總書記在視察杭州城市大腦運(yùn)營指揮中心時(shí)指出，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、人工智能等前沿技術(shù)推動(dòng)城市管理手段、管理模式、管理理念創(chuàng)新，從數(shù)字化到智能化再到智慧化，讓城市更聰明一些、更智慧一些，是推動(dòng)城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化的必由之路，前景廣闊。
城市大腦是數(shù)據(jù)治理與運(yùn)營的“催化劑”。城市大腦通過政務(wù)數(shù)據(jù)編目，匯聚融合各類數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)治理體系，統(tǒng)一提供數(shù)據(jù)接口、共享和開放服務(wù)，形成本地化的大數(shù)據(jù)資源中心，支撐城市各項(xiàng)智慧應(yīng)用建設(shè)。通過搭建城市公共數(shù)據(jù)資源賦能平臺(tái)，打造一批數(shù)據(jù)調(diào)用服務(wù)組件，對外提供電子證照、地理信息、房屋信息等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)用服務(wù)；通過數(shù)據(jù)賦能，推動(dòng)治理向基層下沉，減輕基層日常工作負(fù)擔(dān)。
城市大腦是城市治理的“使能者”。隨著我國新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程逐步推進(jìn)，交通擁堵問題嚴(yán)重、公共安全事件頻發(fā)、城市污水和垃圾處理能力不足、環(huán)境污染加劇等“大城市病”日益突出，城市治理需要更高、更廣的視野和更新、更靈的工具，城市大腦作為城市治理者的全新工具，通過全社會(huì)數(shù)據(jù)融合和資源整合，提升政府整體數(shù)據(jù)分析能力，為有效處理復(fù)雜社會(huì)問題提供了新的手段。基于數(shù)據(jù)的科學(xué)決策能夠推動(dòng)政府管理理念和社會(huì)治理模式的進(jìn)步，加快建設(shè)法治政府、創(chuàng)新政府、廉潔政府和服務(wù)型政府，逐步實(shí)現(xiàn)政府治理能力現(xiàn)代化。
城市大腦是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“助推劑”。城市大腦為產(chǎn)業(yè)升級(jí)和創(chuàng)新提供了賦能平臺(tái)，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。通過搭建數(shù)字經(jīng)濟(jì)“產(chǎn)業(yè)大腦”，能夠繪制數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)圖譜，全方位多角度展示產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r、產(chǎn)業(yè)全景圖和重點(diǎn)企業(yè)情況，并圍繞產(chǎn)業(yè)鏈短板和提升節(jié)點(diǎn)，精準(zhǔn)推薦靶向招商企業(yè)，為政府提供精準(zhǔn)、專業(yè)、實(shí)時(shí)的線上招商服務(wù)。
城市大腦整體處于發(fā)展起步階段
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，“十四五”期間，城市大腦投資規(guī)?？蛇_(dá)千億。截至2020年10月底，全國共有129個(gè)項(xiàng)目以“城市大腦”為名進(jìn)行招標(biāo)，平均中標(biāo)金額約為5500萬元，成為當(dāng)前新型智慧城市的建設(shè)熱點(diǎn)。在全國36個(gè)省級(jí)城市（含直轄市、計(jì)劃單列市）、255個(gè)地級(jí)市和2851個(gè)縣級(jí)行政區(qū)中，完成或正在建設(shè)城市大腦的城市不足2%，根據(jù)中國信息通信研究院（以下簡稱“中國信通院”）測算，2019年全國智慧城市投資總規(guī)模約為1.7萬億元，而城市大腦占智慧城市總投資比例約為4%，預(yù)計(jì)未來幾年城市大腦項(xiàng)目可能保持100%以上增速。此外，在地域分布上，東部地區(qū)城市大腦建設(shè)數(shù)量遙遙領(lǐng)先，占比達(dá)到60%，其中，浙江省共17個(gè)市縣已啟動(dòng)建設(shè)城市大腦，建設(shè)普及率居全國第一。
技術(shù)演進(jìn)方面，數(shù)字孿生技術(shù)作為城市大腦的重要技術(shù)方向，已納入國家和地方發(fā)展戰(zhàn)略體系?！吨腥A人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》明確提出“探索建設(shè)數(shù)字孿生城市”。2020年，國家發(fā)改委、科技部、工信部、自然資源部、住建部等部委密集出臺(tái)政策文件，有力推動(dòng)城市信息模型及建筑信息模型相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用快速發(fā)展，助力數(shù)字孿生城市建設(shè)。隨著數(shù)字孿生城市在雄安新區(qū)先行先試，數(shù)字孿生建設(shè)理念深入到各地新型智慧城市規(guī)劃中。2020年2月，上海市發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加快智慧城市建設(shè)的若干意見》，明確提出“探索建設(shè)數(shù)字孿生城市”；8月，海南省發(fā)布《智慧海南總體方案》，提出“到2025年底，基本建成‘數(shù)字孿生第一省’”；12月，浙江省提出建設(shè)數(shù)字孿生社區(qū)。據(jù)中國信通院統(tǒng)計(jì)，2018年全國僅有兩項(xiàng)城市信息模型相關(guān)投標(biāo)項(xiàng)目，2019年新增8項(xiàng)，2020年（截至2020年10月）新增19項(xiàng)，增長迅猛，標(biāo)志著城市信息模型已加速進(jìn)入到探索推廣階段。
業(yè)務(wù)功能方面，一網(wǎng)統(tǒng)管成為城市大腦的發(fā)展方向，跨領(lǐng)域、跨層級(jí)的高效調(diào)度體系逐步形成。各地城市大腦著重提升協(xié)同聯(lián)動(dòng)能力，深化“一網(wǎng)統(tǒng)管”建設(shè)，一方面聚焦公共安全、應(yīng)急管理、規(guī)劃建設(shè)、城市網(wǎng)格化管理、交通管理、市場監(jiān)管、生態(tài)環(huán)境等重點(diǎn)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)態(tài)勢全面感知、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警、趨勢智能研判、資源統(tǒng)籌調(diào)度、行動(dòng)人機(jī)協(xié)同；另一方面打破“層層上報(bào)、層層審批”的傳統(tǒng)上傳下達(dá)方式，聚焦數(shù)據(jù)采集慢、融合難、整理耗時(shí)長等問題，著力構(gòu)建“市、區(qū)、街道社區(qū)”三級(jí)聯(lián)動(dòng)體系，實(shí)現(xiàn)快速靈活綜合調(diào)度。例如，在疫情防控初期，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)報(bào)送處理方式層級(jí)多，數(shù)據(jù)從采集、整理、摸排、上報(bào)到發(fā)布要一天左右。?？诔鞘写竽X疫情防控智能指揮平臺(tái)建立“市、區(qū)、街道社區(qū)”三級(jí)聯(lián)防聯(lián)控體系，基層人員和公眾可直報(bào)數(shù)據(jù)到城市大腦，城市大腦處置命令直達(dá)工作人員，實(shí)現(xiàn)命令下達(dá)、執(zhí)行跟蹤、摸排上報(bào)、群防群治全鏈路快速閉環(huán)，避免了多級(jí)數(shù)據(jù)采集和命令傳達(dá)的滯后。
應(yīng)用支撐方面，城市大腦整合城市基礎(chǔ)設(shè)施，助力智能應(yīng)用快速開發(fā)，為應(yīng)用場景開發(fā)節(jié)省時(shí)間和成本。在新冠肺炎疫情前期，疫情發(fā)展迅速，急需快速搭建疫情監(jiān)測、人口排查、防控指揮等全新應(yīng)用場景。城市大腦基于基礎(chǔ)支撐平臺(tái)、成熟應(yīng)用組件庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫等，實(shí)現(xiàn)了疫情防控新平臺(tái)的快速搭建。例如，杭州基于城市大腦快速開發(fā)健康碼平臺(tái)，將開發(fā)周期從常規(guī)的4周縮短到16小時(shí)；北京海淀區(qū)基于城市大腦的“時(shí)空一張圖”和“AI計(jì)算平臺(tái)”等，推動(dòng)了疫情防控平臺(tái)的快速上線。
產(chǎn)業(yè)生態(tài)方面，企業(yè)基于四大核心優(yōu)勢融入城市大腦領(lǐng)域，形成群雄逐鹿的產(chǎn)業(yè)格局。一是以云數(shù)據(jù)為內(nèi)核的生態(tài)整合實(shí)力?；?ldquo;云+數(shù)”優(yōu)勢，通過打造城市級(jí)“云數(shù)”平臺(tái)，面向合作伙伴打造“合作生態(tài)”，助力合作伙伴基于平臺(tái)快速構(gòu)建應(yīng)用層，提供“最后一公里”服務(wù)。如華為基于可同時(shí)提供云管端協(xié)同ICT產(chǎn)品與創(chuàng)建解決方案的能力，打造數(shù)據(jù)底座，提供云計(jì)算服務(wù)、新ICT能力和行業(yè)使能，構(gòu)建了開放的數(shù)字化生態(tài)。二是以AI為核心的技術(shù)實(shí)力?；贏I核心技術(shù)，提供更多具有“AI思維”的解決方案，從而迅速打開市場空間。如百度基于百度大腦和AI核心技術(shù)，提出AI智能城市“ACE王牌計(jì)劃”，引入自動(dòng)駕駛汽車、智慧道路車路協(xié)同，提升車和路的智能化水平；研發(fā)自主泊車功能，幫助駕駛員節(jié)省尋找停車位的時(shí)間。三是便捷觸達(dá)公眾的平臺(tái)優(yōu)勢。依托城市服務(wù)平臺(tái)能夠更為便捷地服務(wù)群眾，發(fā)揮城市智能中樞應(yīng)用工具和應(yīng)用場景得天獨(dú)厚的多元化優(yōu)勢，形成技術(shù)與場景的點(diǎn)線面結(jié)合。如騰訊提出構(gòu)建“WeCity未來城市”，以騰訊云基礎(chǔ)產(chǎn)品為底層架構(gòu)，為數(shù)字政務(wù)、城市治理、城市決策和產(chǎn)業(yè)互聯(lián)等領(lǐng)域提供解決方案，并通過微信、小程序等工具觸達(dá)用戶。四是系統(tǒng)集成能力。依托傳統(tǒng)集成商強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)鏈上下游整合能力和售后服務(wù)能力，積極融入城市智能中樞建設(shè)。
值得注意的是，本次新冠肺炎疫情期間，城市大腦在充分發(fā)揮其優(yōu)勢的同時(shí)，也暴露出平臺(tái)賦能機(jī)制有待完善、業(yè)務(wù)支撐力不足、建設(shè)運(yùn)營模式不清晰等問題。一是平臺(tái)賦能機(jī)制有待完善。當(dāng)前城市大腦組件的系統(tǒng)性、功能性相對較弱，難以快速提供上層系統(tǒng)需要的大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)感知、城市信息模型等服務(wù)，場景靈活搭建和系統(tǒng)快速生成能力不強(qiáng)，城市大腦支撐平臺(tái)全面賦能上層應(yīng)用的作用機(jī)制有待進(jìn)一步健全。二是跨部門業(yè)務(wù)協(xié)同型場景支撐力不足。城市大腦中涉及多部門聯(lián)動(dòng)處置的業(yè)務(wù)經(jīng)常出現(xiàn)“數(shù)據(jù)盲區(qū)、數(shù)據(jù)打架”等問題，一張圖規(guī)劃、一盤棋管理等跨部門跨行業(yè)應(yīng)用場景的實(shí)施效果相對有限，不利于決策指揮、聯(lián)防共治，城市大腦針對跨部門業(yè)務(wù)需求打造的典型場景和超級(jí)應(yīng)用有待進(jìn)一步完善。三是城市大腦常態(tài)化運(yùn)營模式不清晰。城市大腦系統(tǒng)復(fù)雜度高、技術(shù)更新迭代快、所需資金數(shù)額巨大，需建立長效運(yùn)營理念，建立與技術(shù)支撐、制度建設(shè)相匹配的城市級(jí)建設(shè)運(yùn)營服務(wù)體系，引入具有定制化服務(wù)、長效運(yùn)營增值、生態(tài)伙伴培引等功能的本地運(yùn)營機(jī)構(gòu)，提供基礎(chǔ)技術(shù)支撐。
“一體四翼”構(gòu)建未來城市大腦
城市大腦以網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、感知設(shè)施為基礎(chǔ)，全面匯聚整合分布在城市各級(jí)各部門各行業(yè)的海量數(shù)據(jù)，構(gòu)建聚合數(shù)據(jù)、共享技術(shù)、協(xié)同業(yè)務(wù)、賦能應(yīng)用的城市運(yùn)營中樞平臺(tái)，促進(jìn)數(shù)據(jù)協(xié)同、技術(shù)協(xié)同、業(yè)務(wù)協(xié)同，賦能生產(chǎn)、生活、生態(tài)等上層應(yīng)用場景。作為城市新型基礎(chǔ)設(shè)施，城市大腦是開放、不斷完善、迭代發(fā)展的，一方面能夠隨著未來信息技術(shù)的發(fā)展不斷演進(jìn)；另一方面，隨著各行業(yè)信息化建設(shè)逐步深化，激活城市各行業(yè)以及跨行業(yè)的基于城市大腦的系統(tǒng)建設(shè)，有利于推進(jìn)各行業(yè)系統(tǒng)接入及提升。在城市大腦未來形態(tài)的總體架構(gòu)中，應(yīng)以城市大數(shù)據(jù)平臺(tái)、城域物聯(lián)感知平臺(tái)、城市信息模型平臺(tái)、應(yīng)用支撐模型平臺(tái)四大平臺(tái)為核心，賦能七大協(xié)同場景，實(shí)現(xiàn)城市治理和服務(wù)領(lǐng)域的全面覆蓋（如圖1）。
四大核心平臺(tái)。城市大腦是互聯(lián)網(wǎng)大腦架構(gòu)與智慧城市建設(shè)結(jié)合的產(chǎn)物，是城市級(jí)的類腦復(fù)雜智能巨系統(tǒng)，在人類智慧和機(jī)器智能的共同參與下，在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、邊緣計(jì)算、5G、云機(jī)器人、數(shù)字孿生等前沿技術(shù)的支撐下，充分推進(jìn)城市數(shù)據(jù)資源網(wǎng)絡(luò)化共享、集約化整合、高效化開發(fā)、全面化賦能，各類共性支撐平臺(tái)是城市大腦的核心要素。
（1）城市大數(shù)據(jù)平臺(tái)。城市大數(shù)據(jù)平臺(tái)以城市信息模型數(shù)據(jù)為框架，通過對全域全量數(shù)據(jù)匯聚、融合、存儲(chǔ)與分析，并使用智能感知、分布式存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)挖掘、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)可視化等大數(shù)據(jù)技術(shù)，提高數(shù)據(jù)資源利用水平，打造數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)治理模式的強(qiáng)大引擎。隨著數(shù)據(jù)處理技術(shù)的不斷進(jìn)步和數(shù)據(jù)應(yīng)用需求的不斷提升，城市大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)資源越來越豐富。同時(shí)，城市大數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)異構(gòu)特征顯著，數(shù)據(jù)量大、速度提升快、處理速度和實(shí)時(shí)性要求高，且具有跨部門、跨行業(yè)流動(dòng)的特征。雖然各級(jí)地方政府和企業(yè)都在積極探索城市大腦建設(shè)，但仍然存在特色不明、體驗(yàn)不佳、共享不足等問題。究其根源在于未能實(shí)現(xiàn)城市大數(shù)據(jù)資源與城市業(yè)務(wù)的良好融合，大部分城市仍停留在政務(wù)數(shù)據(jù)共享交換平臺(tái)的水平，即主要在政府內(nèi)部進(jìn)行的數(shù)據(jù)共享。
（2）城域物聯(lián)感知平臺(tái)。城域物聯(lián)感知平臺(tái)以全域物聯(lián)感知和智能化設(shè)施接入為基礎(chǔ)，為設(shè)備開發(fā)者、應(yīng)用開發(fā)者、業(yè)務(wù)管理者、運(yùn)維服務(wù)者等參與者提供物聯(lián)感知服務(wù)，成為終端設(shè)備與智能應(yīng)用之間的紐帶。城域物聯(lián)感知平臺(tái)的核心功能主要包括接入管理、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)管理三部分，向下接入感知終端，兼容適配各類協(xié)議接口，提供感知數(shù)據(jù)的接入與匯聚；中間面向設(shè)備開發(fā)者、管理者、運(yùn)維者提供遠(yuǎn)程運(yùn)維管理、事件告警、反向控制等設(shè)備管理；向上為應(yīng)用開發(fā)者提供數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)調(diào)用等數(shù)據(jù)管理，支撐物聯(lián)數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用（如圖2）。
（3）城市信息模型平臺(tái)。城市信息模型平臺(tái)是刻畫城市細(xì)節(jié)、呈現(xiàn)城市發(fā)展趨勢、推演未來趨勢的綜合信息載體。城市信息模型平臺(tái)基于城市地理信息系統(tǒng)GIS地圖，按照地形層、道路層、建筑層、水域?qū)拥软樞蚣虞d城市大數(shù)據(jù)平臺(tái)和城域物聯(lián)感知平臺(tái)數(shù)據(jù)，并對建筑物、橋梁、停車場、綠地等城市部件進(jìn)行單體化處理。在模型單體化基礎(chǔ)上，同步接入人口、房屋、水電燃?xì)狻⒔煌ǖ瘸鞘泄蚕到y(tǒng)的信息資源，實(shí)現(xiàn)可視化展示城市運(yùn)行狀態(tài)，并運(yùn)用模擬仿真、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，模擬推演城市發(fā)展態(tài)勢。
（4）應(yīng)用支撐模型平臺(tái)。應(yīng)用支撐模型平臺(tái)是城市大腦關(guān)鍵共性技術(shù)、應(yīng)用開發(fā)組件和城市模型服務(wù)的模塊化封裝集成平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)靈活配置和高效開發(fā)利用，包括共性應(yīng)用組件服務(wù)、信息模型服務(wù)和核心使能技術(shù)服務(wù)。其中，共性應(yīng)用組件服務(wù)包括信用服務(wù)、身份認(rèn)證、非稅支付、電子證照等底層技術(shù)支撐；信息模型服務(wù)是指面向應(yīng)用場景的賦能服務(wù)，包括自定義渲染服務(wù)、空間分析計(jì)算、虛實(shí)融合互動(dòng)等；核心使能技術(shù)服務(wù)包括人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等新技術(shù)能力，旨在為上層應(yīng)用提供技術(shù)支撐。
七大協(xié)同場景。城市大腦在行業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，著眼城市建設(shè)和管理，以解決城市運(yùn)行問題為牽引，推動(dòng)場景不斷向跨部門跨領(lǐng)域的超級(jí)場景應(yīng)用方向發(fā)展，協(xié)同聯(lián)動(dòng)成為業(yè)務(wù)場景建設(shè)的重點(diǎn)和亮點(diǎn)。
（1）多規(guī)融合一圖管控。城市大腦整合基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)、現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、規(guī)劃成果、地下空間數(shù)據(jù)等城市規(guī)劃相關(guān)信息資源，在城市信息模型上實(shí)現(xiàn)合并疊加，解決潛在沖突差異，統(tǒng)一空間邊界控制，形成規(guī)劃管控的“一張藍(lán)圖”。在充分保證“一張藍(lán)圖”實(shí)時(shí)性和有效性的前提下，匯聚更多規(guī)劃數(shù)據(jù)，如人口分布密度、綠地面積布局、交通流量、實(shí)時(shí)環(huán)境檢測、空氣流動(dòng)、溫度變化、群體社交活動(dòng)等信息，并基于全量數(shù)據(jù)構(gòu)建各類模型，如城市風(fēng)貌模型、控規(guī)模型、參數(shù)化模型等，對各種規(guī)劃方案及結(jié)果進(jìn)行模擬仿真及可視化展示，實(shí)現(xiàn)方案的優(yōu)化和比選。
（2）項(xiàng)目建設(shè)全程可視。在設(shè)計(jì)階段，利用數(shù)字孿生技術(shù)，構(gòu)建還原設(shè)計(jì)方案周邊環(huán)境，充分考慮設(shè)計(jì)方案和已有環(huán)境的相互影響因子，讓原來到施工階段才能暴露出來的缺陷提前暴露在虛擬設(shè)計(jì)過程中，方便設(shè)計(jì)人員及時(shí)針對缺陷進(jìn)行優(yōu)化。在施工階段，利用數(shù)字孿生技術(shù)將施工方案和計(jì)劃進(jìn)行模擬，分析進(jìn)度計(jì)劃的合理性，對施工過程進(jìn)行全面管控。在運(yùn)營維護(hù)階段，基于設(shè)計(jì)、施工、裝配過程中留存數(shù)據(jù)生成的建筑三維模型，結(jié)合建筑內(nèi)外部各類傳感器、監(jiān)控設(shè)備采集的建筑環(huán)境數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、構(gòu)件壓力和應(yīng)變數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、異常報(bào)警數(shù)據(jù)等，開展智能分析，對可能出現(xiàn)的影響建筑壽命、設(shè)備健康等問題進(jìn)行預(yù)測預(yù)警。
（3）城市運(yùn)行一網(wǎng)統(tǒng)管。基于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的城市部件數(shù)字編碼標(biāo)識(shí)體系和空天地全方位立體部署的物聯(lián)感知設(shè)施，為各類城市部件、基礎(chǔ)設(shè)施甚至是動(dòng)植物等生命體賦予獨(dú)一無二的“數(shù)字身份證”，從而實(shí)現(xiàn)對城市部件的智能感知、精準(zhǔn)定位、故障發(fā)現(xiàn)和遠(yuǎn)程處置。利用城市智能引擎賦能城市攝像頭，智能識(shí)別跨門經(jīng)營、違章停車、堆物堆料、暴露垃圾、無證游商、積存垃圾渣土、沿街掛曬等違章行為，通過智能立案、派發(fā)、審核，縮減案件處置流程，有效縮短處置時(shí)間、節(jié)省工作人力投入，提升城市管理的智能化水平，提升市民滿意度。此外，通過全要素?cái)?shù)據(jù)聚合，準(zhǔn)確抓取城市體征，進(jìn)行城市畫像，洞察城市機(jī)場、高鐵站、交通樞紐、地鐵站、熱門景點(diǎn)、博物館、圖書館、體育館運(yùn)行狀態(tài)和實(shí)時(shí)利用率，人和車輛動(dòng)態(tài)和軌跡追蹤，城市大型建筑、橋梁、游樂場、重點(diǎn)設(shè)施的安全監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)一張圖全景展現(xiàn)城市運(yùn)行動(dòng)態(tài)。
（4）公共安全一屏掌控。依托城市大腦，基于AI和大數(shù)據(jù)技術(shù)能力，構(gòu)建治安防控圈，對重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)出入口等監(jiān)控點(diǎn)位的人員和車輛進(jìn)行全覆蓋、全方位智能采集，將散布在城市各個(gè)角落的監(jiān)控?cái)z像頭等設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)連接起來，進(jìn)行分析與整合，根據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)形成一臉一檔、一車一檔及標(biāo)簽庫等，做到“人過留像、車過留牌、留特征、留軌跡”。當(dāng)社會(huì)治安防控系統(tǒng)智能發(fā)現(xiàn)顯性問題時(shí)，可啟動(dòng)自動(dòng)報(bào)警、快速響應(yīng)與協(xié)同處置等機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對城市的精準(zhǔn)分析、整體研判、協(xié)同指揮。例如，當(dāng)發(fā)生老年人、幼童走失等事件時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)出事發(fā)現(xiàn)場及其周邊的視頻監(jiān)控設(shè)備，通過軌跡跟蹤和自動(dòng)尋位，降低人員走失風(fēng)險(xiǎn)。
（5）應(yīng)急指揮一鍵調(diào)度。城市大腦依托其應(yīng)急指揮中心功能，能夠?yàn)闆Q策者實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程分析、多維度展示城市信息，對重大事件和重點(diǎn)人群進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測、跟蹤、信息預(yù)警，支持跨層級(jí)、跨部門的全域資源快速調(diào)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對重大公共安全事件、突發(fā)公共衛(wèi)生事件、自然災(zāi)害等緊急突發(fā)事件的有效應(yīng)對，做到統(tǒng)一平臺(tái)、統(tǒng)一通信、統(tǒng)一部署、統(tǒng)一指揮、統(tǒng)一調(diào)度，打造“管理駕駛艙”。通過整合視頻監(jiān)控等各類信息，快速還原應(yīng)急事故現(xiàn)場的環(huán)境，為相關(guān)部門開展災(zāi)情研判、災(zāi)害分析等工作提供保障；通過可視化界面實(shí)時(shí)展示各種應(yīng)急資源的位置、狀態(tài)，并基于空間實(shí)際地理坐標(biāo)對可用應(yīng)急資源進(jìn)行查詢，形成應(yīng)急資源“一張圖”；通過三維模擬仿真技術(shù)對整個(gè)應(yīng)急事件的處置進(jìn)行全流程仿真，通過多種評(píng)價(jià)方式對每個(gè)具體的仿真流程、整體應(yīng)急資源的準(zhǔn)備情況、應(yīng)急預(yù)案整體執(zhí)行效率等進(jìn)行多維度的評(píng)價(jià)，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供科學(xué)輔助。
（6）政務(wù)服務(wù)一網(wǎng)通辦。以城市大腦建設(shè)為基礎(chǔ)，打造一體多端的政務(wù)服務(wù)平臺(tái)，以政府服務(wù)大廳、政務(wù)服務(wù)網(wǎng)、城市級(jí)App、自助終端、12345熱線等為基礎(chǔ)，整合各部門、各領(lǐng)域現(xiàn)有公共服務(wù)入口，形成統(tǒng)一入口，整合用戶使用頻率高、需求量大的服務(wù)事項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)政務(wù)服務(wù)線下大廳辦、網(wǎng)上辦、掌上辦、自助辦、12345熱線辦等多渠道聯(lián)動(dòng)。打造政務(wù)服務(wù)支撐平臺(tái)，推進(jìn)區(qū)塊鏈+政務(wù)服務(wù)審管互動(dòng)應(yīng)用，加強(qiáng)政務(wù)服務(wù)事項(xiàng)治理分析，利用OCR識(shí)別、自然語言處理、語音識(shí)別、智能機(jī)器人等AI能力，實(shí)現(xiàn)跨部門業(yè)務(wù)流程自動(dòng)化和12345語音智能識(shí)別、審批材料智能化識(shí)別，解決審批信息二次錄入問題，支撐利企惠民服務(wù)直達(dá)。以惠民服務(wù)為例，通過“掌上政務(wù)”服務(wù)平臺(tái)融合身份證、駕駛證、社?？?、醫(yī)?？?、銀行卡等功能權(quán)限，為市民提供交通出行、教育繳費(fèi)、看病就醫(yī)、政務(wù)服務(wù)、智慧社區(qū)、信用支付、不動(dòng)產(chǎn)交易、小微貸款、圖書館借閱等便民服務(wù)。
（7）產(chǎn)業(yè)發(fā)展一圖總覽?；诔鞘写竽X，匯聚投資、消費(fèi)、就業(yè)、稅收、財(cái)政、金融、能源等經(jīng)濟(jì)運(yùn)行領(lǐng)域的監(jiān)測數(shù)據(jù)，為產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析提供數(shù)據(jù)支持。開展產(chǎn)業(yè)運(yùn)行態(tài)勢綜合監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)營管理總體情況便捷查詢，數(shù)據(jù)范圍涵蓋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、入駐企業(yè)、產(chǎn)值分析、稅收、招商引資、復(fù)工復(fù)產(chǎn)情況等；生成產(chǎn)業(yè)地圖，重點(diǎn)聚焦城市產(chǎn)業(yè)分布，從空間和產(chǎn)業(yè)兩個(gè)維度生成現(xiàn)狀圖和未來圖，通過發(fā)揮產(chǎn)業(yè)地圖的指引作用，有效服務(wù)各類投資者，推動(dòng)重大項(xiàng)目與產(chǎn)業(yè)地圖精準(zhǔn)匹配、快速落地，引導(dǎo)社會(huì)資本向重點(diǎn)區(qū)域集聚，加快構(gòu)建集產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈等為一體的產(chǎn)業(yè)要素體系；創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)分析模式，通過分析城市傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)、戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模、投資、效益、稅收情況，以及各產(chǎn)業(yè)在研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、管理各環(huán)節(jié)的狀態(tài)、資源分布情況，建立經(jīng)濟(jì)運(yùn)行大數(shù)據(jù)分析模型，對區(qū)域經(jīng)濟(jì)運(yùn)行趨勢進(jìn)行分析和預(yù)判，為淘汰落后產(chǎn)能、清理“僵尸企業(yè)”、鼓勵(lì)科技創(chuàng)新、扶持優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)、改造技術(shù)落后企業(yè)等一系列經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)目標(biāo)提供及時(shí)、精準(zhǔn)、有效的決策信息。
因地制宜推動(dòng)城市大腦落地實(shí)施
因地制宜創(chuàng)新建設(shè)運(yùn)營模式。相對于智慧城市建設(shè)，城市大腦的技術(shù)復(fù)雜度更高、更新速度更快、系統(tǒng)集成度更復(fù)雜，勢必需要專業(yè)的公司進(jìn)行建設(shè)和運(yùn)營。目前，國內(nèi)城市大腦建設(shè)主要有三種模式：（1）企業(yè)總包建設(shè)運(yùn)營模式。由某家企業(yè)總包負(fù)責(zé)城市大腦建設(shè)運(yùn)營，企業(yè)通常為與城市簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議的國內(nèi)領(lǐng)軍ICT企業(yè)。該模式的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)之間集成整合相對平滑，政府部門統(tǒng)籌組織難度低；缺點(diǎn)是城市大腦企業(yè)標(biāo)簽化色彩較重，技術(shù)體系開放度較低。（2）領(lǐng)軍企業(yè)生態(tài)圈建設(shè)+主導(dǎo)企業(yè)運(yùn)營模式。由智慧城市主管部門組織實(shí)施，由國內(nèi)領(lǐng)軍ICT企業(yè)負(fù)責(zé)城市大腦的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)和核心模塊建設(shè)，聚集若干專業(yè)化企業(yè)形成生態(tài)圈，共同參與城市大腦不同模塊建設(shè)。在城市大腦建設(shè)完成并投入運(yùn)行后，由主導(dǎo)企業(yè)負(fù)責(zé)后續(xù)運(yùn)營工作。該模式的優(yōu)點(diǎn)是建設(shè)階段能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)合力最大化，缺點(diǎn)是政府統(tǒng)籌組織壓力較大。（3）政企合作組建公司開展建設(shè)運(yùn)營模式。由政企合作性質(zhì)的公司負(fù)責(zé)建設(shè)運(yùn)營（該公司通常為某主導(dǎo)企業(yè)和后續(xù)參與建設(shè)的領(lǐng)軍企業(yè)合資），推動(dòng)該領(lǐng)軍企業(yè)的技術(shù)方案落地，同時(shí)引入其他專業(yè)化企業(yè)參與建設(shè)，并承擔(dān)后續(xù)運(yùn)營工作。該模式的優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)建設(shè)運(yùn)營階段都由專業(yè)化公司負(fù)責(zé)，有利于有效整合企業(yè)資源，缺點(diǎn)是組建公司等前期準(zhǔn)備工作相對復(fù)雜。
內(nèi)外協(xié)同構(gòu)建建設(shè)運(yùn)營生態(tài)。城市大腦是一個(gè)復(fù)雜巨系統(tǒng)，需要協(xié)調(diào)內(nèi)外部資源形成建設(shè)運(yùn)營生態(tài)。一方面，對內(nèi)強(qiáng)化統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，形成政府多部門協(xié)同合力。例如，杭州在市級(jí)層面成立杭州城市大腦建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組，由市委書記掛帥，六位市領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任副組長，由一位副市長主抓，各區(qū)縣（市）和各部門主要領(lǐng)導(dǎo)均為領(lǐng)導(dǎo)小組成員；同時(shí)，以項(xiàng)目為單元，建立工作專班，統(tǒng)一進(jìn)駐云棲小鎮(zhèn)集中辦公。又如，上海成立城市運(yùn)行綜合管理中心，持續(xù)深化聯(lián)席會(huì)商機(jī)制，對于需要多部門共同處置的事件，建立共同的規(guī)則和秩序，明確責(zé)任主體、規(guī)范處置流程。另一方面，對外成立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，聚合市場建設(shè)資源。例如，在海淀城市大腦的建設(shè)過程中，百度牽頭45家公司成立科技產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟；在杭州城市大腦的建設(shè)過程中，阿里云負(fù)責(zé)總體架構(gòu)以及計(jì)算平臺(tái)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換中心、開放算法平臺(tái)、數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)等核心模塊建設(shè)，若干大數(shù)據(jù)運(yùn)營企業(yè)負(fù)責(zé)模塊建設(shè)等系列工作。
示范引領(lǐng)穩(wěn)步推進(jìn)城市大腦建設(shè)。城市大腦建設(shè)應(yīng)根據(jù)城市自身發(fā)展戰(zhàn)略、數(shù)字政府建設(shè)需求、數(shù)字社會(huì)及數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，遵循“需求導(dǎo)向、頂層設(shè)計(jì)、示范引領(lǐng)、分步實(shí)施”思路穩(wěn)步推進(jìn)，避免貪大求快。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施重點(diǎn)的不同，城市大腦建設(shè)期可劃分為夯實(shí)基礎(chǔ)、推廣應(yīng)用、全面建設(shè)三個(gè)主要階段。夯實(shí)基礎(chǔ)階段重點(diǎn)圍繞頂層設(shè)計(jì)編制、平臺(tái)運(yùn)營公司組建、平臺(tái)及重點(diǎn)子系統(tǒng)建設(shè)等工作開展；推廣應(yīng)用階段重點(diǎn)圍繞平臺(tái)及重點(diǎn)系統(tǒng)完善、先行先試示范應(yīng)用項(xiàng)目建設(shè)等工作開展；全面建設(shè)階段重點(diǎn)圍繞各領(lǐng)域智慧應(yīng)用服務(wù)全面深化和協(xié)同運(yùn)行，打造多維度、多元化的特色智慧應(yīng)用。
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責(zé) 編／張 貝
Thinking About the Future Form of City Brain
Hu Jianbo
Abstract: At present, a new round of scientific and technological revolution and industrial change is taking place, and digitization is profoundly changing the way of human production and life. As an important part of new infrastructure construction, City Brain has increasingly become an important starting point to promote the modernization of urban governance system and capacity for governance. In the development outline of the Fourteenth Five-Year Plan, the chapter of "accelerating digital development and building a digital China" proposes to push forward the building of new smart cities by type and level, promote the construction of urban data brain, and explore establishing digital twin cities. As an important fulcrum for promoting digital transformation, City Brain is in the initial stage of development in China as a whole. This article suggests building "four core platforms" and empowering "seven collaborative scenarios" to realize the comprehensive coverage of urban governance and services, and promptly put the City Brain in place according to the local conditions.
Keywords: City Brain, digital twins, digital development
