说说：智慧城市大脑科普2023/8/3 7:04:17

2023-8-3 07:04| 发布者: 天若有情| 查看: 72| 评论: 0

摘要: 　　城市大脑（也叫城市智能中枢）是运用大数据、云计算、物联网、人工智能、区块链、数字孪生等技术，提升城市现代化治理能力和城市竞争力的新型基础设施，是推进城市数字化、智能化、智慧化的重要手段。通过对城市 ...

　　城市大脑（也叫城市智能中枢）是运用大数据、云计算、物联网、人工智能、区块链、数字孪生等技术，提升城市现代化治理能力和城市竞争力的新型基础设施，是推进城市数字化、智能化、智慧化的重要手段。通过对城市全域运行数据进行实时汇聚、监测、治理和分析，全面感知城市生命体征，辅助宏观决策指挥，预测预警重大事件，配置优化公共资源，保障城市安全有序运行，支撑政府、社会、经济数字化转型。在城市治理、应急管理、公共交通、生态环保、基层治理、城市服务等方面提供综合应用能力，实现整体智治、高效协同、科学决策，推进城市治理体系和治理能力现代化。智慧园区https://www.freedoonline.com/news_show/396.html北京飞渡科技有限公司是一家专注提供三维空间技术、三维引擎技术、CIM平台、三维GIS软件、数字孪生园区城市解决方案等三维全域数据服务平台。飞渡科技一直秉承“在云端，用专家团队+人工智能进行大数据分析，为客户提供数字化、在线化、智能化服务”的愿景，致力于BIM/GIS/CIM三维数字底板及高渲染可视化引擎、智慧城市IoC等多种技术的自主研发。

　　城市大脑具备以下特征：

　　（1）注重全量、全域、全局、全流程的整体城市级视角

　　城市大脑实现对“人、地、事、物、组织”等要素数字化全覆盖，形成城市运行生命体征指标体系，突出以数据为导向的城市运行与管理。数据是推动城市数字化转型的核心要素，各地方建设城市大脑均以城市级大规模多源异构数据资源的汇聚与融合为基础任务，推动实现跨部门、跨领域、跨层级的业务数据、城市物联感知终端数据、城市视频监控等数据的共享与交换，为挖掘和洞悉城市多领域数据背后的内在规律、推演预测城市发展走向准备“生产资料”。

　　行业信息化系统受行业划分和管理等局限，侧重解决城市某一领域的问题，城市大脑则更多面向需要跨部门、跨领域、跨层级的具有综合性、交叉性的城市问题，比如交通、环保、城市管理等场景化问题。行业信息化系统一般只能覆盖城市运行和管理的部分过程或环节，城市大脑则是以城市整体为视角，汇集政府、企业和社会等全量数据构建城市数据资源体系，将已有各领域应用系统的业务互联和融合，从城市全局呈现动态的城市运行的体征，对城市事件全流程监督管理，协调多部门业务协同和应急指挥一体化联动。

　　（2）覆盖感知、认知和执行智能全过程

　　城市大脑具备感知、认知和决策执行全过程智能化能力。感知智能方面，通过网格员上报、市民参与等方式，丰富了交互途径和手段，而且城市智能化感知网络随着物联感知、视频监控、智能化报警、人机交互、人机协同等技术发展不断拓展，感知对象扩展到语音、文本、视频等多种形式；认知智能方面，将大量结构化和非结构数据相结合，通过创新算法和模型或利用机器学习自主迭代训练并自动更新算法模型获得见解和知识；执行智能方面，针对城市态势可以做出智能分析、预测和规划，及时修正模型并按自动化或人机交互等方式发布执行指令。

　　（3）以技术融合推动城市管理模式变革

　　城市大脑已成为各地技术融合创新的试验场。城市大脑通过对城市数据深度采集、挖掘和治理，能够充分融合云计算、大数据、人工智能、空间地理信息等技术应用，形成城市运行管理“一张图”、城市运行指挥“一键调度”等城市治理相关应用，构建城市数字逻辑空间，横向拉通各垂直部门的业务协同，将深层级治理结构简化为扁平化的新型治理结构。同时，城市大脑有助于实现数据的融合共享和城市管理业务整合，还将推动政府机构改革，甚至驱动职能部门的流程再造。

　　随着城市大脑建设的不断推进，新兴信息技术手段也将不断深入城市管理应用场景，使城市治理能力与城市共同进化发展，匹配政府治理需求。由城市大脑融合新技术辅助城市管理科学化决策，从而提升城市管理效能，让城市治理更精细；数据的丰富和技术的融合，也将助力城市打造分级管理、上下衔接的城市综合服务体系，为市民提供交通出行、看病就医、政务服务、在线缴费、不动产登记、企业管理等惠民惠企服务，更精准地服务企业和个人，让城市公共服务更高效。

　　（4）以业务协同和数据融合支撑场景落地

　　城市大脑是智慧城市中具备业务协同和数据融合能力的基础设施，它充分利用分散在城市各政府部门、社会组织的线下“死数据”变成发挥业务协同作用的线上“活数据”，打通阻碍跨层级、跨系统、跨部门、跨业务协同指挥调度的“数据孤岛”问题、应用系统互联互通问题、多部门业务流程协同难题。

　　城市大脑具备数据一体化、业务支撑一体化能力。数据一体化方面，以省-市-县-乡-街道为部署架构的城市大脑具有多级数据汇聚能力，在为各级提供数据能力的同时，又能够实现数据多级碰撞，源源不断产生新的数据集合，结合城市大脑的智能算法，为融合场景应用提供更加精准的数据服务。业务支撑一体化方面，城市大脑覆盖了城市发展宏观、中观、微观各方面细化业务场景。宏观层面可将城市发展战略和动态运行情况逐层分解，构建形成城市运行生命体征指标体系；中观层面集中解决跨部门、跨领域、跨层级的城市治理专项问题；微观层面以城市治理和城市运行中出现的一些精细化场景问题为切入点，解决生活息息相关的实际问题。

　　（5）智能应用赋能城市大脑自我演进

　　随着大数据、人工智能、物联网、5G等技术对城市大脑支撑能力的增强，城市数据资源不断积累、需求不断改变、场景趋于复杂。在已有行业信息化系统基础上，城市大脑以全面的感知智能、认知智能等智能化服务为城市管理和城市发展赋能，提供多维度、多层级、多粒度、体系化的城市智能化应用服务。技术的创新发展是城市大脑自我演进的基础动力，应用的智能化是城市大脑自我演进的基础资源。基于创新技术的智能应用，会逐步集成到城市各项应用场景中，使场景更智慧、运行更智能、管理更高效。

　　在服务城市治理的同时，智能应用也会产生海量的信息数据，成为城市的无形资产，通过探索海量数据背后的价值，推动了城市大脑算法模型的快速更新、快速发布和快速上线服务，不断调度组合城市资源，形成新的城市服务能力，满足不断变化的用户需求，进一步贴合城市未来发展和城市管理治理趋势，使城市大脑具备提供差异化精准服务的能力。例如，动态掌握当前道路运行情况，实现公共交通运行指数分析预警；实现突发公共卫生事件联动应急指挥、患者轨迹分析等，助力精准抗疫战疫等。

　　（1）城市大脑与智慧城市的关系

　　智慧城市建设亟需支撑城市进实现数字化运作的跨行业、跨层级、跨部门的指挥系统，这个指挥系统即是城市大脑。如果说智慧城市是城市发展的一种形态，那么城市大脑则是实现该形态的重要组成部分和重要手段，二者并不等同。

　　智慧城市建设需要通过各类数字化手段、智能化应用来丰富相关功能组件，城市大脑则可以理解为整个智慧城市的“CPU”。由城市大脑驱动智慧城市的自我完善和自我管理，为城市治理提供决策支撑。同时，智慧城市建设的各类智能化应用产生海量的、多类型的数据，为城市大脑的模型训练提供源源不断的资源，促进城市大脑的自我演进和迭代升级。两者相互促进、协同生效，推动整个城市的治理能力不断提升。

　　（2）城市大脑与城市运管中心的关系

　　近年来，作为智慧城市建设的抓手，各地陆续建设各类城市运行（运营）综合管理中心（简称“城市运管中心”）等相关实体，出现了城市运行管理中心、城市运行综合管理中心、城市展示中心、城市指挥中心、城市大脑运营指挥中心等多种形式。

　　城市运管中心实体设施往往具备指挥管理的大屏幕及桌面、移动等多种终端设备，以及跨部门业务会商与协同的会议设施、网络设施、融合通讯设备设施等各类信息化系统和综合性会商办公场所。在软硬件信息化系统的支撑下，使城市各级管理者能够随时、随地、及时、便捷的掌握所需的城市运行相关的各项信息，对城市全领域事件进行统一管理、预防、监测、跟踪和指挥处理，实现城市各部门高效统一的应急指挥和一体化联动。总体看，各地市建设的城市运管中心在逐渐突破传统智慧城市纵强横弱、重建设轻运营的问题，不仅是技术创新，更是治理模式和机制改革创新。

　　城市大脑是城市运管中心核心的智能中枢，通过对各个城市业务部门和业务系统的界面集成、数据集成、服务集成、流程集成等方面整合城市各运行系统，实现各系统在城市大脑这一智能中枢平台上互联共融。比如，通过视频监控、传感网络与业务系统的智能协同，实现城市运行管理事件从自动发现告警到协同业务系统完成处理的全过程管理与控制，支撑智慧城市各部门、各系统建立快速、高效的联动协同机制；依托城市信息资源数据库，建立城市运营管理分析决策模型，分析、挖掘城市运营管理领域的内在规律、发展趋势，为城市领导者提供智能决策。

　　从各地实践看，城市大脑建设核心在于实现城市管理和城市治理的智能协同，核心要素围绕数据、指标、数字模型、事件处置等，实现形态是一系列数字化、智能化、智慧化的软硬件系统和数据、业务、应用支撑平台。城市大脑和城市运管中心的发展相辅相成、相伴相生、共同演进，呈现出一体化发展的趋势。

　　（3）城市大脑与城市数据大脑的关系

　　我国“十四五”规划纲要中提出“构建城市数据资源体系，推进城市数据大脑建设”。国家发改委、网信办等四部委联合印发的《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》中提出“开展一体化城市数据大脑建设，为城市产业结构调整、经济运行监测、社会服务与治理、交通出行、生态环境等领域提供大数据支持”。城市数据大脑强调城市数据资源的整合与开发过程，融合了数据、算力和算法，是将数据资源转化成数据资产的数字基础设施。城市数据大脑为城市数据汇聚、治理、融合提供统一支撑，提升政府大数据分析能力，推动城市数据智能应用深入发展，为以数据驱动处理复杂社会治理问题提供了新的技术治理手段。

　　城市大脑充分利用城市数据大脑提供的数据资源，开展场景化业务应用，对城市运行全局进行分析，有效调配公共资源，不断完善社会治理，推动城市可持续发展。城市数据大脑可为城市大脑提供体系化数据资源和一体化数据服务，为赋能城市大脑开展高度协同化的智慧应用搭建数据底座，两者相辅相成、互为支撑。

　　（4）城市大脑与行业大脑的关系

　　城市大脑应用场景以跨部门、跨领域、跨层级融合类为主，能够充分发挥信息调度、趋势研判、综合指挥、应急处置的功能，能够组织、指导、协调各业务主管部门和基层开展工作，强调业务协同处置。

　　行业大脑以所支撑的行业领域和所辖业务为主要应用方向，能够深入挖掘行业发展面临的问题，对所涉及的业务领域开展更深入、更细致的专项应用。

　　行业大脑与城市大脑互联互通，以数据供应链为纽带、以业务协同为核心、以技术支撑为保障、以职能优化为目标，共同构建跨地区、跨部门、跨层级的协同工作平台和管理协调机制，两者业务应用各有侧重，但互为补充。两者协同实现城市级业务流程再造，减少数据流转环节、压缩数据流转时间，提升城市各部门、各企业间沟通协作效率，最大程度优化城市数字化效能，驱动城市数字化转型，促进新业态新模式发展。

　　城市大脑作为一种具备感知智能、认知智能、决策执行智能的新型基础设施，离不开多种核心能力要素的支撑。

　　（1）算力支撑能力

　　通过承载和推动城市大脑走向实际应用的基础平台和关键设施，为城市大脑提供算力支撑能力。通过大规模分布式计算内核将计算、存储以及网络整合成统一的计算服务，并在此基础上提供云数据库、大数据处理、分布式中间件服务，从而为城市大脑提供足够的算力资源。城市大脑需要泛在连接城市各行业应用、感知设备实时产生的海量、多维数据，其对算力的需求既包括低时延、大带宽需求，也包括大数据处理的高效性等需求。因此，需要建立一体化的安全可信“云+边+端”算力协同体系。

　　云计算通过以大数据集中式处理和并发业务请求为主要特征的服务器集群、面向深度学习任务的AI服务器等云端计算设备，形成包含电子政务云、行业云和专业算力中心云等多形态的云资源，构建城市大脑基础设施基座，实现弹性存储、即取即用，支持对多源、异构大数据的高效处理，扩大数据规模、降低算力成本，加快数字化进程。

　　边缘计算和端侧计算通过边缘推理服务器、边缘网关等中小规模边缘计算设备，进行小规模局部数据轻量处理、存储和实时控制，支持敏捷联接、现场应用，实现数据分析和决策响应的快捷化、实时化。同时，根据业务需求的变化动态匹配和调度相应的算力资源，完成各类业务高效处理和整合输出，并在满足业务需求的前提下实现资源的弹性伸缩，在全局上优化算力分配。

　　（2）数据支撑能力

　　城市大脑通过采集汇聚、融合加工、共享开放等数据治理过程和手段整合政府数据、城市公共服务数据、运营商数据、互联网数据等多源异构数据，解决数据碎片化、数据重复、数据不完整、数据混乱、数据不一致、数据不及时等质量问题，构建城市级数据资产，为数据驱动的城市治理模式创新提供数据原材料。

　　城市大脑采集汇聚城市多源异构数据资源，包括各应用、各物联感知设施、各城市微单元等数据，针对不

　　同业务系统、不同标准、不同格式类型的数据，规范数据采集口径、采集方式。建立统一的数据标准规范体系、城市标识与编码体系，规范数据质量。对各类数据进行清洗、集成、变换、规约等标准化处理。

　　城市大脑深度整合所采集的各类数据，融合形成人口、法人、自然资源和空间地理、宏观经济等基础数据库，在政府数据基础上补充社会企业、互联网、物联感知数据，并结合具体业务进行关联归集，形成公安、卫健、教育、交通等主题数据库和突发事件、百姓诉求、防灾防害、产业经济等特色专题数据库，解决城市信息资源纵强横弱、条块分割问题，打造跨部门、跨领域、跨层级的数据整合能力，形成城市数据资源库。

　　城市大脑搭建面向政府内部的数据资源共享门户和面向公众及企业的数据资源开放门户，建立相关的数据安全及保密机制，通过提供浏览和检索等功能，将各类基础数据和融合后的数据根据所定义的权限对各部门、社会进行共享开放。按数据主题、需求来源、数据类型等多维度对数据进行分类管理，并提供多组合条件的数据检索服务。并对各类数据的共享开放程度、数据总量、增长趋势、访问下载次数、评分排行等进行直观展现。

　　（3）人工智能支撑能力

　　借助人工智能技术，使得城市大脑基于海量城市数据进行知识推理并构建知识网络，以推演事物背后的深层逻辑、形成智能洞察和认知，让城市大脑能够智能化的感知城市生命体征，实现对城市全域的精准分析、整体研判、协同指挥、科学治理。

　　人工智能支撑能力让城市大脑具有以各类物联感知终端、物联网为代表的物联智能感知能力，包括以广泛分布在城市的视频监控和采集终端、视频分析、图像分析、文字识别技术为代表的视觉智能感知能力和以智能语音系统为代表的听觉智能感知能力等。通过物联、视频和音频联动，可以构建起城市实时感知的“触手”、“眼睛”和“耳朵”。由人工智能支撑的触觉中枢通过物联算法将各种物联触觉信息联系起来形成物联感知应用；视觉中枢通过计算机视觉算法对视频图像文字中的关键信息进行提取和解析；听觉中枢将语音和音频数据进行集中处理，通过智能语音算法从中提取、合成和识别关键信息。人工智能进一步丰富和完善了城市感知系统的信息维度，实现全面感知、宽泛互联和智能融合的应用，形成以各类感知数据结合为支撑的新型智慧城市形态。

　　在实现城市全面感知的基础上，应用数据挖掘、自然语言处理和知识图谱等人工智能技术，进行认知计算、知识推理等。可以通过人机交互形式，辅助管理者进行预测和决策判断、形成预案或指令，实现跨部门、跨领域、跨层级的全局协同的智能决策支持服务，使城市从人、物、事、设施的聚合体升级为具有类似生命体功能的智能性功能体。同时，人工智能为城市大脑运营提供多维度智能手段，形成人工智能技术生态系统和城市大脑共生演进局面，推动城市管理、产业优化与民生服务与人工智能技术不断发展，相互促进。

　　（4）业务支撑能力

　　业务支撑能力包括统一事件、统一身份、统一认证、业务算法服务等方面的能力，支撑城市大脑实现城市整体态势感知、监测预警、指挥协同、决策分析的基础和共性业务。同时，实现信息资源和智能服务能力的统一全局管理，以降低城市各类智能场景的应对压力、提升城市管理精细化水平。

　　城市大脑坚持以人为本，全面支撑“一网统管”“一网通办”等核心业务，以“城市即平台”“市民即用户”“连接即服务”为理念，立足城市可持续发展，从政务民生、数字政府、城市治理、城市决策、产业互联等方面重新定义未来城市发展。基于城市大脑各种智能化应用的共性组件，以服务为基本形态，建立服务机制、业务规则等，对各类业务流转模块进行业务整合，提供满足需求的服务，实现城市整体态势感知、监测预警、指挥协同、决策分析的基础和共性业务，实现业务协同。

　　城市大脑将城市资源以服务形式共享提供，能够快速构建面向业务管理服务问题的人工智能算法模型开发、部署和生命周期管理，并将数据集成处理服务、人工智能算法服务、行业应用开发服务等应用能力集开放，为跨部门、跨领域、跨层级用户提供资源共享和开发支持。为实现全面数字化管理手段、驱动业务流转与管控，城市大脑构建核心业务手段，建立灵活化、智能化、以共享开放为理念的派单服务作业与智能场景能力，提供统一事件中心、统一用户中心、统一运维监控、决策分析系统和智能服务系统等业务集成，通过统一服务网关，保障有效、独立、安全的通用服务能力。

　　（5）人机交互能力

　　以图像处理技术、混合现实融合技术、计算机互动三维图形技术等为支撑，以沉浸式、交互式的方式，实现城市大脑神经中枢与用户之间的交互。城市管理者通过人机交互方式迅速获得对物理城市的现状感知、业务洞察、异常监控、分析研判，并可快速向城市大脑神经中枢下达控制指令，形成城市闭环反馈系统，深度赋能城市全感知、全场景、全联接。其离不开以物联感知、通信网络技术等为主要构成的全域一体化感知监测体系、以“人、地、事、物、组织”等要素为主要构成的城市运行生命体征指标体系、以云边端等为主要构成的高性能的城市协同计算能力和深度学习的AI平台，最终实现由数据驱动城市决策，在虚拟世界仿真、在现实世界执行，虚实迭代，不断优化，逐步形成在线学习逐步优化的城市大脑发展模式，提升城市的整体治理能力和水平。

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