【摘要】智慧城市中樞系統是城市的新一代數字基礎設施，也是城市治理現代化和服務的智能中樞。隨著信息技術的發展，智慧城市中樞系統趨于成熟智能，成為打通數據壁壘、豐富應用場景的重要支撐，為數據資源治理、能力匯聚開放、聯動調度智慧、科學決策支撐起到關鍵作用。未來，健全智慧城市中樞系統建設需強化統籌協調機制、科學制定頂層設計、激活多元主體活力、完善配套支持政策，從而有效推進智慧城市中樞系統建設實施，保障智慧城市可持續發展。
【關鍵詞】智慧城市中樞系統 頂層設計 建設運營
【中圖分類號】TP399 【文獻標識碼】A
【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2021.09.005
智慧城市中樞系統的概念內涵
智慧城市中樞系統的雛形可追溯至2015年底國家信息中心智慧城市發展研究中心研究編制《沈陽市智慧城市總體規劃（2016～2020年）》和《蘇州工業園區信息化建設發展“十三五”規劃》時提出的“智心—智腦”概念，通過構建城市大數據，利用人工智能等技術構建城市模型，推動跨部門協同和城市協同治理。2016年，阿里巴巴正式提出“城市大腦”概念，并與杭州政府合力推動杭州城市大腦項目落地實施，完成智慧城市中樞系統的具象化和產品化。當前，業界對于智慧城市中樞系統尚無統一定義，不同主體從不同角度分別對其進行了界定和命名（見表1），但本質上仍存在一定共性特征，即智慧城市中樞系統是面向城市治理體系和治理能力現代化需求，利用云計算、大數據、物聯網、人工智能、區塊鏈、數字孿生等新一代信息技術，推動城市數據資源匯聚融合和運行態勢全域感知，驅動業務流程優化和再造，實現城市治理能力提升、產業結構優化和管理模式創新的復雜系統。
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通過對各地智慧城市中樞系統的功能分析，可以總結出智慧城市中樞系統至少要具備全域感知能力、數據融合能力、智能賦能能力和全景洞察能力這四大基本能力。
第一，全域感知能力。通過連接各類物聯感知終端，實時獲取城市的精細化運行參數，實現對城市全面、立體的感知能力，形成從物理城市到數字孿生城市的精準映射。第二，數據融合能力。全面歸集城市各類政府數據，引入社會數據，對多源異構數據進行梳理、清洗、關聯、比對，在融合分析中激發數據價值，為數據資源的活化應用奠定堅實基礎。第三，智能賦能能力。集成應用大數據、人工智能、區塊鏈等新一代信息技術，提供共性的、智能的支撐組件，通過開放平臺賦能產業經濟、城市治理、生活環境、公共服務等城市各領域的智慧應用。第四，全景洞察能力。通過創新優化信息化統籌協調的體制機制，推進“三融五跨”，挖掘城市運行全景的內在邏輯和客觀規律，實現運行監測、形勢預判、聯合調度、科學決策等。
通過智慧城市中樞系統的全面感知能力，可以全面匯聚城市物聯感知設備采集的數據、從互聯網采集的數據、各部門政務系統的非涉密數據等。利用數據融合能力形成城市大數據，與智慧城市建設的跨部門、跨領域的智慧應用進行數據共享，全面支撐智慧城市的數據需求。利用智能賦能、全景洞察等能力為智慧城市的智慧應用提供能力支撐，助力科學決策邁上新臺階。
智慧城市中樞系統的建設重點
數據資源治理中樞。新型智慧城市建設需要以數據共享為紐帶，以“技術融合、數據融合、業務融合”和“跨部門、跨業務、跨系統、跨地域、跨層級”要求為根本。目前，城市在數據資源治理中的“信息孤島”“條塊分割”等問題依然存在，政府部門之間“數據壟斷”和“數據打架”等現象屢見不鮮，政府部門之間信息共享、業務協同無法通過傳統電子政務手段來實現。為此，智慧城市亟需通過建設中樞系統來取得突破。一要建立智慧城市中樞系統的數據采集匯聚體系，規范數據采集、匯聚、接口等標準，建設基礎數據庫和主題數據庫建設。二要建立智慧城市中樞系統的數據共享交換機制，建設統一數據共享交換平臺，并建立配套的體制機制和工作機制。三要通過智慧城市中樞系統推動數據資源的開發利用，鼓勵商業機構、社會組織和個人利用智慧城市中樞系統的數據資源與數據處理能力，釋放數據紅利。
能力匯聚開放中樞。當前，以物聯網、云計算、大數據、移動互聯網為代表的新一代信息技術迅猛發展，加速融入經濟、社會發展的各個領域，推動生產方式、生活方式、政府治理模式發生前所未有的深刻變革，城市的各行業各領域都已經認識到數字化轉型的重要意義，并開始探索嘗試。然而，數字化轉型是一項周期長、投資大的復雜系統工程，從軟硬件搭建、技術要素購買到系統開發運行，都需要專業的能力和持續的資金投入，構建統一的共性賦能平臺，不僅可以避免各行業各領域重復建設、浪費資金，還有助于推動各方數據資源的共享和業務系統的聯動。一要增強匯聚共性的數據、業務和技術賦能能力，有效支撐智慧應用對于城市大數據資源、城市模型、大數據分析處理工具、智能算法等方面的需求。二要提供城市級的大型平臺，開放城市公共數據、領域模型、算法工具等，吸引創新創業要素資源匯聚，推進信息互通、資源共享，為技術創新到成果轉化全過程提供良好的平臺環境。
聯動調度指揮中樞。“十三五”以來，我國通過統籌政務信息化工程建設、推動政務信息系統整合共享等舉措，在城市局部領域的業務聯動取得了積極成效，但未能從全局上和根本上解決長期以來困擾我國城市信息化建設“條塊分割、煙囪林立”的問題。通過建設智慧城市中樞系統，接入或集成各領域的信息化平臺系統，尤其是各級各部門指揮調度和綜合運行類系統及相關數據資源，實現橫向上領域互聯、縱向上各級貫通，打造一體化的聯動調度指揮中樞，集綜合指揮調度、數據匯聚應用、風險防范預警、事件應對處置、服務科學決策等功能于一體，及時掌控城市各層級、各方面重要動態和突發狀況，為多部門聯動工作，統一指揮、統一行動、統一資源調配提供支撐，實現跨層級、跨地域、跨部門的指揮調度。
科學決策支撐中樞。近年來，各地市深入貫徹落實中央各項決策部署，我國城鎮化進程加快，城市人居環境顯著改善，城市承載力大幅提升，但部分城市的發展方式較為粗放，治理體制機制不健全，公共資源供需矛盾日趨緊張，城市風貌特色不鮮明，交通擁堵、街區內澇等“城市病”逐步顯現。傳統的電子政務架構和信息化應用無法有效支撐城市指揮調度和城市精準化治理的需求，亟需通過智慧城市中樞系統建設，對數據進行多維度、多角度、精準化展現，將可視分析與各領域業務決策需求分析相結合，制定多個專題應用場景和解決方案，充分挖掘和呈現數據背后隱藏的關鍵特征、關聯關系和發展趨勢等，及時發現經濟社會發展中的問題，對問題的發展態勢進行精確預測和描繪，讓事件識別更快速、問題發現更容易、數據展現更直觀，助力決策者理解數據并作出精準判斷。
智慧城市中樞系統的發展趨勢
基礎設施趨于智能化。智能計算中心作為承載智能計算需求的算力中心，成為技術發展和需求變化的必然趨勢。隨著人工智能的快速發展，傳統面向通用計算負載的CPU架構已經無法完全滿足海量數據的并行計算需求，可提供異構計算、加速計算、可編程計算等人工智能并行計算需求的智能計算中心獲得了巨大的發展機遇。由于智算中心對數字化、網絡化、智能化融合發展的重要支撐作用，以及對以信息化、智能化為杠桿培育新動能的帶動作用，智算中心已經被越來越多的地方政府所重視并布局，推動我國云計算服務向平臺化、規模化、智能化升級發展。
末梢神經趨向成熟。隨著以邊緣計算為特點的嵌入式人工智能技術的快速發展，智慧城市中樞系統的類腦視覺、聽覺、軀體感覺、運動神經等系統將不斷趨向成熟，AI+芯片技術將賦予傳感器、攝像頭、智能終端、智能汽車、智能制造設備、樓房建筑、工業機器人等現場端裝置、網關更多更強的AI能力。計算與分析模型逐漸成熟、落地，無須再將所有數據發回云端，裝置設備在網絡端點或接近網絡端點地方的計算和分析能力顯著增強，使現場裝置更加智能敏捷，使智慧城市中樞系統的感覺神經系統、運動神經系統的末梢控制變得更為智能和健壯。
數據供給更加重要。城市各領域智慧應用都建立在海量鮮活數據資源的基礎之上。當前，通過統一平臺安全提供數據和相應的能力支撐，以此激發數據要素價值、促進創新創業已經成為一種趨勢。浙江、貴州、上海等省市走在前列，在數據開放中已經率先提出了數據“可用不可見”“數據見面模型不見面”等數據+能力輸出的服務模式。智慧城市中樞系統作為城市“要素數字化、數字要素化”的核心平臺，整合了城市算力、算法、數據等重要資源，其作為促進數字經濟創新發展的平臺型基礎設施潛力巨大。
應用場景逐步豐富。智慧城市中樞系統促進了開放共享發展，融匯各類數據資源，借助智能算法和自我學習，從現階段的“感知”“態勢”“優化”擴展到精細化的城市管理、全天候的指尖政務服務、便捷化的出行信息服務、“一站式”旅游在途體驗、數字化網絡空間學習環境、普惠化在線醫療服務、智能化在線養老體驗、無時空的網絡社交娛樂、智能化的工廠/車間等生產生活的方方面面，未來逐步將走向“預測”“干預”“決策”“規劃”。數據轉換將作為科學合理的業務模型，讓數據幫助城市來作思考、決策和運營，實現城市精細化管理和社會治理，解決城市管理難題，促進國家、區域、城鄉、人群等的協調、開放和共享發展。
建設模式走向平臺化。在開放、共享的經濟發展趨勢下，智慧城市中樞系統平臺化建設趨勢越來越明顯。新型智慧城市建設中的智慧城市中樞系統建設，將會吸引更多的主體參與，共享智慧城市領域的相關技術及數據，更快、更容易地建立產業鏈上下游的生態伙伴，構成龐大的關系鏈，形成一個快速迭代的生態閉環。
智慧城市中樞系統的投融資模式
實現路徑?！秶鴦赵宏P于創新重點領域投融資機制鼓勵社會投資的指導意見》中指出，要“吸引民間資本加大信息基礎設施投資力度”，“通過投資補助、基金注資、擔保補貼、貸款貼息等方式，支持社會資本參與重點領域建設”。國家發展改革委隨后發布了在基礎設施等領域首批推出80個鼓勵社會資本參與的示范項目，將新一代信息基礎設施作為專門的投資開發領域，鼓勵和吸引社會資本，特別是民間投資，以合資、獨資、特許經營等方式參與建設及運營。近幾年，國務院、國家發展改革委、財政部連續發文，進一步規范政府和社會資本合作項目投融資操作，為智慧城市優化投融資環境、規范資金使用、提高資金利用效率、解決建設資金問題提供了新的途徑和思路。
智慧城市中樞系統是城市的新型基礎設施，建設重點以信息技術的廣泛應用為基礎，強調系統、數據資源、應用服務以及數據資源的增值利用。與傳統意義的“鐵公基”建設相比，單個工程規模較小，更加注重項目的后期運營，及系統與政務、交通、醫療、教育、養老、社區、環保、應急、公共安全等眾多領域的互聯互通，需要避免因軟硬件設備配置、接口、系統不兼容等因素造成的重復建設、“信息孤島”等現象。同時，智慧城市中樞系統建設需要大量資金投入，單純依靠財政投入將給政府造成較大壓力，也不利于系統可持續運行。采用政府和社會資本合作模式拓寬投融資渠道，以財政資金引導社會資本參與智慧城市中樞系統建設，有利于優化資金配置、降低融資成本、促進產業發展、創新商業模式，保障智慧城市中樞系統順利落地和有效實施。因此，在智慧城市建設過程中，由政府出資方和社會資本方共同投資成立項目公司來具體操作智慧城市中樞系統的投融資、建設和運營逐漸成為目前的主要模式（見表2）。
重要意義。在智慧城市中樞系統的建設中創新投融資模式具有以下重要意義。
（1）優化政企資源配置。投融資是市場經濟條件下配置資源的重要手段，也是供給側和需求側兩端發力的重要引擎。通過理順政府與市場的關系，引入社會資本，開展政企協作，明晰政府社會資本在項目運營、提供社會公共服務過程中的責權利，由政府承擔政策風險、社會資本承擔技術風險，依據風險最小化和利益最大化的原則，將使項目在整個運營期風險最小，使社會公眾利益最大化。建立公平開放透明的市場規則，建設統一開放、競爭有序的市場體系，將促進優化資源配置，讓市場在公共資源的配置中發揮更大作用，緩解企業融資難、融資貴的問題，提高投融資的運行效率和效益，形成健康高效的投融資體系。
（2）優化建設資金構成。引入社會資金，引導形成財政投資、銀行貸款、債券融資和社會資本為主的多層次資金來源體系，將有效減輕政府公共財政的舉債壓力。多種形式的資金結合項目特點統籌安排，將改變以往依賴財政資金的單一融資模式和粗放式資金投入方式，減輕政府財政投入負擔，增強政府的短期投資能力，擴大政府財政支出的“乘數效應”，形成智慧城市建設長期資金和短期資金互補的格局，破解智慧城市建設的資金瓶頸，激發民間資本活力，拓展企業發展空間，提升經濟增長動力，促進經濟結構調整和轉型升級。
（3）優化公共服務質量。智慧城市建設投融資將政府戰略規劃、市場監管、行政服務、公共服務和社會資本的管理效率與技術創新有機結合在一起，有利于從投資項目服務管理、創新融資機制、暢通投資項目融資渠道等多方面促進體制機制和管理流程的創新；有利于厘清政府和市場邊界，減少政府對微觀事務的參與，提升政府的法律意識、契約意識和市場意識，更好地推進簡政放權、履行公共職能；有利于形成投資、建設、運營一體化，有效提升公共產品供給效率和公共服務水平。
智慧城市中樞系統的運營模式
實現路徑。智慧城市運行中產生的海量數據是城市的重要資產，通過創新運營模式，按照“以平臺運營為基礎、以數據運營和產業投資為主業，統籌城市運營為最終目標”的發展路線圖，對平臺、數據、產業、城市進行統籌運營，可實現“資源—資產—資本”的遞升。在智慧城市中樞系統的建設過程中明確商業模式，使得可以開展運營的內容實現充分的商業化運作，能夠提升智慧城市建設活力，并為智慧城市的長期運營提供充足的資金支持。
“數據運營+生態合作”以成立國資的大數據運營公司為抓手，在政府授權下引入優質社會資本，代表政府與社會力量開展戰略合作，執行投融資、建設管理、運營維護和產業生態培育，是一種智慧城市中樞系統的運營實現路徑。大數據運營公司負責智慧城市中樞系統、智慧城市基礎設施和其他智慧城市項目的建設與運營，以智慧城市中樞系統為核心，圍繞大數據技術、產業、應用及服務等創新，開展數據應用與共性服務平臺建設，以及信息系統集成服務等。大數據運營公司也可作為城市政務數據的管理和運營主體，提供數據信息資源挖掘、數據產品開發、數據資產增值、大數據產業發展、信息咨詢服務，構建數據產業基礎，促進數據創新應用，助力政務、行業、企業等各領域數據資源開發與資產化，負責充分提升城市自身“造血能力”，探索多元化、可持續的運營模式（見圖1）。
推進步驟。智慧城市中樞系統應根據自身城市發展戰略、城市治理現代化和發展數字經濟需求，遵循“需求導向、示范先行，頂層設計、有序展開，注重實效、壯大產業”的思路穩步推進，避免貪大求快、半途而廢?？紤]到智慧城市中樞系統投資規模巨大，規劃建設周期可細分為項目籌備、推廣應用、全面應用和建設完成四個主要階段，各階段建設重點不同。
（1）項目籌備階段。一是確定智慧城市中樞系統的投資、建設、運營基本模式。二是組建產業聯盟，盤活智慧城市中樞系統建設有關資源，激發相關企業及社會資本參與智慧城市中樞系統的建設熱情。三是組建由國有城市基礎設施建設頭部企業控股、民營本地龍頭企業參股的大數據運營公司，并由其在政府指導下牽頭智慧城市中樞系統建設。四是編制智慧城市中樞系統頂層設計。結合城市實際選擇適合自身需要的建設目標與路徑。五是結合城市發展需要，選擇需求迫切、應用效果明顯的項目作為切入點，啟動先試示范應用項目建設。六是同步開展通信網絡基礎設施、數據中心和算力基礎設施等信息基礎設施建設。
（2）推廣應用階段。一是基本完成信息基礎設施任務，初步形成一個高速、移動、安全、泛在的城市信息化基礎設施網絡。二是完成重要標準規范編制，為智慧城市中樞系統統一接入、統一管理、統一應用等奠定必要基礎。三是啟動數據資源治理、能力匯聚開放、聯動調度智慧和科學決策支撐等系統的全面建設。四是啟動網絡空間安全保障與綜合治理體系建設。
（3）全面應用階段。以平臺、重點系統的應用為核心，基本完成數據資源治理、能力匯聚開放、聯動調度智慧和科學決策支撐等系統的建設并投入使用，基本完成城市各項管理和服務應用系統的建設。完成網絡空間安全保障與綜合治理體系建設。健全各項標準規范、技術指南及管理辦法。
（4）建設完成階段。全面完成智慧城市中樞系統建設，完善城市各項管理和服務應用系統，并投入使用。
智慧城市中樞系統的建設實施建議
“十四五”時期，智慧城市建設將持續穩步發展，成為數字政府、數字社會、數字經濟建設的重要載體。有效推進智慧城市中樞系統建設實施，保障智慧城市可持續發展，可從以下方面著力。
強化統籌協調機制。健全智慧城市中樞系統建設運營的組織體系，形成由智慧城市建設牽頭部門和相關行業主管部門協同共建的工作機制。建立健全部門之間、區域之間的協同聯動銜接機制，強化規劃制定、系統設計、項目實施等關鍵環節的溝通協調，確保互聯互通和數據共享。強化項目和資金統籌監管，加強項目審批、項目建設、成果驗收等關鍵環節的審查和監管。強化與項目建設運營單位的溝通協調，及時掌握全市各個項目建設情況，及時協調解決項目建設中出現的各類問題。
科學制定頂層設計。綜合考慮上級智慧城市中樞系統建設現狀和政策導向、本級智慧城市中樞系統建設基礎、下級智慧城市中樞系統應用需求，結合城市規模、經濟社會發展水平和能力、信息基礎設施與信息化應用所處階段和城市發展需求，研判智慧城市中樞建設需求。科學制定智慧城市中樞系統規劃，合理選擇目標功能、應用場景、投融資模式和實施路徑，避免盲目投資。結合城市未來發展需求和技術高速迭代形勢，適度超前規劃，強化設施配套，加快5G、物聯網、工業互聯網、空天地一體化網絡等信息基礎設施，以及云計算、邊緣計算等算力平臺的建設應用。
激活多元主體活力。采取政府主導和社會資本充分參與的投資建設模式，合理選擇市場化合作伙伴，提升投資環節的市場化程度和資源配置效率。一是遴選城市級合作伙伴，選擇有實力、有經驗、有長期合作意愿、安全可靠的社會資本方作為城市級合作伙伴，負責整體項目群建設，協商政府與社會資本間的權利和義務，明確補貼模式。二是遴選項目級合作伙伴，針對項目具體特征，由智慧城市建設牽頭部門、行業主管部門和城市級運營公司共同選擇領域內經驗豐富、專業性強的社會資本方作為項目級合作伙伴，根據項目性質確定補貼模式。
完善配套支持政策。一是財政政策，要綜合評估財政狀況，制定有針對性的財政優惠政策，通過投資補助、基金參股、前期費用補貼、擔保補貼、貸款貼息等方式給予相關扶持。二是金融政策，要鼓勵金融機構探索適合智慧城市中樞系統項目特點的信貸產品和貸款模式，在授信額度、質押融資、保函業務等方面提供融資服務，支持項目公司依照國家有關規定通過債券市場籌措投資資金。三是審批政策，要明確市場準入標準、服務質量和監管細則，強化對政府和社會資本合作的評估論證、執行監管、績效評價等工作。四是數據管理政策，要加強數據分類管理和共享開放，推動打破數據壟斷，在數據保護、人工智能、關鍵信息基礎設施等領域強化法規制度建設。
（國家信息中心信息化和產業發展部房毓菲、王丹丹對本文有重要貢獻）
責 編／肖晗題
單志廣，研究員，國家信息中心信息化和產業發展部主任、智慧城市發展研究中心主任，國家大數據發展專家咨詢委員會秘書長。研究方向為計算機網絡、智慧城市等。主要著作有《計算機網絡的服務質量（QoS）》《物聯網技術與產業發展》《信息資源分類——方法與實踐》等。
