【摘要】近年來，在人工智能、云計算、大數據、區塊鏈等新技術發展以及國家新基建等政策的雙重推動下，各地政府普遍將“城市大腦”建設納入了城市發展建設計劃，“城市大腦”相關的實踐活動也在蓬勃開展，“城市大腦”已經成為了城市發展和科技創新領域的新熱點。①然而，學術界、產業界對有關“城市大腦”的諸多問題尚未達成共識，亟待研究探討。從智能的視角出發，城市大腦是城市智能的載體，建設城市大腦可提高城市治理的效率與效果。城市大腦具有動態演進特征，可自學習、自優化、自生長，其邏輯模型包括識別處理組件、邏輯計算組件、知識圖譜組件、時空構建組件和指令輸出組件等構成要素。

【關鍵詞】城市大腦 邏輯模型 城市治理 產業發展 科技創新 城市智能

【中圖分類號】D51         【文獻標識碼】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2021.09.003

柳進軍，教授級高級工程師，中關村科學城城市大腦股份有限公司董事長、中關村創新研修學院院長。研究方向為電子政務、智慧政府、智慧城市、城市大腦。主要著作有《中關村“創客軍團”》（合編）、《城市智能和城市大腦概念機》（論文）、《城市大腦——重新定義城市，塑造未來產業》（論文）等。

引言

從IBM首席執行官彭明盛于2009年首次提出“智慧地球”的概念后，“智慧城市”的建設在世界范圍內如火如荼地展開，全球數以千計的城市開展了“智慧城市”項目，在中國，也有數百個城市、地區相繼建設了“智慧城市”[1]。

城市大腦屬于智慧城市的“子賽道”和新興領域，但是，對城市大腦的理論認識，目前尚未達到高度一致。與各地積極開展的城市大腦實踐相比，國內城市大腦的理論發展相對滯后，學術界、產業界關于什么是城市大腦的意見尚未統一，對于城市大腦的內涵、外延，如何科學地建設城市大腦等問題，尚存分歧。譬如，有專家將城市大腦定義為類腦智能復雜巨系統或城市智慧中樞，也有專家將城市大腦視作一個綜合物聯網、大數據、云計算、人工智能的共性技術承載體，還有專家認為城市大腦是通過人工智能系統對城市各個部分進行管理和控制的信息系統與城市新型基礎設施。

在城市大腦產業實踐百花齊放的發展局面之下，隨著城市大腦向深度、高階發展，無法回避的一個問題就是：國內先行、先試城市按照不同的指導思想、頂層設計以及技術框架展開建設工作時，城市大腦的理論研究應當如何從實踐中總結升華并且進一步指導實踐，以實現不同城市、不同國家城市大腦建設的共性和個性協同，并在未來實現跨地域的城市大腦互聯互通。

本文從智能這一基礎概念的本源出發，基于對生物智能、非生物智能、宇宙智能、信息智能、社會智能等的總結與比較，闡述智能的不同表現形式，引出城市智能的概念。進而結合城市智能，提出城市大腦的定義，并通過城市大腦的邏輯模型說明城市大腦的組成部分、組件及其聯動機制。同時，通過海淀城市大腦的實踐案例說明城市大腦在城市轉型發展中所發揮的重要作用。

理論回顧和文獻綜述

智能的研究成果概述。根據辭海的定義，智能是智慧和才能的總稱。目前一般認為智能是知識和智力的總和，知識是智能的基礎，智力是指獲取和運用知識求解的實踐活動和能力，二者具體表現形式是智商和能商。

智能有多種表現形式：（1）生物智能和非生物智能。阿里巴巴發布的《解構與重組：開啟智能經濟》報告指出，人類通過對自然界的觀察、反復實驗迭代與科學的邏輯思維，推動了手工業的出現及發展，并促進了工業革命的發生，石油的發現與電力的發明深刻地改變著世界，可以將其稱為世界I；而占卜、宗教等是生物智能形成的形而上的世界，可以稱為世界II；計算機、互聯網、5G、物聯網、人工智能等新興技術均屬于非生物智能范疇，可以稱為世界III；非生物智能和生物智能的互動在未來也會發生，可以將之稱為世界IV（如圖1所示）。

生物智能與非生物智能有顯著區別，生物智能需要極長時間進行進化。例如，動物進化出智能需要億萬年。研究發現，生物智能的最大特點是，在生物大腦中，數據的傳輸和數據的處理可以同步，由神經突觸和神經元協同完成。在同樣的時空條件下，生物大腦能通過分布式的神經系統，實現數據的交換和數據的處理，而生物大腦記憶的信息只保留關鍵的、精華的數據。

與生物智能相比，非生物智能有如下特點：其一，非生物智能的進化很快，不依賴于生物繁衍、基因突變、基因組合。非生物智能是以人工智能和人機交互為基礎，將基礎設施、能源和計算結合之后，驅動智能向更高級的方向進化、發展。其二，非生物智能雖然比生物智能計算得快，但不會產生類人的情感、情緒等生物特征。其三，非生物智能的記憶能力超強，不但可以記住精華，也可以記住細節。以計算機為代表的非生物智能的第四個特點是，數據的傳輸與數據的處理無法同步進行。數據不是為了存儲而存儲，而是為了在需要時能夠被快速提取，存儲的作用是提升數據處理的有效性。馮·諾依曼結構體系是圖靈機理論模型的具體實現，其核心特征之一是運算單元和存儲單元的分離，兩者由數據總線連接（如圖2所示）。

（2）宇宙智能和信息智能。《宇宙的智慧》一書中提到，宇宙舊有的概念是基于牛頓經典力學三大定律建立的，但是還不夠全面，宇宙不是按照機械學定律運行的相分離的微小物質的集合，宇宙當中的物質具有普遍聯系，是一個具有內在聯系的統一系統。這個系統經過億萬年的演化，已經是一個智能體，具備極大的復雜性，具備了自身的智慧。數學家歐拉曾提出：“宇宙的結構是最完善的，是最明智的上帝的創造。”

另外一方面，基于信息論的觀點認為，宇宙、城市都處于熵增的過程。隨著城市規模的擴大，城市會變得越來越無序，管理城市會變得越來越復雜。建設城市大腦就是為了提高城市治理的效率和效果，加速城市熵減的進程。

（3）社會智能。戴汝為在《社會智能科學》中指出，社會智能是一門跨越思維科學、認知科學、智能科學及智能信息處理等領域的綜合性科學。他在系統復雜性研究中，將人工智能技術與知識工程方法引入其中，運用先進的信息與互聯網技術構建了一套“人-機結合綜合集成研討廳體系”，在實踐的基礎上，進一步形成了人-機結合的智能信息處理理論。該體系依托信息網絡空間推出支持宏觀經濟決策的可操作平臺，成為智能信息處理的有力支持系統。

城市大腦的研究成果概述。從智慧城市演化角度，Andrea Caragliu與李重照等[2]提出城市大腦是“智慧城市”的核心，是實現智慧城市“智能化”“互聯化”和“感知化”的重要手段。學者指出，智慧城市運用一種更為智慧的方法，通過城市大腦來改變公司、社區或政府與人們交互的方式，以提高交互的明確性、高效性與靈活性，但他們并未給出城市大腦的清晰定義。

從仿生學角度，單勇、沈錫權等[3]認為城市大腦是具備類腦特征的城市新型基礎設施，是具備城市中樞神經、城市感知神經、城市運動神經、城市神經纖維等城市級的類腦智能復雜巨系統，但是尚未考慮非生物智能和生物智能在情緒方面的重大區別。

從模型衍化角度出發，中國科學院研究團隊于2008年提出了“互聯網大腦模型”，該模型指出，互聯網正在從網狀結構逐漸發展成為大腦結構，這一重大變化必將對產業、城市、科技、經濟等諸多領域產生重大影響。[4]2015年2月，中國科學院研究團隊在《基于互聯網大腦的智慧城市建設》一文中提出了城市大腦的概念，即“城市大腦是城市建設伴隨著21世紀互聯網架構的類腦化過程，在此過程中城市逐步形成自己的中樞神經（云計算）、感覺神經（物聯網）、運動神經（工業4.0、工業互聯網）、神經末梢發育（邊緣計算）、城市智慧的產生與應用（大數據與人工智能）、城市神經纖維（5G、光纖、衛星等通訊技術）”。中國管理科學學會于2017年發布的科學藍皮書和中國科學院研究團隊在2018年IEEE國際會議會議論文中進一步闡述了城市大腦的建設框架，重點提出城市大腦是一個聚合機器云智能與人類群體智慧的類腦智能復雜巨系統的理念，并構建了城市智商的評價標準，該標準通過對城市神經元網絡和城市云反射弧的成熟度的考察評估一個城市的城市智商。肖家立等[5]提出城市大腦的概念從“互聯網大腦”衍生而來，通過對互聯網大腦模型框架的分析將城市大腦定義為基于互聯網大腦模型的類腦城市架構，但是對于互聯網大腦與城市大腦并未給出明確的區分。

從信息系統的角度出發，王波等[6]將智慧城市中的城市大腦與信息系統相聯系，提出城市大腦實際上可被看成一個復雜巨系統。城市大腦與信息系統既有區別又有聯系。信息系統是由軟件、硬件、網絡、信息資源、用戶等組成的系統，是以處理信息、數據為目的的一體化系統。城市大腦表現為信息系統，但是城市大腦的智能高于信息系統。城市大腦更多是為了獲取、利用智能而存在的。

盡管相關學者在城市大腦、智能等方面進行了一些研究探索，但城市大腦尚屬新興研究領域。經過考察分析，已有的城市大腦概念、定義是受到人腦智慧的啟發，把城市大腦界定為高度擬人化的智能，但是本文認為，城市產生智能的路徑與人類產生智能的路徑不是完全相同的，這主要是因為人類是生物智能體，依靠“碳”基獲取能量，地球上的生命物質基礎都是以碳為骨架形成的，而城市產生智能既有城市自身智能的牽引，也有信息技術、人工智能等以“硅”基為基礎的非生物智能的助推。

綜上所述，城市大腦的產生依托于城市智能，城市智能是一類不同于生物智能的智能，城市大腦是城市智能的承載體。本文接下來將明確定義城市智能，并基于城市智能給出城市大腦的概念定義和邏輯模型。

智能與城市智能的形成

智能的層次。經過研究，本文定義智能的兩個層次分別為智能一級、智能二級，并認為圖靈機理論模型屬于智能一級，城市大腦屬于智能二級。

智能一級處于智能層次的最底一層，是智能的基本能力，叫做智力。智能一級包括算法、算力和記憶，例如圖靈機理論模型。

智能二級包括識別、時空關聯、推理和運算，不但可以建立起時空概念，還可以建立起知識概念。智能二級的核心是學習能力，以識別、推理為基礎。例如，通過視覺識別出水杯是實體，根據已經建立的關聯關系進行推理，則水杯與喝水或刷牙的動作關聯，形成了知識。學習能力是比算法、算力和記憶高一個層級的能力。城市大腦具備學習能力，因此，在分類上，城市大腦屬于智能二級。

城市智能。城市作為社會因素與自然因素的綜合體，在其演化的過程中，有著自身的規律。當城市規模比較小時，以人管理為主。隨著城市逐漸發展，城市的市民逐漸增多，道路、車輛也逐漸增多，城市的煤水電氣需求和供給隨之增加。

隨著城市發展，為了對抗熵增，城市自發形成了一定的適應能力與調節能力。例如，道路上的車輛越來越多后，自然而然就需要引入交通信號燈、交通分流、增加行車限制，以便實現對交通秩序的控制。這種為了對抗無序狀態而自發引入的本能適應，就是智慧城市的范疇，屬于城市智能的一種，但是此時城市智能較弱。

當城市規模進一步擴大，城市容納百萬級別的人口，乃至發展成為千萬人口的超大規模城市，城市之內的人、車、事、地、物、組織越來越多，交通擁堵、環境惡化、人口膨脹等“大城市病”接踵而至，城市變得越來越無序，從信息論的角度看，城市處于熵增的過程。此時，城市就需要新的控制系統、制約手段，以提高調節能力。

城市發展受到社會因素和自然因素雙重影響。對抗城市無序的控制系統、制約手段越來越多，雖然使城市有了一定程度的智能控制，但其自身的互相干擾、互相制約甚至互相矛盾等問題也益發突出。城市要走向更加高層次的、統一且整體有序的狀態，以支撐并且推動城市可持續發展，需要并由此產生了更高級的城市智能。城市智能是一種客觀存在，符合城市發展的客觀規律（包括社會規律、經濟規律等城市運行規律），同時也會受到人為因素的影響。城市智能的發展依循提升城市效率和經濟效益最大化的規律。

城市大腦的內涵、外延與邏輯模型

城市大腦是城市智能的載體。建設城市大腦就是為了提高城市治理的效率和效果，加速城市熵減的進程。通過建設城市大腦，匯聚城市運行數據，結合城市級知識圖譜，經過人工智能分析和研判，可以有效地推動城市治理、產業發展和科技創新，從而解決城市面臨的諸多問題。

城市大腦的概念定義。城市大腦是城市智能的承載體，是城市智能的發生器、輸出器、連接器及操作系統的總合。其作用是綜合利用人工智能、云計算、大數據、區塊鏈等新一代信息技術，全面感知城市要素，基于城市全域時空數據資源和城市全域知識圖譜，實現識別和邏輯判斷，形成城市整體認知，對城市經濟發展、社會治理、環境優化等各領域的城市應用進行連接、融合、協同和重構，輸出高效的城市級運行管理智能解決方案，讓城市更聰明。城市大腦不僅可以產生單一智能，還可以連接、匯聚、協同城市各行各業的智能，從而產生更加綜合、更加高級的統合智能。城市大腦具備自學習、自優化、自演進的特征。城市大腦是城市治理體系和治理能力現代化的科技支撐，是引領城市數字經濟發展的核心引擎。

城市大腦的表征維度。城市大腦可以從以下三個維度來表征和體現，即技術維度、經濟維度和治理維度。第一，技術維度：城市大腦是綜合利用人工智能、云計算、大數據、區塊鏈等新一代信息技術，實現對城市治理和產業發展的全息感知、統籌調度、智能決策和精準服務的系統。第二，經濟維度：城市大腦是城市信息化、數字化發展到高級階段的必然產物，是實現全時、全域、全量數字資產運營，推動產業經濟和社會經濟高水平發展的重要抓手。第三，治理維度：城市大腦是融合匯集城市運行信息，支撐和引領城市可持續發展，具備自學習、自優化、自演進特征的城市級新型基礎設施。

城市大腦的方法論。首先，本質理解上，城市大腦具有動態演進的特征。我們生活的城市是鮮活的，城市大腦也應當是隨著城市發展不斷成長的。城市大腦具備自我學習、自我修正、自我演進、自我生長的特質。城市大腦的建設不是一蹴而就的，而是一項長期持續、動態演進的過程。通過將人工智能引入城市治理的方方面面，城市大腦能夠實現感知、認知、分析、推演的持續循環，并使其自身持續地生長和演進，保持先進性和前瞻性。

其次，建設理念上，政企合作是建設城市大腦的必然方式。重新思考企業和政府的關系意義深遠。在以往信息化項目的建設中，合作雙方大多是一種單向的甲乙方關系，而政企合作關系可以廣泛調動各種科技創新企業，使其更加積極主動地共同為城市未來的發展謀劃出力。政府側通過對建設機制和運作模式的制定，激勵引導企業側共同參與、共同奉獻、共同獲益，同時依托城市大腦構建政企之間的新型生產關系，使各方共同促進產城融合發展。

再次，建設方法上，遵循“需求牽引，業務驅動”的基本原則。以往條塊分割、單打獨斗的智慧城市建設方式，是造成“數據孤島”等問題的根本原因，無法適應城市大腦動態生長的要求。城市大腦因需而建、一城一策，需要與產業融合，與環境融合，因此需要根據地方的需求、發展做設計，進行場景化應用封裝，滿足城市個性化發展需求。

第四，體系架構上，城市大腦是可持續演進的開放平臺。將互聯網基因融入城市大腦建設，融合各類不斷涌現的新技術、新算法、新應用，將城市大腦構建成開放式平臺，使其能對未來不斷演進的業務需求快速響應，以迭代式開發的思路完成持續升級，保持其鮮活的生命力。為城市治理體系提供支撐的同時，也為產業的轉型升級和科技創新提供生長的土壤。

第五，在設計哲學上，需要制定滿足未來城市發展的方法體系。城市大腦的頂層設計不追求靜態的、大而全的方案制定，而是通過確立一系列規則，引導城市大腦真正實現動態生長。未來的城市發展充滿不確定性，技術和產品也處于飛躍式發展，無論是誰都不可避免地在社會需求、業務場景、技術迭代乃至對未來的預測等方面，天然帶有自身局限性。設計中有關規則、機制、模式的設計，是為城市大腦的生長演進提供一套規律，是積極地應對未來的無限可能。

城市大腦的定位。城市大腦的定位主要有三方面內容。第一，城市大腦是智慧城市的神經中樞，是城市智慧化的重要載體和標志，是智慧城市發展到高級階段的產物。第二，城市大腦是引領城市新基建的核心內容，是塑造經濟社會數字化發展的靈魂。第三，城市大腦是對構建新型國家治理體系要求的實踐響應，是城市治理能力提升和治理體系現代化的重要支撐，是城市產業轉型升級的重要引擎，是城市創新發展的重要平臺。

城市大腦的邏輯模型。城市大腦邏輯模型的構成要素包括：識別處理組件、邏輯計算組件、知識圖譜組件、時空構建組件和指令輸出組件（如圖3所示）。

1.識別處理組件（Identify Processing Unit, IPU）。城市大腦通過結合完善的數據治理方法論，構建出一整套通用大數據工具——識別處理組件，從而以更加安全、可靠、靈活、便捷的方式支撐政府、企事業單位多源異構數據的融合、實踐與應用。識別處理組件把海量結構化、非結構化、半結構化數據處理技術和國內外主流大數據架構進行有效結合與集成，并結合政府和企事業單位在數據采集、計算存儲、數據治理、分析挖掘、可視化應用等方面的具體需求，開發出針對經營數據、物聯網數據、社會化數據等全生命周期數據治理的服務。

2.邏輯計算組件（Intelligent Judgment Unit, IJU）。邏輯計算組件是城市大腦的智能決策中樞，是人工智能的技術應用基礎設施平臺，能夠支撐城市大腦未來的各種應用，同時也是推動城市產業發展的產業創新中心。

依托于異構算力集群，邏輯計算組件統一調度、協同工作，向上層應用提供平等開放的人工智能分析和機器學習算法服務，并通過數據積累、生態鏈建設、算法自學習，豐富算法／模型庫，支撐應用的成長、擴充。同時，通過系統接口與城市大數據資源平臺關聯，并與相關部門系統實現數據交換與共享，向城市各委、辦、局以及街鎮用戶提供服務。

邏輯計算組件能夠有效支撐城市大腦上層業務應用的智能分析功能，針對城市管理、城市交通、人口監測、生態環保、公共安全等領域的問題，對城市大腦接入的文本、圖片、語音、視頻等數據進行智能分析處理，為城市大腦各類應用提供預測、預警等人工智能算法分析服務，以此發現城市潛在的運行規律，并為城市提供全局協同的決策支持服務，為城市大腦建設以及全面促進智慧城市的穩定發展提供有力支撐。

3.知識圖譜組件（Knowledge Base Unit, KBU）。城市信息涉及基礎設施、交通出行、醫療服務、公共安全、教育服務、生產制造等與公眾生活相關的各個方面，具有高維度、異構性、多樣性、稀疏性和海量性等特征。整合上述城市運行核心系統的各項關鍵數據是城市大腦必須面臨和解決的問題，知識圖譜具備對海量高維復雜數據的強大處理能力，能很好地為該問題提供解決方案。知識圖譜所運用的知識融合技術利用知識建模和知識計算，可將散布在城市各個角落的數據連接起來，可對大量數據進行動態分析和整合，以完成對城市進行全域即時分析、指揮、調動和管理，從而實現對城市的精準分析、整體研判與協同指揮。

4.時空構建組件（Time Space Unit, TSU）。基于統一的時空基準，以位置服務、時空融合、數據挖掘為核心，實時匯聚、融合、統籌二三維基礎地理空間、物聯網、政務、社會信息、專題信息、態勢感知、遙感影像等各種城市時空數據，搭建城市全域時空資源庫，形成集“采集、治理、融合、服務、分析及應用”為一體的時空數據持續生產和共享服務體系。采用數字孿生、第五代新測繪技術、大數據、人工智能、物聯網、云計算等信息技術，構建地上地下、室內室外、宏觀微觀、虛實相輔、動靜一體化的城市運行全貌圖。賦予城市以狀態感知、實時分析、智能決策、精準執行、虛實互動的能力，實現各類時空資源的一圖可查、一圖比對、一圖共享、一圖管理、一圖分析，形成城市大腦數字孿生底座。

5.指令輸出組件（Instruction Output Unit, IOU）。指令輸出組件秉承以信息流為核心，聚焦指揮和運營兩大核心能力的設計理念，以智能化的科技手段使操作更加便捷，打造領導指揮調度的駕駛艙、部門協同會商的參謀部、街鎮吹哨報到的調度室、城市平穩運行的中控臺，助力推進治理體系的重構與治理能力的提升。

這5個構成要素之間存在協同關系。識別處理組件是其他各組件的基礎設施，通過識別處理組件向其他組件提供城市數據。邏輯計算組件依據識別處理組件采集的數據進行分析和研判，支撐其他組件有效運行。知識圖譜組件、時空構建組件基于識別處理組件采集的數據和邏輯計算組件分析的結果，搭建城市全域時空數據庫，為指令輸出組件提供服務。知識圖譜組件通過知識融合和建模，打造城市級知識體系，為指令輸出組件及時空構建組件提供支撐。指令輸出組件以指揮和運營為核心功能，提升城市治理的現代化水平。

上述5大模塊協同進化，融合發展，完成了自學習、自優化、自演進的過程，進而產生了城市智能。以海淀城市大腦項目中的重點車輛治理為例，城市大腦依托對城市道路的感知以及一些基礎知識，識別渣土車的位置及其違法行為，當確認其有違法行為后，依托對道路的認識判斷其路線，同時依托原有的處理經驗判斷需要哪些部門到場執法，而當問題處理完畢后，不論城市大腦判斷正確與否，執法人員都會將路線判別和聯合執法的情況反饋給城市大腦，城市大腦再依據這些反饋進一步修改既定的判斷規則。

城市大腦的實證分析——海淀城市大腦

海淀城市大腦是北京市海淀區立足首都“四個中心”“兩區三平臺”戰略定位，貫徹海淀“兩新兩高”戰略部署的重要抓手和龍頭工程。同時，海淀城市大腦建設成果得到北京市市委、市政府充分肯定。北京市大數據工作推進小組在《北京大數據行動計劃2020年重點工作任務》中明確指出，要在全市推廣海淀城市大腦建設模式。

在具體建設過程中，海淀城市大腦通過搭建海淀城市大腦基礎平臺，包括一張城市時空底圖、一個城市知識圖譜、一個城市指揮中心（Intelligent Operation Command Center, IOCC）、兩個中心（大數據中心、AI計算中心），支撐城市治理、產業發展應用。

在城市治理方面，城市大腦通過接口、數據、資源對接，打造“三融五跨”的55個城市大腦業務場景應用，涵蓋城市管理、公共安全、生態環保、城市交通、應急指揮、金融、能源等領域，每日處理大量數據。例如，截至2021年5月海淀時空一張圖項目收集到17萬幢建筑物信息；AI計算中心每天處理100萬張過車圖；IOCC數據超過6000萬條；北京市健康寶累計查詢處理數據50億次。在“渣土車治理”場景中，平臺集結7個政府部門、14家高科技企業，打破渣土車治理業務、流程、數據、系統的“煙囪”“壁壘”“孤島”，形成更精準、更高效的執法新模式，對渣土車違法行為初步實現看得清、逮得著、罰得了、管得住。在疫情防控場景中，城市大腦疫情防控平臺的建設發揮了重大作用，可對重點人員進行6類信息的采集，并快速統計分析主要來源地、活動軌跡。疫情期間，疫情防控平臺實現對全區617個社區（村）信息實時掌控，為疫情防控提供有效支持。后續將建設公共衛生應急場景，實現公共衛生領域的監測預警。

在產業發展方面，城市大腦通過運營方式、管理方式、產業方式、資源匹配方式等支撐產業形成、轉型升級和競爭力提升。首先，以新場景助力初創科技企業加快成果產業化轉化。在水環境治理場景中，芯視界公司量子點光譜傳感芯片技術走出實驗室，在南沙河布設了29套“零接觸式”監測點位，實現了在海淀創新示范、在全市推廣應用，二期更是布設了100多個監測點位，目前其成果已應用到外地省市。其次，以新契機助力傳統科技企業加快轉型升級。一直致力于傳統教育信息化的競業達公司成功轉型為人工智能物聯網企業，其新產品在杭州、上海得到了推廣應用。再次，以新平臺助力領軍企業提升在前沿技術領域的國際競爭力和話語權。百度“飛槳”平臺在全面支撐海淀城市大腦人工智能場景應用過程中，取得了深度學習框架平臺在自主可控、安全可靠、應用生態等方面的新進展。最后，推動國產芯片和算法適配應用，初步實現人工智能芯片算力資源的80%國產化率和自主可控；后續將逐步升級各領域算法模型，采取高度自動化模式，形成面向未來的動態演進、可生長的技術平臺。

結論與展望

本文的理論研究成果來源于結合理論對海淀城市大腦等多個城市大腦建設項目的真實案例進行總結、凝練與升華。本文通過對城市智能的概念研究，界定了城市大腦，進而構建了城市大腦的邏輯模型，闡明了城市大腦統籌引領城市治理、產業發展和科技創新的落地形式，說明了城市大腦是城市數字化轉型升級的新引擎。

2021年1月19日，獲得圖靈獎的唯一華人科學家、中科院院士、清華大學交叉信息研究院院長姚期智先生在進行海淀城市大腦參觀調研時指出，人類社會發展到現階段，由于信息技術、人工智能技術等的發展，城市大腦應運而生，未來將成為一門學科。以應用場景建設為出發點的城市大腦“海淀模式”值得研究和推廣。同時，城市大腦有可能成為中國領跑世界的一個突破口。本文是一個開端，后續將圍繞兩方面展開研究，其一，城市大腦理論模型的數學證明過程，其二，城市大腦理論模型的應用實證分析。

注釋

[1]柳進軍：《城市智能與城市大腦概念機》，《中關村》，2021年第4期；柳進軍：《城市大腦——重新定義城市，塑造未來產業》，《中關村》，2021年第2期；劉鋒：《研究報告：城市大腦的起源、現狀與未來趨勢》，https://wenku.baidu.com/view/ec2f9aa10408763231126edb6f1aff00bfd57059.htmlhttps://pan.baidu.com/s/1YdDKx2MGMndwX9faIbDq7w，2018年3月26日更新。

[2]Caragliu A.; Bo C. D.; Nijkamp P., "Smart Cities in Europe", Journal of Urban Technology, 2009, 18(0048) ；李重照、劉淑華：《智慧城市：中國城市治理的新趨向》，《電子政務》，2011年第6期。

[3]單勇、阮重駿：《社會治理地圖對綜合治理體系的三重發展——以城市大腦為例》，《中國特色社會主義研究》，2021年第1期；沈錫權、魏一駿：《“城市大腦”刷新現代治理》，《半月談》，2019年第10期；高文：《城市大腦的痛點與對策》，《智能系統學報》，2020年第4期。

[4]劉鋒：《研究報告：城市大腦的起源、現狀與未來趨勢》，https://wenku.baidu.com/view/ec2f9aa10408763231126edb6f1aff00bfd57059.htmlhttps://pan.baidu.com/s/1YdDKx2MGMndwX9faIbDq7w，2018年3月26日更新。

[5] 肖家立、黃泳豪、羅琳、蔡泳：《基于互聯網大腦模型以珠海為核心的智慧城市群建設研究》，《無線互聯科技》，2020年第20期；劉鋒：《如何理解和定義城市大腦》，《中國建設信息化》，2020年第17期；Russell S.; Norvig P., Artificial Intelligence: A Modern Approach, http://aima.cs.berkeley.edu/, 2020-12-12；“中國城市營商環境評價研究”課題組、李志軍等：《中國城市營商環境評價的理論邏輯、比較分析及對策建議》，《管理世界》，2021年第5期。

[6]王波、張偉、張敬欽：《突發公共事件下智慧城市建設與城市治理轉型》，《科技導報》，2021年第5期；鄒凱、萬震、曹丹、張東東：《智慧城市信息安全監管策略的演化博弈分析》，《現代情報》，2021年第3期。

參考文獻

［匈］歐文·拉茲洛，2020，《宇宙的智慧》，李永學譯，北京：中國民主法治出版社。

戴汝為，2007，《社會智能科學》，上海交通大學出版社。

責 編／桂 琰

The Logical Model of City Brain

Liu Jinjun

Abstract: In recent years, due to the introduction of new technologies such as artificial intelligence, cloud computing, big data, blockchain as well as the national new infrastructure policy, local governments have generally included the "City Brain" program into their urban development and construction plan, and the relevant practical activities of "City Brain" are developed vigorously, becoming a new hot spot in the field of urban development and scientific and technological innovation. Although the practice of City Brain has produced many scientific and technological achievements and practical results, a consensus is yet to be reached among the academic and industrial circles on certain issues in the theoretical research of City Brain. There are still great differences in the concept and connotation of City Brain. This paper, starting from the generation of intelligence, combs the theories of biological intelligence and non-biological intelligence, universe intelligence and information intelligence, social intelligence and urban intelligence; elaborates the important role of "City Brain" in urban development; and further expounds the concept definition, representation dimension, function orientation and logical model of "City Brain". Through the practice of Haidian City Brain, this paper further explains the role of "City Brain" in the urban transformation and development, and provides reference for the practice of conducting "City Brain" programs and the formulation of relevant standards.

Keywords: City Brain, logical model, urban governance, industrial development, technological innovation, city intelligence