城市大脑走向数字未来，走向智慧远方

文/陈根

城市是人类了不起的发明。城市的起源可以上溯到6000年前，考古学证明，最早的城市起源于美索布达米亚平原，但城市产生以后并不是从一个地方扩散的，而是在不同地域产生后各自传播。

城市的智慧程度是伴随人类科技和文明的进步发展起来的。18世纪中叶开始的工业革命，让城市迎来了一个崭新的发展时期。作为工业化原动力的各种原料产地，特别是煤炭、沿海地区，资本、工厂、人口的迅速集中，形成了人口集中、密度高、工业发达的城市。

如今，大部分人生活在城市里，城市几乎成为了一个涵盖了人类所有发明创造的大容器。在这样的背景下，伴随着互联网类脑化和城市智能化的深度发展，智能单元广泛应用和全面连接，“城市大脑”也开始生长起来。

走向“城市大脑”

事实上，在“城市大脑”诞生以前，“智慧城市”先创新性地将数字技术融合于城市建设。具体来说，“智慧城市”的概念最早源于IBM提出的“智慧地球”理念，其可以利用各种信息技术或创新概念，将城市的系统和服务打通，以提升资源运用的效率，优化城市管理和服务，改善市民生活质量。

智慧城市通过把传感器嵌入和装备到全球每个角落的供电系统、供水系统、交通系统、建筑物和油气管道等生产生活系统的各种物体中，使其形成的物联网与互联网相联，实现人类社会与物理系统的整合。

从某种程度上说，智慧城市是城市发展模式的创新，是城市转型升级、提质增效的必由之路，也是融合新型城镇化、工业化、信息化、农业现代化和绿色化的有效载体。然而，智慧城市建设的技术和产能虽然显著，但对于城市规律的认识、适应和回应有待提高。

如今，城市的发展需要具有本土化的活力以及具有思维的机制，在这样的背景下，“城市大脑”应运而生。从概念来看，城市大脑以互联网为基础设施，基于城市所产生的数据资源，对城市进行全局的即时分析、指挥、调动、管理，最终实现对城市的精准分析、整体研判、协同指挥，以此来促进城市的高效发展。

2015年2月，中国科学院研究团队根据互联网的类脑特征与智慧城市相结合，发表了《基于互联网大脑的智慧城市建设》一文，文章提出了城市大脑的一种概念和定义：

“城市大脑是城市建设伴随着21世纪互联网架构的类脑化过程，逐步形成自己的中枢神经（云计算）、城市感觉神经（物联网）、城市运动神经（工业4.0，工业互联网）、城市神经末梢发育（边缘计算）、城市智慧的产生与应用（大数据与人工智能）、城市神经纤维（5G、光纤、卫星等通讯技术）”。

中国科学院研究团队在2017年发布的科学蓝皮书和2018年IEEE国际会议上发表的论文，进一步阐述了城市大脑的建设框架。该框架指出，城市大脑是一个聚合机器云智能与人类群体智慧的类脑智能复杂系统。同时还提出了城市智商的评价标准，指出通过对城市神经元网络和城市云反射弧的成熟度考察，可以评估一个城市的城市智商。

就城市大脑的发展来看，云数物智技术积累、国家政策支持、本地政府配合、后期庞大城市订单等等因素，促成了城市大脑天时地利人和的形成。

在我国，内陆城市人口红利在移动互联网经济的强大集聚效应，刺激出全新的动能和勃勃生机。与此同时，城市供给与城市需求处在不匹配的状态，交通拥挤、住房紧张、供水不足、能源紧缺、环境污染、秩序混乱、供需矛盾加剧等城市病极为突出。

此外，AI、IoT、云计算、数据挖掘、知识管理、深度学习等技术迅速进入爬坡期，互联网科技公司、运营商、硬件厂商参与城市建设有了便捷的通道，但由于智慧城市是一个跨系统交互的大系统，是“系统的系统”，不是硬件的堆叠与软件的重复建设，而是需要有一个中枢神经式的城市指挥系统。因此，这个系统必须具备全面、实时、全量的决策能力——这也是“城市大脑”发展的关键。

可以看见，城市大脑是技术进步的产物，也是城市发展的产物。这种作为复杂系统的城市大脑，其演化和形成符合自然界进化的普遍规律，也将是各种概念上城市大脑的最终目的地，而人们过去和今天的各种实践和探索终将成为城市大脑进化过程中的一部分。

“城市大脑”助推城市治理现代化

截至2020年，在中国已经有近500个城市启动“城市大脑”建设计划，这些城市也成为了当前新型智慧城市建设的热点，包括杭州、上海、北京、福州、郑州、铜陵、广州等城市，建设规模已经超过数百亿资金。

如果把数字时代比作一辆驶向未来的列车，那么城市大脑就是这辆列车的引擎，但驱动这辆列车引擎的不是石油，而是数据。当前，大数据技术的发展与应用，诸如数据处理、语音识别、商业智能软件等线下数据的采集、汇集、 整合，已成为城市大脑发展的助推器。

城市大脑以互联网为基础，利用丰富的城市数据资源，实现预测性的智能决策以及经验决策到智慧决策的转型，使事前、事中治理成为可能。同时，其还使传统的被动响应型治理模式向主动预见型治理模式演进。

虽然大数据会让“大脑”更聪明，但目前，在政府、企业和个人的数据中，数据的碎片化依然严重——个人产生的数据，汇款交易数据在银行、商品买卖数据在阿里或者在沃尔玛、通讯数据在腾讯、医疗数据在医院，而个人从来没有真正拥有它。

城市虽然强大，但在数据的问题上，城市处境却并不比个人要好。城市每天自然产生海量数据，而这些珍贵的生产资料在真实的行政、行商、生产生活中也被大量企业碎片化分割，一个城市中的各级政府、局委办实际拥有数以千计的不同系统。各级政府及部门中的业务系统及数据库建立得越强大，彼此之间越孤立，数据越不兼容。

而城市大脑可以让存在于各地的大数据实现了互联、在线、智能和开放，把原来传统的孤立的数据打通，实现数据的去碎片化。例如“城市大脑”建立了全球人工智能公共系统，可以实时感知城市道路交通状况，实现城市管理的全方位监测，并通过统一不同地域的集成协作环境，跨组织交流事件、流程等具体信息。

就杭州而言，自从 2016年10月首次提出“城市大脑”以来，阿里云就大力推广“城市大脑”并积极在合作城市中落地。杭州作为首个尝鲜的城市，“城市大脑”的智能调控城市系统正式发布并交出成绩单：接管杭州 128 个信号灯路口，试点区域通行时间减少15.3%，高架道路出行时间节省 4.6 分钟；在主城区，城市大脑日均事件报警 500 次以上，准确率达92%。

此外，城市大脑通过大数据、区块链等技术的应用使得点对点的网状协同成为可能，分工的颗粒度可以细化到个人。但是另一方面，也可以说，分工不再存在。比如，在智能合约等机制基础上，城市中的居民可以既是居住者也是城市管理者，既是市政管理者又是交通管理者，城市大脑可通过充分发挥各个居民的能作用来实现整体运行效率。

并且，城市大脑还推动着价值的生产方式和生产要素发生转变，并由此带来指数级增长的价值空间。从生产方式对价值空间的影响来看，在分工产生效率的前提下，价值创造的工具和方法通常以切分为主体思路。而随着效率产生逻辑的转变，创造价值的工具逐渐转变为以连接融合为主体的思路。

在城市大脑的运作下，社区场景为牵引搭建的中关村智慧社区平台仅在1年时间内就建设完成，并在年初的疫情防控中发挥了巨大的作用。并且，平台上还孕育出共享车位、社区养老等应用，实现了对城市价值潜力的开发。

城市大脑的建立让数据得以产生更大价值，而这更将进一步实现与网格化管理、数字化应用和社会协同治理的充分融合，推进城市治理的系统改革与现代化转型。

通往“未来城市”之路

城市大脑推动了效率的产生，赋予了城市不同以往的价值，正塑造出未来城市的雏形。但同时，我们也应该意识到，推进城市大脑走向未来城市，仍需要克服诸多限制。

首先，从城市设计角度来看，要通过城市大脑实现中国城市治理模式转型，需要基于对城市大脑功能发挥机理的认识，科学有序地安排城市大脑建设。在我国城市建设中，通常会出现“一拥而上”和“同质化”两个无序建设的通病。比如，在城市景观设计上出现了大量同质化设计，呈现出严重的“千城一面”现象。

之所以出现这种无序状况，是作为理性主体的地方政府，基于绩效、竞赛排位等目标作出的选择。对于城市大脑的建设而言，依然面临着地方政府“一拥而上”和“千城一面”的个体冲动。如果听之任之，很可能带来整体无序，出现大量重复建设、资源浪费、“脑间孤立”“脑城分离”等情况，进而使得城市数字化转型升级走向失败。

其次，城市大脑要处理很多数据，特别是要处理视频数据，数据量之大，也使得对于计算和存储的需求非常大。这意味着，城市大脑需要先满足这些资源需求。并且，在达到投入的前提下，城市大脑能否挖掘出数据的价值，也尚未定论。

最后，建设城市大脑，还应该看到，人工智能终究无法代替人类的智慧。人类的心性、价值抑或更难衡量的尊严、荣誉等都不易被人工智能模拟。只有“城市大脑”将人工智能与人民智慧相结合，才可以有效克服其在价值判断上的缺失，通过人的介入，从而更有温度地切入各类公共治理需求。

在具体推进“城市大脑+”的过程中，一方面需要明确人工智能的边界，明确数字产权及其与个人权利的关系。另一方面应吸收更多领域的专家学者、普通市民代表共同参与“城市大脑”参数的选择与算法制定，形成技术人员、政府工作人员、专家学者与市民群体四方协商恳谈机制，注重公共政策的价值导向，加强人文关怀。

毋庸置疑，想实现一个智能化、高效率的未来城市，对数据、技术、业务、部门等多要素的连接和探索的城市大脑，是通往未来城市的必经之路。但在此之前，城市大脑还将经历与人类智慧更多的磨合——更强的感知力、更好的协同力、更优的洞察力、更大的创新力。只有这样，未来城市才能真正贴合人们的生活。