【摘要】伴隨城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速推進(jìn)與問題交疊，中國城市的運(yùn)行管理和公共治理日益復(fù)雜，面臨眾多機(jī)遇與挑戰(zhàn)。經(jīng)驗(yàn)表明，5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等前沿技術(shù)發(fā)展，推動(dòng)著數(shù)字化城市管理模式不斷演進(jìn)?；趪鴥?nèi)先進(jìn)地區(qū)開發(fā)城市大腦，導(dǎo)入新型智慧化系統(tǒng)的實(shí)踐成果，在概括城市大腦內(nèi)涵與特征、由來與演變及其管理應(yīng)用領(lǐng)域的基礎(chǔ)上，可以總結(jié)城市大腦驅(qū)動(dòng)的未來管理創(chuàng)新趨勢(shì)及其重點(diǎn)保障條件。分析發(fā)現(xiàn)，作為我國創(chuàng)新的智慧工具系統(tǒng)，城市大腦將對(duì)我國城市的全周期管理、精細(xì)化管理、風(fēng)險(xiǎn)防控管理和數(shù)智化精準(zhǔn)治理發(fā)揮重要的催化與驅(qū)動(dòng)作用，同時(shí)也需要一些重要的前置條件來保障城市大腦技術(shù)創(chuàng)新的社會(huì)應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】城市大腦 數(shù)字化運(yùn)行管理 城市管理 創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)
【中圖分類號(hào)】C931.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2021.09.002
陸軍，北京大學(xué)政府管理學(xué)院副院長，教授、博導(dǎo)，北京大學(xué)首都高端智庫學(xué)術(shù)委員會(huì)委員，北京大學(xué)國家治理研究院研究員。研究方向?yàn)槌鞘信c區(qū)域經(jīng)濟(jì)、城市治理和區(qū)域發(fā)展規(guī)劃。主要著作有《城市外部空間運(yùn)行與區(qū)域經(jīng)濟(jì)》、《城市治理：重塑我們向往的發(fā)展》、《城市管理研究》（主編）等。
城市大腦的內(nèi)涵與特征
隨著中國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的高速推進(jìn)，城市運(yùn)行管理和公共事務(wù)治理日益繁雜。5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展使得全社會(huì)的數(shù)字化程度進(jìn)一步加深，也為城市治理提供了新的工具與機(jī)遇。為提升城市管理效能，中國城市管理先后經(jīng)歷了兩次范式變革，即信息化賦能產(chǎn)生的網(wǎng)格化、數(shù)字化城市管理模式以及智能化技術(shù)賦能正在孕育的全周期、智慧化的城市治理新模式（焦永利、史晨，2020）。當(dāng)前，中國正處在以智慧城市建設(shè)為代表的第二次城市治理范式變革之中。中國智慧城市的建設(shè)歷經(jīng)試點(diǎn)探索、試點(diǎn)推廣和普遍鋪開等階段，發(fā)展日益成熟，但仍暴露出缺乏頂層設(shè)計(jì)和系統(tǒng)整合、社會(huì)協(xié)同能力有限等問題，中國智慧城市的建設(shè)亟需提升發(fā)展質(zhì)量并進(jìn)行轉(zhuǎn)型（徐振強(qiáng)、劉禹圻，2017）。在這樣的背景下，“城市大腦”作為新型城市運(yùn)行管理與公共事務(wù)治理的工具應(yīng)運(yùn)而生。
城市大腦（City Brain）是指由中樞、系統(tǒng)與平臺(tái)、數(shù)字駕駛艙和應(yīng)用場(chǎng)景等要素組成，以數(shù)據(jù)、算力、算法等為基礎(chǔ)和支撐，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈等新技術(shù)，推動(dòng)全面、全程、全域?qū)崿F(xiàn)城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化的數(shù)字系統(tǒng)和現(xiàn)代城市基礎(chǔ)設(shè)施。[1]城市大腦的建設(shè)，本質(zhì)上是人工智能在城市管理與治理領(lǐng)域的拓展，其最重要的是在城市治理的頂端創(chuàng)造了一個(gè)和人腦一樣有智慧的“城市大腦”，從而通過為城市治理提供整體性方案，優(yōu)化城市治理現(xiàn)狀，提升城市治理水平（李文釗，2021）?；蛘哒f，城市大腦可以被理解為是智慧城市的數(shù)據(jù)處理與決策中樞，其建設(shè)的目標(biāo)是為了支撐城市治理的整體性統(tǒng)籌、精細(xì)化運(yùn)營和動(dòng)態(tài)管理（高文、田永鴻、王堅(jiān)，2018）。
通過對(duì)現(xiàn)有研究進(jìn)行歸納，城市大腦主要具備如下三個(gè)特征：（1）智能性。城市大腦具備類似于人腦的感知能力、思維能力、決策能力等，能夠主動(dòng)從海量數(shù)據(jù)中提取有效信息，自主展開分析，自主設(shè)計(jì)方案，并在方案實(shí)施后自主進(jìn)行評(píng)價(jià)，而不受到人力的被動(dòng)支配（陸化普、肖天正、楊鳴，2018）。（2）可預(yù)見性。與傳統(tǒng)的數(shù)字化城市治理模式不同，城市大腦不僅能夠捕捉城市中當(dāng)下實(shí)時(shí)發(fā)生的問題，并進(jìn)行及時(shí)響應(yīng)，設(shè)計(jì)和實(shí)施準(zhǔn)確的治理方案，更重要的是它能夠基于積累的數(shù)據(jù)以及對(duì)于城市實(shí)況的監(jiān)控，建立預(yù)測(cè)模型，對(duì)于未來可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行提前預(yù)警（張建芹、陳興淋，2018）。（3）自我學(xué)習(xí)性。城市大腦能夠以機(jī)器學(xué)習(xí)作為技術(shù)工具，在業(yè)務(wù)處理的過程中根據(jù)積累的數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)和案例不斷進(jìn)行自我更新、糾錯(cuò)和進(jìn)化，達(dá)到適應(yīng)復(fù)雜多變的城市環(huán)境、不斷提升城市治理能力的目的（潘述亮、徐曉東、楊海波等，2020）。
城市大腦的由來與演變
2016年，“城市大腦”一詞誕生于以杭州為代表的浙江省城市。作為住建部數(shù)字城管首批試點(diǎn)城市之一，杭州早在2006年3月就建成運(yùn)行數(shù)字城管，并于同年8月率先通過住建部驗(yàn)收。杭州在充分發(fā)揮快速發(fā)現(xiàn)并解決、高位監(jiān)督與協(xié)調(diào)等能力的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了速度快、覆蓋廣、功能優(yōu)和全國領(lǐng)先的城市運(yùn)行管理目標(biāo)，初步形成了特色鮮明的杭州數(shù)字城市管理模式。構(gòu)建城市數(shù)字化管理服務(wù)系統(tǒng)是城市服務(wù)社會(huì)化、管理精細(xì)化和治理現(xiàn)代化目標(biāo)的基本要求。它主要包括板塊、平臺(tái)、應(yīng)用、數(shù)據(jù)四個(gè)層次的組成部分。在數(shù)字賦能城市智慧化運(yùn)行管理的大背景下，得益于數(shù)字化城市管理模式的不斷發(fā)展，一是數(shù)字化城市管理運(yùn)行的領(lǐng)域、類型、內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)和覆蓋范圍不斷拓展。例如，未來城市大腦將推動(dòng)“一件事”聯(lián)管、聯(lián)辦和聯(lián)服的特色示范場(chǎng)景建設(shè)，實(shí)現(xiàn)“一網(wǎng)通辦”“一腦通治”“一屏通覽”“一碼通服”[2]。二是城市管理各類問題的日均發(fā)現(xiàn)、識(shí)別、處置和解決率大為提升。三是城市及時(shí)發(fā)現(xiàn)并妥善處置重大公共突發(fā)事件，實(shí)施城市應(yīng)急管理，化解風(fēng)險(xiǎn)與不確定性的能力迅速增強(qiáng)。四是協(xié)調(diào)解決跨領(lǐng)域、跨行業(yè)、跨部門、跨區(qū)域的城市運(yùn)行管理疑難問題的關(guān)鍵組織系統(tǒng)日益完善。城市大腦通過匯集政府各委辦局應(yīng)用系統(tǒng)，借助眾多應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)了全覆蓋管理。例如，浙江省寧波市通過城市大腦指揮運(yùn)營中心全方位監(jiān)控城市運(yùn)行動(dòng)態(tài)，需求導(dǎo)引的基層治理應(yīng)用場(chǎng)景不斷“破繭而生”，不斷改善工作質(zhì)量和服務(wù)效率。五是通過技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)城市各類資源有效配置、保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、高效服務(wù)企業(yè)和城市居民的水平驟然高企。例如，2020年7月，杭州“線上行政服務(wù)中心”依托城市大腦“親清在線”平臺(tái)，探索將“零紙質(zhì)”“零人工”“零時(shí)限”“零跑次”的“無感智慧審批”納入智慧城市建設(shè)，以實(shí)現(xiàn)惠企、惠民的政策目標(biāo)。[3]
數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的基礎(chǔ)設(shè)施必須以能夠支撐城市數(shù)字化發(fā)展的需求為基準(zhǔn)。當(dāng)前，從總體上看，我國城市大腦應(yīng)用于城市管理的主要領(lǐng)域和場(chǎng)景包括：依靠仿真推演能力，做好應(yīng)急事件的結(jié)果推算、救援預(yù)案和恢復(fù)管理。例如，根據(jù)交通實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬推演分析，尋找交通事故、道路擁堵等解決方案和疏導(dǎo)方式。未來，亟待克服解決智慧應(yīng)用相對(duì)分散、數(shù)據(jù)共享利用不足、跨部門跨層級(jí)跨業(yè)務(wù)項(xiàng)目難以協(xié)同共進(jìn)等更為突出的矛盾問題。因此，應(yīng)借助物聯(lián)網(wǎng)、5G移動(dòng)通訊、云計(jì)算、人工智能、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)的支撐，加快推進(jìn)新型智慧城市建設(shè)進(jìn)入新發(fā)展階段，保障城市大腦在智慧化城市的建設(shè)進(jìn)程中，成為匯聚數(shù)據(jù)解釋城市運(yùn)行機(jī)理、改善城市運(yùn)行模式、提升城市治理效率的重要工具與載體，使其發(fā)展成為支撐跨系統(tǒng)交互的智慧城市發(fā)展框架體系的中樞神經(jīng)與核心單元。作為城市智慧化高級(jí)發(fā)展階段的指揮中樞系統(tǒng)，城市大腦憑借收集匯聚海量數(shù)據(jù)、分析識(shí)別問題、深入精準(zhǔn)決策、全面實(shí)時(shí)全量管理等能力，最終形成全要素整合、全領(lǐng)域協(xié)同、全覆蓋運(yùn)行、全周期管理的綜合特征，以便對(duì)智慧化新型城市的規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)管理、系統(tǒng)運(yùn)行和運(yùn)維服務(wù)進(jìn)行全方位管控。
按照技術(shù)創(chuàng)新的應(yīng)用形態(tài)與功能進(jìn)化，本文將城市大腦的演進(jìn)歸納為三個(gè)主要階段。
城市大腦1.0：針對(duì)核心問題，探索單一領(lǐng)域的管理場(chǎng)景。交通管理是城市大腦早期運(yùn)行的主要場(chǎng)景，通過全面接入視頻、數(shù)據(jù)，打通互聯(lián)網(wǎng)、政務(wù)網(wǎng)、公安網(wǎng)、業(yè)務(wù)VPN網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)，搭建起“交通小腦”平臺(tái)，在試行區(qū)域內(nèi)，依托深度學(xué)習(xí)平臺(tái)建立成熟算法模型，對(duì)人、車、路網(wǎng)、軌跡，以及四大類交通事件進(jìn)行24小時(shí)自動(dòng)巡檢，提升聯(lián)網(wǎng)機(jī)器視頻識(shí)別能力，實(shí)現(xiàn)全域事件動(dòng)態(tài)感知；[4]通過道路、交叉口智能信號(hào)自適應(yīng)控制，為交通信號(hào)燈進(jìn)行實(shí)時(shí)在線優(yōu)化配時(shí)方案。運(yùn)用車輛識(shí)別和視頻流數(shù)據(jù)自動(dòng)分析技術(shù)，對(duì)重點(diǎn)車輛實(shí)施持續(xù)跟蹤、攔截查處和精準(zhǔn)防控；通過實(shí)時(shí)軌跡和信號(hào)協(xié)同控制，為特種車輛的報(bào)警、派單、調(diào)度優(yōu)先打通全自動(dòng)綠色通道，提升應(yīng)急事件協(xié)同處置效率。
城市大腦2.0：面向重點(diǎn)關(guān)切，探索多元化治理場(chǎng)景集成。匯聚城市數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施、物理空間的靜態(tài)數(shù)據(jù)與城市政務(wù)、部門、行業(yè)等領(lǐng)域的城市運(yùn)行的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)資源；沖破數(shù)據(jù)壁壘，智能城市數(shù)據(jù)中臺(tái)重點(diǎn)打造城市公共大數(shù)據(jù)中心，提供數(shù)據(jù)處理計(jì)算、資源建庫、服務(wù)集成、共享交換、開放創(chuàng)新、全域治理等數(shù)據(jù)能力；擴(kuò)展應(yīng)用場(chǎng)景，提升數(shù)據(jù)和算力，推進(jìn)城市大腦賦能城市治理。
城市大腦3.0：融合感知認(rèn)知，探索自動(dòng)決策與跨域協(xié)同。城市管理的事件與部件密集、海量數(shù)據(jù)規(guī)模、應(yīng)用場(chǎng)景繁多，未來需要在實(shí)時(shí)計(jì)算、自動(dòng)感知、仿真推演、多端協(xié)同、人工智能等領(lǐng)域進(jìn)行重點(diǎn)技術(shù)攻堅(jiān)。例如，采用“全息數(shù)字化構(gòu)建”技術(shù)，對(duì)城市要素進(jìn)行一體化編碼，實(shí)現(xiàn)各類信息、事件、元素的實(shí)時(shí)呈現(xiàn)和快速檢索，構(gòu)建“數(shù)字城市”；通過“全分辨率實(shí)時(shí)推演”技術(shù)，對(duì)城市事件進(jìn)行仿真推演和預(yù)測(cè)，提供實(shí)時(shí)決策支持；[5]以事件驅(qū)動(dòng)城市大腦平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)感知、自動(dòng)調(diào)度資源、自動(dòng)處置和事后評(píng)估，破除部門間壁壘；基于超大規(guī)模的實(shí)時(shí)計(jì)算、全域多端協(xié)同和人工智能深度應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)全局資源調(diào)度優(yōu)化。
城市大腦在城市管理中的應(yīng)用
城市大腦主要通過以下三種作用方式，改變了城市運(yùn)行管理和公共治理過程中的組織與工作模式。第一，在傳統(tǒng)的城市管理模式中，城市運(yùn)行信息往往由對(duì)應(yīng)的城市管理專業(yè)部門進(jìn)行采集，并僅在部門內(nèi)部流動(dòng)，由此形成信息孤島現(xiàn)象。但城市大腦不僅可以繞過專業(yè)部門直接通過數(shù)據(jù)采集終端（如傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等）獲取城市實(shí)況信息，還要求城市管理各部門收集的信息必須統(tǒng)一匯集到城市大腦的終端平臺(tái)進(jìn)行分析。城市大腦通過整合各種信息，設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)方案，并向相應(yīng)的部門發(fā)派指令，這有利于破除傳統(tǒng)城市管理中的條塊分割問題，加強(qiáng)專業(yè)部門之間的聯(lián)動(dòng)協(xié)同（容志，2020）。第二，在傳統(tǒng)城市管理模式下，城市事務(wù)的管理以政府一元管理為特征，公眾缺乏對(duì)城市管理事務(wù)的參與。城市大腦則通過建立一個(gè)數(shù)據(jù)共享與開放的互動(dòng)平臺(tái)，不僅使得企業(yè)、社會(huì)組織與公眾個(gè)人等可以實(shí)時(shí)獲取城市運(yùn)行的相關(guān)信息，也為企業(yè)、社會(huì)組織與公眾個(gè)人提供了征詢專業(yè)部門、貢獻(xiàn)治理創(chuàng)意、參與決策的渠道，由此切實(shí)推動(dòng)了城市管理向城市多元治理的轉(zhuǎn)變（本清松、彭小兵，2020）。第三，受傳統(tǒng)計(jì)劃型規(guī)劃建設(shè)模式的制約，中國城市普遍存在公共產(chǎn)品和基本公共服務(wù)供給短缺、結(jié)構(gòu)失衡、空間失配等問題，成為當(dāng)前中國城市運(yùn)營與發(fā)展中的民生痛點(diǎn)，亟待解決。城市大腦可以一方面利用超強(qiáng)的數(shù)據(jù)和計(jì)算能力，實(shí)現(xiàn)城市資源的快速精準(zhǔn)匹配，大量節(jié)約居民的消費(fèi)等待時(shí)間；另一方面借助系統(tǒng)互通和數(shù)據(jù)協(xié)同，聚焦城市百姓反映集中、長期受擾和普遍關(guān)切的難點(diǎn)問題，因此，大力開發(fā)重點(diǎn)領(lǐng)域，拓展應(yīng)用場(chǎng)景，充分利用城市大腦的技術(shù)創(chuàng)新，能夠改善社會(huì)治理模式，提升人民群眾生活品質(zhì)。例如，截至2019年11月，在交通、應(yīng)急管理、人口、食品安全、旅游、治安、醫(yī)療救助、智能支付等多個(gè)民生領(lǐng)域，杭州城市大腦已上線了諸如便捷泊車、舒心就醫(yī)、20秒入園、30秒入住、數(shù)字旅游專線、易租房等11個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域的37個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，極大改善了城市居民的生活體驗(yàn)。
在具體實(shí)踐方面，城市大腦主要通過構(gòu)建應(yīng)用場(chǎng)景的方式實(shí)現(xiàn)在城市運(yùn)行管理和公共治理領(lǐng)域的落地。從中國的實(shí)踐情況來看，城市大腦的應(yīng)用主要經(jīng)歷了從專用型人工智能向通用型人工智能的轉(zhuǎn)變。在城市大腦應(yīng)用之初，其多是針對(duì)城市治理領(lǐng)域中的某一具體問題進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如，浙江省杭州市在設(shè)計(jì)城市大腦系統(tǒng)之初主要是為了治理城市交通擁堵問題。杭州城市大腦V1.0版本通過讓系統(tǒng)自主學(xué)習(xí)和模仿人工配時(shí)的經(jīng)驗(yàn)，在監(jiān)控城市交通實(shí)時(shí)狀況的基礎(chǔ)上，利用大數(shù)據(jù)算法設(shè)計(jì)最佳配時(shí)方案，通過對(duì)全市信號(hào)燈進(jìn)行集中統(tǒng)一的獨(dú)立調(diào)控，有效降低了城市交通的擁堵水平（吳偉強(qiáng)、周靜嫻、謝娜娜，2020）。隨著城市大腦技術(shù)的日漸成熟，其應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)展，實(shí)踐目標(biāo)開始由解決單一城市問題向全面治城轉(zhuǎn)變，但在具體落實(shí)時(shí)仍然以構(gòu)建若干應(yīng)用場(chǎng)景為抓手。當(dāng)前，中國各城市的城市大腦已廣泛應(yīng)用于交通、公共安全、城管執(zhí)法、應(yīng)急管理、政務(wù)服務(wù)、文化旅游、衛(wèi)生醫(yī)療、市場(chǎng)監(jiān)管、生態(tài)治理等多個(gè)場(chǎng)景（李文釗，2020；劉靜華，2020）。特別是在新冠肺炎疫情中，城市大腦憑借其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)整合、分析、統(tǒng)籌與調(diào)配能力，有力支撐了疫情防控和復(fù)工復(fù)產(chǎn)措施的落實(shí)。例如，在疫情暴發(fā)初期，城市大腦通過準(zhǔn)確收集與整合有關(guān)確診人員、疑似人員、密接人員等的信息并及時(shí)公布，確保了信息的時(shí)效性，有效消除了疫情暴發(fā)前期的社會(huì)恐慌。在復(fù)工復(fù)產(chǎn)和防疫常態(tài)化時(shí)期，城市大腦以健康碼和企業(yè)復(fù)工數(shù)字平臺(tái)的開發(fā)為依托，為人員監(jiān)控的精準(zhǔn)化、企業(yè)復(fù)工的高效化和公眾出行的便捷化提供了有力支持（張蔚文、金晗、冷嘉欣，2020）。到了高級(jí)發(fā)展階段的城市大腦3.0版本，則借助無限算力和人工智能，成為提升未來城市“判斷力”、“想象力”、“免疫力”和“執(zhí)行力”的技術(shù)基石，將締造出全新的城市運(yùn)營形態(tài)和城市價(jià)值。
“城市大腦”的作用與發(fā)展路徑，即集成海量數(shù)據(jù)。政府各部門調(diào)取各類數(shù)據(jù)，城市對(duì)外開放公共數(shù)據(jù)。通過數(shù)字化手段融合數(shù)據(jù)資源，利用海量數(shù)據(jù)集成，推進(jìn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間高效協(xié)同。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)分析，探析行為背后的因果關(guān)系與影響機(jī)制，提高數(shù)據(jù)利用價(jià)值。通過數(shù)據(jù)和算力解決城市運(yùn)行管理和公共治理中的復(fù)雜問題、為政府精準(zhǔn)決策提供科學(xué)支撐。
首先，關(guān)于城市大腦的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)各有特色。以“城市大腦·蕭山平臺(tái)”為例，新一代人工智能創(chuàng)新平臺(tái)的總平臺(tái)設(shè)計(jì)涵蓋了六個(gè)“一”。“一張網(wǎng)”：整合電子政務(wù)網(wǎng)和部門專網(wǎng)，聯(lián)通數(shù)據(jù)資源；“一朵云”：做大政務(wù)云，為各類業(yè)務(wù)提供進(jìn)出場(chǎng)設(shè)施；“一個(gè)庫”：歸集數(shù)據(jù)庫，共享資源體系；“一個(gè)大腦”：建設(shè)核心平臺(tái)，提升算力，支撐多領(lǐng)域行業(yè)應(yīng)用；“一批領(lǐng)域”：將不同領(lǐng)域和場(chǎng)景接入平臺(tái)；“一個(gè)展館”：在駕駛艙呈現(xiàn)一體化智慧應(yīng)用。[6]但北京市海淀區(qū)城市大腦的總體架構(gòu)則為“1+1+2+N”，即一張感知網(wǎng)、一個(gè)智能云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)和AI計(jì)算處理兩個(gè)中心，以及N個(gè)創(chuàng)新示范應(yīng)用。
其次，平臺(tái)是“城市大腦”的重要組成部分。例如，溫州消防管控“秒響應(yīng)”平臺(tái)，對(duì)接省、市數(shù)據(jù)平臺(tái)及部門169個(gè)系統(tǒng)，歸集14億條數(shù)據(jù)，接入755項(xiàng)城市運(yùn)行重要指標(biāo)，集成迭代經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、社會(huì)治理、智慧公安、城市智管、交通暢行、醫(yī)療健康、文化旅游、生態(tài)環(huán)保、市民生活等方面的76個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，做到了消防安全隱患早發(fā)現(xiàn)、早響應(yīng)、早處置，可一鍵實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)調(diào)度、遠(yuǎn)程指揮、應(yīng)急處置。[7]
城市大腦驅(qū)動(dòng)的未來管理創(chuàng)新
城市大腦是推進(jìn)城市全周期管理的重要保障。2020年3月10日，習(xí)近平總書記在考察湖北省新冠肺炎疫情防控工作時(shí)，首次提出樹立“全周期管理”意識(shí)，努力探索超大城市現(xiàn)代化治理新路子。全周期管理要求順應(yīng)城市生命體的發(fā)展規(guī)律，實(shí)現(xiàn)全過程、分階段、多環(huán)節(jié)、精準(zhǔn)匹配的動(dòng)態(tài)閉環(huán)管理。然而，中國城市傳統(tǒng)發(fā)展模式所固有的重建設(shè)輕管理、部門割裂缺乏互動(dòng)互補(bǔ)、法律和行政配套不健全等現(xiàn)象，一方面造成大城市的規(guī)劃、建設(shè)、管理三大核心領(lǐng)域存在嚴(yán)重的局部運(yùn)行和環(huán)節(jié)斷裂，另一方面導(dǎo)致城市政府各職能部門之間存在資源固化、信息孤島和協(xié)同不利等問題。
針對(duì)上述問題，在解決問題的行政組織對(duì)策方面，政府制定了推進(jìn)城市大腦賦能城市治理工作的“三協(xié)同”原則，一是要求所有相關(guān)部門各司其職、協(xié)同推進(jìn)；二是建立健全聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)機(jī)制，協(xié)同解決重大問題；三是促進(jìn)各系統(tǒng)與平臺(tái)數(shù)據(jù)通過中樞協(xié)同機(jī)制互聯(lián)互通，以業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)和政企協(xié)同為重點(diǎn)，形成整體性政府，提升城市協(xié)同運(yùn)行能力。[8]
在技術(shù)解決方案上，2020年阿里云峰會(huì)升級(jí)發(fā)布城市大腦3.0，強(qiáng)調(diào)通過數(shù)據(jù)智能強(qiáng)化感知能力，一方面通過城市空間基因庫鏈接全部城市要素?cái)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)智能化深度融合，另一方面采用人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)交通、醫(yī)療、應(yīng)急、民生、養(yǎng)老、公共服務(wù)等全部城市場(chǎng)景的智能化決策。在迅速數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)上，未來城市的全部元素及其相互之間的復(fù)雜關(guān)系都將獲得數(shù)字化的表達(dá)形式，進(jìn)而構(gòu)建出全領(lǐng)域、全覆蓋、全周期的數(shù)字化管理系統(tǒng)。
由重大突發(fā)事件引發(fā)的城市公共危機(jī)和應(yīng)急防控是全周期管理的典型案例。城市面對(duì)重大災(zāi)害和公共安全的應(yīng)急防控能力提升的任務(wù)目標(biāo)，在時(shí)間維度上包括事前準(zhǔn)備、事中處置與事后恢復(fù)三個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，以形成城市應(yīng)急防控治理的正反饋機(jī)制（圖1），建立健全城市公共安全治理系統(tǒng)。事前準(zhǔn)備重在對(duì)重大突發(fā)事件制定應(yīng)急處理計(jì)劃與預(yù)防工作安排；事中處置注重事故發(fā)生初期的有效組織、發(fā)生過程中的統(tǒng)籌指揮和協(xié)調(diào)機(jī)制；事后恢復(fù)注重事故發(fā)生后的有效控制和保障措施。
城市大腦是實(shí)現(xiàn)城市精細(xì)化管理的技術(shù)前提。精細(xì)化管理系統(tǒng)是城市數(shù)字化、信息化和智能化改革的核心目標(biāo)之一。中國傳統(tǒng)的城市管理盛行供給導(dǎo)向模式，公共產(chǎn)品和基本公共服務(wù)的非競(jìng)爭(zhēng)和非排他屬性，一方面會(huì)導(dǎo)致企業(yè)因缺乏投資收益激勵(lì)機(jī)制而不愿投資，造成公共服務(wù)存在供給缺口；另一方面容易造成部分消費(fèi)者掩蓋真實(shí)需求和異質(zhì)性偏好，企圖通過“搭便車”獲得投機(jī)收益，最終導(dǎo)致城市公共產(chǎn)品和公共服務(wù)的供給與城市居民的公共需求，在數(shù)量規(guī)模、品質(zhì)結(jié)構(gòu)和空間區(qū)位三個(gè)方面出現(xiàn)失配現(xiàn)象，嚴(yán)重抑制城市居民對(duì)美好生活的追求。
人們對(duì)海量數(shù)據(jù)的運(yùn)用將預(yù)示著新一波生產(chǎn)率增長和消費(fèi)者盈余浪潮到來。[9]隨著物聯(lián)網(wǎng)、5G、AI技術(shù)的發(fā)展，未來城市實(shí)現(xiàn)了資源數(shù)據(jù)化、運(yùn)行數(shù)字化的運(yùn)營模式。首先，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下，城市居民借助智能手機(jī)移動(dòng)終端的普及，與政府之間通過交互式交流反饋平臺(tái)，主動(dòng)將市民對(duì)城市政務(wù)服務(wù)、市政管理體系和政府審批流程的改革需求信息，引入“城市大腦”治理環(huán)境，實(shí)現(xiàn)共建共治的任務(wù)和目標(biāo)。其次，建立城市智慧服務(wù)中心，采用問卷、熱線、門戶網(wǎng)站、呼叫中心等多種途徑，匯集公眾生活全方位的生活、消費(fèi)與服務(wù)需求，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)“健康診斷”，識(shí)別城市管理中政府關(guān)注、社會(huì)關(guān)切和人民關(guān)心的難點(diǎn)、堵點(diǎn)和熱點(diǎn)問題。最后，大數(shù)據(jù)被引入“智慧社區(qū)”模式建設(shè)，通過“神經(jīng)元系統(tǒng)、社區(qū)大腦、流程再造”三大模塊，推進(jìn)未來社區(qū)發(fā)展系統(tǒng)、網(wǎng)格化公共系統(tǒng)、智慧城市管理系統(tǒng)，優(yōu)化社會(huì)治理流程（張鋒，2019）。“神經(jīng)元系統(tǒng)”在社區(qū)中布置大量傳感器，監(jiān)測(cè)社區(qū)運(yùn)行實(shí)時(shí)情況。“社區(qū)大腦”與相關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)接開發(fā)出智能數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。“流程再造”通過對(duì)大數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化社區(qū)治理手段的流程。
在需求導(dǎo)向的城市治理系統(tǒng)中，居民及時(shí)對(duì)服務(wù)活動(dòng)及其質(zhì)量進(jìn)行滿意度評(píng)價(jià)具有重要的反饋機(jī)制作用。政府適當(dāng)向基層組織下放權(quán)力，通過自治組織搭建治理參與平臺(tái)，拓寬居民參與監(jiān)督渠道，構(gòu)建涵蓋市民反饋、社會(huì)組織監(jiān)督的需求導(dǎo)向的社區(qū)治理與服務(wù)反饋平臺(tái)機(jī)制（圖2），提升內(nèi)部溝通與協(xié)調(diào)能力，有助于政府機(jī)構(gòu)、社區(qū)組織根據(jù)居民的直觀感受、心理意愿和需求偏好，進(jìn)一步完善治理精細(xì)化的內(nèi)容與目標(biāo)。
城市大腦是應(yīng)急和風(fēng)險(xiǎn)防控管理的組織基礎(chǔ)?；鶎由鐣?huì)治理對(duì)城市應(yīng)急風(fēng)險(xiǎn)防控工作至關(guān)重要。針對(duì)新冠肺炎疫情期間中國城市暴露出的應(yīng)急防控機(jī)制不健全和城市韌性不足等問題，應(yīng)基于城市大腦的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)化城市應(yīng)對(duì)重大突發(fā)事件的反應(yīng)速度、應(yīng)對(duì)措施和調(diào)動(dòng)能力，健全應(yīng)對(duì)各類公共安全和突發(fā)事件的城市應(yīng)急防控機(jī)制。
首先，搭建大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的城市應(yīng)急風(fēng)險(xiǎn)防控和反應(yīng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)“全天候”“全覆蓋”。從前期的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、潛在風(fēng)險(xiǎn)捕捉，到中期的搶險(xiǎn)人員調(diào)度、公共服務(wù)配置，再到后期的妥善安置受災(zāi)群眾、開展災(zāi)后重建等應(yīng)急管理各環(huán)節(jié)的主要目標(biāo)和任務(wù)，結(jié)合數(shù)字信息技術(shù)進(jìn)行編組和反應(yīng)，提升問題解決效率。其次，隨著數(shù)據(jù)科學(xué)、計(jì)算機(jī)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益增強(qiáng)，城市基層社會(huì)的治理主體有條件由事件和危機(jī)過后的治理型思維轉(zhuǎn)向事前預(yù)防的管理型思維（孫粵文，2017）。通過建立日常的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，實(shí)時(shí)了解社區(qū)治理過程中的客體情況，識(shí)別基層社會(huì)運(yùn)行的時(shí)間和空間特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)“主動(dòng)尋找問題”的治理手段事前化。再者，大數(shù)據(jù)的高頻、即時(shí)、多樣等技術(shù)特征，能夠?qū)⒊鞘泄芾韮?nèi)容擴(kuò)展到人口、安全、應(yīng)急、群體性事件等傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析難以涉及的層面，保障了對(duì)城市治理內(nèi)容和治理體系的綜合化改進(jìn)。一方面，構(gòu)建三級(jí)管理體系結(jié)構(gòu)。功能層注重智慧城市、社區(qū)服務(wù)等生活化和生產(chǎn)性功能；平臺(tái)層實(shí)現(xiàn)管理主體間的信息聯(lián)通聯(lián)享和優(yōu)質(zhì)公共服務(wù)生產(chǎn)；網(wǎng)絡(luò)層為主客體提供扁平化、多元化的共生網(wǎng)絡(luò)式治理的機(jī)制安排（許峰等，2019）。另一方面，促進(jìn)科層制轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代雙向治理結(jié)構(gòu)（閆臻，2018），以便根據(jù)城市與社區(qū)之間的異質(zhì)性和信息的即時(shí)傳導(dǎo)，相應(yīng)地布置差異化多層次的監(jiān)控力度和不同的措施安排。
此外，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、AI技術(shù)的成果，從危機(jī)的預(yù)防與應(yīng)對(duì)兩個(gè)維度，針對(duì)危機(jī)前的預(yù)警機(jī)制、監(jiān)控指揮、分類管理、責(zé)任歸屬等，以及危機(jī)應(yīng)對(duì)過程中的問題識(shí)別、決策方式、實(shí)施執(zhí)行和評(píng)價(jià)反饋等環(huán)節(jié)（圖3），首先形成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的應(yīng)急技術(shù)規(guī)范，進(jìn)而構(gòu)建應(yīng)急風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警防控平臺(tái)與應(yīng)對(duì)系統(tǒng)具有重要的工具創(chuàng)新意義。
城市大腦是驅(qū)動(dòng)數(shù)智化精準(zhǔn)治理的工具條件。精準(zhǔn)治理是指以精細(xì)化管理為基礎(chǔ)，運(yùn)用智能化技術(shù)手段從供需兩端優(yōu)化城市服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)。出于公眾需求的多元異質(zhì)性、公共治理的及時(shí)靈活性和城市數(shù)據(jù)的多維時(shí)空特性，精準(zhǔn)治理的重點(diǎn)任務(wù)是基于城市大數(shù)據(jù)和智能過濾的專業(yè)化工具創(chuàng)新，滿足城市治理過程中復(fù)雜的、多樣化的需求，為城市創(chuàng)造新的核心價(jià)值。
第一，推進(jìn)數(shù)字賦能的多源城市數(shù)據(jù)融合應(yīng)用。在城市數(shù)字化浪潮下，城市各領(lǐng)域的動(dòng)態(tài)空間和屬性數(shù)據(jù)均在信息化的數(shù)字空間中存儲(chǔ)，最終通過云計(jì)算等動(dòng)態(tài)虛擬化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供給用戶。在技術(shù)手段上，通過借鑒數(shù)據(jù)活化（Data Vitalization）的應(yīng)用理論基礎(chǔ)，以空間位置的社交網(wǎng)絡(luò)（Location Based Social Networks, LBSN）為框架，針對(duì)傳統(tǒng)GPS與POI等眾源地理空間數(shù)據(jù)引入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)特性的語義信息，突破傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析中信息空間與物理空間的割裂，推動(dòng)城市智能化的數(shù)字賦能創(chuàng)新（Xiong Z.et al., 2011）。第二，驅(qū)動(dòng)基于智慧網(wǎng)格單元的信息管理工具創(chuàng)新。網(wǎng)格化管理是中國率先實(shí)踐的現(xiàn)代化城市管理模式，盡管其具備數(shù)字化管理、閉環(huán)式管理、精細(xì)化管理和動(dòng)態(tài)化管理等四個(gè)主要特征（陸軍等，2019），然而當(dāng)前分布式數(shù)據(jù)庫、Hadoop等現(xiàn)有的信息管理工具，均無法滿足城市治理的實(shí)時(shí)性和靈活性要求（倪明選、羅吳蔓，2011）。未來城市應(yīng)從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、管理決策兩個(gè)層面，探究網(wǎng)格化管理的智慧升級(jí)路徑。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)層面，以基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)融合、場(chǎng)景應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)及運(yùn)營發(fā)展五個(gè)部件構(gòu)成城市治理核心，以城市資源線索工具與資源體系解構(gòu)工具為支撐，以松散耦合的粗粒度形式通過標(biāo)準(zhǔn)化的接口體系連接泛在信息網(wǎng)絡(luò)（UN）（沈健、唐建榮等，2012），形成模塊化、開放式的城市智慧網(wǎng)格治理系統(tǒng)（圖4）。第三，在管理決策上，針對(duì)城市數(shù)據(jù)多元異構(gòu)的時(shí)空多維特性，一方面考慮時(shí)空數(shù)據(jù)演化特性，通過信息科學(xué)、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科研究工具分析居民需求特征。另一方面針對(duì)城市維度間的數(shù)據(jù)相關(guān)屬性，搜集城市服務(wù)需求和地區(qū)信息數(shù)據(jù)，通過城市功能網(wǎng)絡(luò)與人類行為時(shí)空動(dòng)力分析等方法，針對(duì)異質(zhì)性的居民需求優(yōu)化重構(gòu)城市精準(zhǔn)治理流程。
城市大腦驅(qū)動(dòng)管理創(chuàng)新的保障
在信息科學(xué)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的催化下，城市大腦不斷迭代進(jìn)化，必將推動(dòng)城市智慧突飛猛進(jìn)。然而，一方面，無論何種前沿技術(shù)，首要的是服務(wù)的工具屬性而非技術(shù)形式本身，必須以提升城市管理效能，實(shí)現(xiàn)城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化為依歸；另一方面，技術(shù)創(chuàng)新往往驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)整體進(jìn)步，以至于導(dǎo)致在城市運(yùn)行管理和公共治理系統(tǒng)中爆發(fā)出制度化和結(jié)構(gòu)性的全面更新。
綜上所述，在城市大腦的規(guī)劃建設(shè)和發(fā)展管理中，我們應(yīng)高度明確城市大腦運(yùn)行發(fā)展的基本原則，探索并供給一系列的保障條件。第一，要充分發(fā)揮前沿技術(shù)成果對(duì)政府?dāng)?shù)字化的支撐作用，加快政府從電子政務(wù)到互聯(lián)網(wǎng)+，再到數(shù)字政府的發(fā)展進(jìn)程，提升政府在城市運(yùn)行管理和公共治理中的主體地位。第二，要搭建一體化的城市核心基礎(chǔ)平臺(tái)和智能化公共數(shù)據(jù)平臺(tái)，負(fù)責(zé)為整個(gè)城市提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)歸集、智能計(jì)算、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)開放等支撐性服務(wù)，以克服數(shù)據(jù)分散、共享不足的問題，全面支撐城市數(shù)字化改革進(jìn)程。第三，加快構(gòu)建智能便捷的數(shù)字公共服務(wù)體系，通過設(shè)計(jì)更加精細(xì)化和人性化的方式，保障城市全體人民共享智慧城市建設(shè)的發(fā)展成果。第四，要最大限度消除“數(shù)字鴻溝”的差異化影響，保障所有群體都能均等化獲益，以防因既有學(xué)習(xí)能力、技術(shù)水平差異等造成群體或代際間的福利差異。第五，城市大腦應(yīng)充分依托城市發(fā)展?jié)摿?，依托?shí)際發(fā)展需要，注重因地制宜，尊重地方文化，體現(xiàn)人文關(guān)懷。
（本文系2021年度北京大學(xué)首都高端智庫課題研究成果；北京大學(xué)政府管理學(xué)院碩士生鐘林睿、博士生丁凡琳對(duì)本文亦有貢獻(xiàn)）
注釋
[1]杭州市人民代表大會(huì)：《杭州城市大腦賦能城市治理促進(jìn)條例》，2020年12月9日。
[2]《寧波城市大腦啟用運(yùn)營 實(shí)現(xiàn)兩個(gè)全國首創(chuàng)》，《寧波日?qǐng)?bào)》，2021年3月28日。
[3]《 讓智慧城市更聰明更暖心》，《人民日?qǐng)?bào)》，2021年3月22日。
[4][6]方亮、來燕妮、胡諶昊：《蕭山：用“大腦”改變未來》，《杭州日?qǐng)?bào)》，2019年6月4日。
[5]《城市大腦3.0首次發(fā)布核心技術(shù) 可實(shí)時(shí)推演城市未來 還能城市決策當(dāng)智能參謀》，《錢江晚報(bào)》官方帳號(hào)，2020年9月18日。
[7]《城市大腦到底有多聰明》，《溫州日?qǐng)?bào)》，2021年3月14日。
[8]杭州市人民代表大會(huì)：《杭州城市大腦賦能城市治理促進(jìn)條例》，第六條、第七條、第八條。
[9]Big data: The Next Frontier for Innovation, Competition, and Productivity, May 2011, https://www.mckinsey.com/.
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責(zé) 編／張 曉
City Brain: The Intelligent Tool of Urban Management Innovation
Lu Jun
Abstract: With the rapid development of urbanization and the ensuing problems, the operation management and public governance of Chinese cities are becoming more and more complex, facing both opportunities and challenges. Experience shows that the development of 5G, artificial intelligence, Internet of Things, big data, cloud computing and other cutting-edge technologies promotes the continuous evolution of digital city management mode. Based on the practical results of developing City Brain and introducing new intelligent system in domestic advanced areas, this paper summarizes the connotation, characteristics, origin, evolution and management application fields of the City Brain, which may help to discover the future trend in the City Brain-driven management innovation and key guarantee conditions. It is found that as an intelligent tool system created in China, the City Brain will play an important catalytic and stimulating role in the full-cycle management, refined management, risk prevention and control and digital-intelligent targeted governance of cities in China. At the same time, there also need some important preconditions to ensure the social application of the City Brain technological innovation.
Keywords: City Brain, digital operation management, urban management, innovation-driven
