雷鋒網(wǎng)按：7 月 12 日-7 月 14 日，2019 第四屆全球人工智能與機器人峰會（CCF-GAIR 2019）于深圳正式召開。峰會由中國計算機學會（CCF）主辦，雷鋒網(wǎng)、香港中文大學（深圳）承辦，深圳市人工智能與機器人研究院協(xié)辦，得到了深圳市政府的大力指導，是國內(nèi)人工智能和機器人學術界、工業(yè)界及投資界三大領域的頂級交流博覽盛會，旨在打造國內(nèi)人工智能領域極具實力的跨界交流合作平臺。

智慧城市作為復雜巨系統(tǒng)，一直是近十幾年來產(chǎn)業(yè)界、學術界重點研判的話題。在 7 月 14 日下午的 CCF-GAIR 2019「智慧城市專場」上，中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院（賽迪）軟件與集成電路評測中心副主任楊春立博士帶來了相關演講，演講主題為《基于數(shù)字孿生的智慧城市頂層設計探索與實踐》。

演講中，楊春立表示，盡管中國已經(jīng)成為全球建設智慧城市數(shù)量最多的國家，但成效卻不容樂觀。她提到，目前中國建設智慧城市存在 10 大共性問題，包括軟硬件設施的建設忽視了市民參與、關聯(lián)性不強的建設也被納入城市項目、大而全卻落地難等。同時，她也提出的這些問題的根本原因是智慧城市的頂層設計失靈。

那么，如何對智慧城市進行頂層設計呢？ 2013 年，賽迪研究院提出了梳子型頂層設計，按照統(tǒng)籌的思想來進行智慧城市的頂層設計，并且這套方法論曾應用到北京市東城區(qū)、上海張江科學城等地。

技術上，數(shù)字孿生+CIM（城市信息模型）是最被看好的方式。目前在制造領域（大飛機、大輪船、高鐵等）極端復雜的產(chǎn)品里面都用到了數(shù)字孿生，它的核心就是構建了一個物理和信息交互的模型。

楊春立強調(diào)，新型智慧城市要從盲目追求土地空間的城市發(fā)展舊模式中解脫出來，要把政府、企業(yè)、居民作為新型智慧城市建設中缺一不可的主體，明確各方需要承擔的職責，建立“讓數(shù)據(jù)能依法交換流動、可依法開發(fā)利用、可精準追溯責任、可動態(tài)分配利益的體制”。

以下是楊春立在 CCF-GAIR 大會上的演講內(nèi)容，雷鋒網(wǎng)對其進行了不改變原意的編輯整理：

尊敬的各位嘉賓下午好，今天我主要想跟大家探討一下智慧城市的頂層設計。

從智慧城市建設來看，它的頂層設計起了非常關鍵的作用。自“智慧城市”理念提出以來，世界各國都在積極探索，現(xiàn)在有 1000 多個城市在建設智慧城市，數(shù)字城市、無線城市。比如說，歐盟提出來要積極探索綠色智慧城市；美國是智慧城市先驅；日本、韓國也在從國家層面進行積極的探索和實踐。在這些探索和實踐過程之中，我們國家成為全球建設智慧城市數(shù)量最多的國家。

這是國內(nèi)智慧城市的分布圖，五角星代表著智慧城市試點示范。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國有多個城市提出要建設智慧城市：省級和副省級城市智慧城市建設比例達到 100%，地市級城市是 74%，一些縣級城市建設的比例也達到了三分之一。但是，盡管這么多的城市在建設，成效卻是不容樂觀的。

羅蘭貝格 2018 年發(fā)布了一個關于智慧城市的報告。以全球視角來看，選了三類指標：基礎設施、戰(zhàn)略規(guī)劃，行動領域，其實這個平均分數(shù)很低。我們國家發(fā)改委也發(fā)布對新型智慧城市的評估，評估結果的平均分還不到 60 分，70% 的城市還處于一個初步建設的階段。

為什么智慧城市建設成效沒有達到預期？我們歸納了 10 大問題，比如硬件設施的建設；忽視了市民，城市居住者的參與；跨部門協(xié)同不夠等等。這 10 個問題都指向了一條最根本的原因：智慧城市的頂層設計失靈。

從地方來看，智慧城市的主導者，在推進智慧城市的建設過程中，以前把智慧城市當做一個項目來建設和實施，更關注信息技術和單個項目，而不注重智慧城市整體的架構和實現(xiàn)的路徑。所以在智慧城市建設的過程中，就可能形成了新一輪的信息孤島。

 

那么，如何對智慧城市進行頂層設計呢？我們梳理了從 2009 年開始的國家智慧城市發(fā)展的各個階段。

• 2009 年到 2012 年主要是概念的導入期，這個時候社會各界都在圍繞著“智慧城市到底是什么；智慧城市的內(nèi)涵和外延；智慧城市到底由什么要素來構成等”進行研究。

• 到了 2013 年到 2016 年這個階段，這個時候主要是智慧城市一個非常加速的建設期。各地發(fā)布了十二五規(guī)劃綱要，把智慧城市建設作為一個非常重要的內(nèi)容。

• 到了 2016 年，國家提出來要打造新型智慧城市建設目標，打造一批新型智慧城市的試點示范。

在這三個階段過程中，智慧城市的頂層設計在逐漸地迭代和完善。早期，我們按照企業(yè)架構的模式，按照 SOA、IEM 這些工程方法論，IT 治理的模式等推動智慧城市的頂層設計。到今天，我們按照梳子型，數(shù)字孿生的一些頂層設計方法去推動。

2013 年，我們提出了智慧城市梳子型頂層設計，按照系統(tǒng)統(tǒng)籌的思想來進行智慧城市的頂層設計，中間是由若干個平臺構成，相當于梳頭用的背；上面的豎齒是每一個智慧城市的應用。

這個是更典型、更形象的梳子型架構，基于 SOA 的理念。其中，最重要的一個特點是這個梳子背部是由多個平臺構成的，可以拆裝，容易組件，像一個個模塊或者積木一樣。還有，梳子上的齒——一個個豎起來的應用系統(tǒng)也是根據(jù)需要進行搭建的。所以說，智慧梳子型的體系架構在當時滿足了很多城市要求的柔性、靈活，解決了信息孤島，解決了跨部門之間的協(xié)同問題。

梳子型智慧城市頂層設計方法論在北京市東城區(qū)、上海張江、重慶南岸等地進行了實踐應用。2017 年，山東的棗莊提出來的頂層架構是把數(shù)據(jù)資源作為一個特別核心的要素嵌入到每層里面，第一層是基礎設施聚能層；第二層是數(shù)據(jù)核心賦能層；第三層就是應用的層面——智慧釋能層。

由此來看，智慧城市是什么，是信息系統(tǒng)的大綜合、大集成、大協(xié)同。從結構上看，大綜合主要是六要素；從領域上看，主要是涵蓋五位一體。大集成就是各領域信息系統(tǒng)不是簡單堆積，而是采用科學的系統(tǒng)集成方法，實現(xiàn)同構、異構系統(tǒng)的有效銜接，互聯(lián)互通，各個部門之間能夠協(xié)同合作。

所以，從這個層面來看，智慧城市很像一棵智慧樹，根部是基礎設施；樹干是城市的運行、運營；樹葉就是智慧城市各個領域的應用，包括產(chǎn)業(yè)。

智慧城市的頂層設計要考慮三個要素，第一要面向對象，智慧城市服務的對象，參與建設的對象都是誰，都需要考慮。第二個就是智慧城市要解決什么問題，有的人說智慧城市建設是為了解決大城市的城市病。到底要解決什么問題？要有堅持需求和問題導向。第三個是面向未來，智慧城市的建設還要有一定的前瞻性和引領性。

智慧城市參與的主角和主導到底是誰？用戶對智慧城市有什么樣的訴求？智慧城市建設的目標是什么？誰是智慧城市最終的推動力量？這些都是需要在頂層設計的過程中需要去著重考慮。

智慧城市頂層設計還需要考慮智慧城市建設的目的和實現(xiàn)的手段，還有實施的路徑。新型智慧城市建設要以人為本、要動態(tài)迭代、要按照系統(tǒng)思維去建設。智慧主要是體現(xiàn)在新技術的應用，比如說人工智能、區(qū)塊鏈，最終目的都是為了服務城市。

所以說，新型智慧城市要從盲目追求土地空間的城市發(fā)展等的舊模式中解脫出來，要把政府、企業(yè)、居民作為新型智慧城市建設中缺一不可的主體，明確各方需要承擔的職責，構建政企民“共建、共創(chuàng)、共享、共惠”的新局面。

智慧城市的核心要素是里面的數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)資源，所以需要構建讓數(shù)據(jù)能夠依法交換流動，可以依法開發(fā)利用，可以精準追溯責任，可動態(tài)分配利益的一套體制。

正如我們國家這幾年在推動的，新型智慧城市要深化“簡政放權、放管結合、優(yōu)化服務”的改革。此前，我去過數(shù)字廣東做過調(diào)研和考察。實際上，數(shù)字廣東是結合了簡政放權、放管結合、優(yōu)化服務的理念，來進行的重大機構改革。

為了解決這些問題、實現(xiàn)目標，我們這幾年開始在探索“以數(shù)字孿生加城市信息模型（CIM）來推進、實施智慧城市”的頂層設計。

在制造領域中，比如飛機、大輪船、高鐵等，都用到了數(shù)字孿生，它的核心就是構建一個物理和信息的模型，在空間里面不斷地去對模型進行優(yōu)化和迭代。

從產(chǎn)品來講，原本是必須要生產(chǎn)出真實的原型產(chǎn)品，進行不斷地測試和驗證?，F(xiàn)在應用了數(shù)字孿生技術后，可以在軟件里面就不斷地優(yōu)化、測試和驗證，縮短產(chǎn)品開發(fā)的周期，提高了效率。

在智慧城市的建設中，比如說正在構建智慧綠色的雄安，有一個物理的、肉眼可見的雄安；背后的物理系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)里面，還有一個和它一一對應的數(shù)字孿生的雄安的模型。

實際上，如果從范圍上來看，CIM 的核心就是面向應用場景，就是 GIS 加上 BIM，再加上新興的人工智能。從技術上看，CIM 就是數(shù)字孿生技術加上 BIM；更進一步來講，CIM 就是數(shù)據(jù)模型加上算法。

CIM 的前身是 BIM，很多搞建筑的從業(yè)人員都用到了 BIM 的技術手段。CIM 的本質(zhì)是集成、并行、迭代；核心是數(shù)據(jù)的共享和交換。構建這樣基于數(shù)據(jù)自由流的一套業(yè)務體系，關鍵就是場景，由一個具體的應用場景來實現(xiàn)人和機器的多方協(xié)作的關系。

基于數(shù)字孿生+城市信息模型（CIM）的新型智慧城市建設方法論最大的優(yōu)點就是遵循一個特別大的視野，凸顯重點，注重實效。

1. 注重以人為本，落腳智慧城市的建設。從民生的需求和城市的功能定位出發(fā)，來構建這樣的模型。

2. 它特別強調(diào)城市里面的各個應用和產(chǎn)業(yè)之間的協(xié)同協(xié)作。一個城市的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)肯定是城市發(fā)展生存離不開的一個重要的功能，在這個理念里面，它把各個應用和產(chǎn)業(yè)，甚至和保障體系結合在一起。

3. 重視新的技術應用，不斷完善和優(yōu)化。由實踐力、創(chuàng)造力、吸引力協(xié)同來推動整個智慧城市的可持續(xù)發(fā)展。

CIM 背后的本質(zhì)就是數(shù)據(jù)模型加算法，整套方法論都是由數(shù)據(jù)驅動的，它是城市數(shù)據(jù)的集成和動態(tài)的分析。圖中的數(shù)據(jù)將各個領域、各個行業(yè)收集在一起進行動態(tài)分析和優(yōu)化，最終把原來靜態(tài)的分階段的物質(zhì)性的智慧城市提升為動態(tài)的、以人為本的一套運營模式。

這套頂層設計注重協(xié)同，通過多元利益相關主體交互參與，改變政府主導的單一建設模式。比如說，智慧城市一開始是由政府來主導，構建的一個單一的模式，之后出現(xiàn)了很多模式，比如服務外包、由政府和企業(yè)共建一個公司、甚至完全采用了商業(yè)模式。

實際上，基于城市信息模型（CIM）的新型智慧城市建設方法論（MBE）用到了一些核心技術，包括 BIM、CIM、GIS，包括物聯(lián)網(wǎng)還有人工智能、大數(shù)據(jù)等等。

這個是基于這套方法論構建的一個“SMART”模型： S 是服務，M 是管理，A 是應用，R 是資源，T 是技術。這 5 個部分里面又構成了三層，R 和 T 主要是投入層，主要是技術、資源的投入。A 是產(chǎn)出層，建設產(chǎn)生相應的應用平臺和業(yè)務系統(tǒng)；S 層和 M 層是績效層，面向城市服務去推進。

這個是新型智慧城市的體系框架，第一層是用強化公用的思維理念來構建一個公用的基礎設施，能形成共用基礎的“一張網(wǎng)”。第二層是整合通用，構建一個通用層，構建一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源體系，形成一個通用功能平臺。第三層非常強調(diào)應用，在應用的前面又加了開放，形成一個開放、應用的生態(tài)體系。

這是 CIM 的一些應用的呈現(xiàn)，包括 CIM 在建筑、生產(chǎn)制造里面應用的場景，三維效果圖、智慧社區(qū)、智慧工廠等。

對賽迪來說，我們一直在追尋一個理念：智慧城市的規(guī)劃、建設、評估三方分離。我們主要是在智慧城市的頂層設計、規(guī)劃和后期評估這三個方面承擔了一些地方的重點課題。同時，在整個建設的過程中遵循“四控三管一協(xié)調(diào)”的理念。

最后引用一句話，諾貝爾經(jīng)濟學獎獲得者、美國經(jīng)濟學家斯蒂格利茨說過，“影響21世紀人類社會進程最深刻的兩件事，第一是以美國為首的新技術革命，第二是中國的城市化。”

現(xiàn)在智慧城市又到了新一輪的爆發(fā)期，也希望在座的各位為了我們整個國家智慧城市的高效、科學、可持續(xù)發(fā)展，能夠積極探索有效的、科學的頂層設計。以上就是我今天做的一些分享，謝謝大家。

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