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本书首先介绍了城市大脑的起源与发展历程，从不同的视角给出了城市大脑的定义，分析了城市大脑的特征、城市大脑与相关概念之间的关系；然后全面总结和分析了国内城市大脑的建设现状和建设特点，从技术架构、部署架构、业务架构和数据架构4个方面介绍了城市大脑的参考架构与技术实现，用于指导城市大脑这一复杂巨系统的工程实践；接着介绍了城市大脑的几项核心技术能力、实施路径和标准化建设情况，从不同的方面对城市大脑的未来发展进行了展望；最后引入了部分地区的城市大脑实践案例，为城市大脑各相关方开展城市大脑理论学习研究及具体项目的规划、设计、建设和运维等提供参考。本书既可以作为城市大脑领域工程技术人员、设计人员、相关主管部门管理人员等进行城市大脑设计和建设的参考书，也可以作为高等院校计算机、信息管理与系统、信息工程等专业师生的参考书。

第1章  城市大脑发展概述  | 1
1.1  城市大脑的起源  | 1
1.2  城市大脑的发展历程  | 3
1.2.1  城市大脑发展的4个阶段  | 3
1.2.2  城市大脑发展过程中的关键政策与节点  | 5

第 2 章  城市大脑的内涵  | 8
2.1  城市大脑的定义  | 8
2.1.1  从学术研究视角看城市大脑的定义  | 8
2.1.2  从政府规划视角看城市大脑的定义  | 9
2.1.3  从地方实践视角看城市大脑的定义  | 9
2.1.4  从社会发展视角看城市大脑的定义  | 10
2.1.5  从技术应用视角看城市大脑的定义  | 11
2.2  城市大脑的特征  | 12
2.2.1  注重全量、全域、全局、全流程的整体城市级视角  | 12
2.2.2  覆盖感知、认知和执行的智能全过程  | 15
2.2.3  以技术融合推动城市管理模式变革  | 17
2.2.4  以业务协同和数据融合支撑场景落地  | 19
2.2.5  智能应用赋能城市大脑自我演进  | 20
2.3  城市大脑与相关概念之间的关系  | 21
2.3.1  城市大脑与“一网统管”  | 21
2.3.2  城市大脑与城市运管中心  | 23
2.3.3  城市大脑与领导驾驶舱  | 25
2.3.4  城市大脑与城市数据大脑  | 27
2.3.5  城市大脑与行业/产业大脑  | 29

第3章  城市大脑的建设现状  | 33
3.1  整体建设情况  | 33
3.1.1  广泛推进：城市大脑建设遍地开花  | 33
3.1.2  创新驱动：城市大脑建设已成为技术融合创新的试验场  | 34
3.1.3  综合协同：我国城市大脑建设已形成体系化推进态势  | 35
3.2  各省（市）建设特点  | 36
3.2.1  组织保障统筹多元参与  | 36
3.2.2  技术选型强调共性能力  | 37
3.2.3  数据治理引领大脑建设  | 39
3.2.4  中枢框架支撑精细管理  | 40
3.2.5  建运一体提升大脑成效  | 42
3.2.6  全域协同创新大脑价值  | 43

第4章  城市大脑的总体架构  | 45
4.1  技术架构  | 46
4.1.1  信息基础设施层  | 47
4.1.2  数据资源层  | 52
4.1.3  能力支撑层  | 53
4.1.4  能力开放层  | 58
4.1.5  智慧应用层  | 58
4.1.6  安全保障层  | 62
4.1.7  运维运营层  | 63
4.2  部署架构  | 63
4.2.1  物理联动  | 64
4.2.2  数据联动  | 65
4.2.3  应用联动  | 66
4.3  业务架构  | 66
4.3.1  业务需求  | 68
4.3.2  业务应用  | 70
4.4  数据架构  | 78
4.4.1  五大数据库  | 78
4.4.2  数据汇聚  | 81
4.4.3  数据治理  | 81
4.4.4  数据安全  | 83
4.4.5  数据服务  | 85

第5章  城市大脑的核心技术能力  | 88
5.1  算力  | 88
5.1.1  技术能力概述  | 88
5.1.2  发展现状  | 90
5.1.3  发展方向  | 91
5.2  算法  | 92
5.2.1  技术能力概述  | 92
5.2.2  发展现状  | 93
5.2.3  发展方向  | 94
5.3  数据  | 95
5.3.1  技术能力概述  | 95
5.3.2  发展现状  | 99
5.3.3  发展方向  | 100
5.4  人工智能  | 102
5.4.1  技术能力概述  | 102
5.4.2  发展现状  | 105
5.4.3  发展方向  | 106
5.5  人机交互  | 108
5.5.1  技术能力概述  | 108
5.5.2  发展现状  | 111
5.5.3  发展方向  | 112
5.6  安全  | 113
5.6.1  技术能力概述  | 113
5.6.2  发展现状  | 114
5.6.3  发展方向  | 118

第6章  城市大脑的实施路径  | 120
6.1  城市大脑的建设理念  | 120
6.1.1  坚持以人为本，提升城市管理服务水平  | 120
6.1.2  坚持技术创新，驱动城市发展变革  | 121
6.1.3  坚持夯基赋能，促进城市全域转型升级  | 121
6.1.4  坚持可持续发展，助力城市长效运营  | 122
6.2  城市大脑的生态体系建设  | 123
6.3  城市大脑的建设实施路径  | 125
6.3.1  加强顶层规划设计，明晰城市大脑发展路径  | 125
6.3.2  加强体系机制建设，保障城市大脑有章可循  | 127
6.3.3  推进平台分阶段建设，完成城市大脑项目落地  | 128
6.3.4  成立运行管理中心，保障城市运行高效有序  | 129
6.3.5  搭建运营管理体系，推进城市大脑可持续发展  | 130
6.4  城市大脑的体制机制保障  | 131

第7章  城市大脑的标准化建设  | 134
7.1  城市大脑标准化现状  | 134
7.1.1  国际标准化现状  | 134
7.1.2  国内标准化现状  | 135
7.2  城市大脑标准体系  | 139
7.2.1  体系结构  | 139
7.2.2  建设内容  | 140
7.3  重点标准介绍  | 150
7.3.1  城市智能中枢参考架构  | 150
7.3.2  城市智能中枢能力评价要求  | 152
7.3.3  城市智能中枢数据治理要求  | 155

第8章  城市大脑未来发展展望  | 160
8.1  政策趋势分析  | 160
8.1.1  城市大脑战略规划与政策体系的构建趋势  | 160
8.1.2  数据治理与隐私保护政策的演进趋势  | 161
8.1.3  投资和扶持政策的加强与优化趋势  | 162
8.2  技术趋势展望  | 163
8.2.1  人工智能技术的深度融合与创新应用趋势  | 163
8.2.2  大数据技术的实时处理与智能分析趋势  | 164
8.2.3  物联网技术的广泛覆盖与智能感知趋势  | 165
8.2.4  云计算和边缘计算的协同优化与高效运行趋势  | 165
8.3  产业趋势预测  | 166
8.3.1  城市大脑产业链的构建与完善趋势  | 166
8.3.2  新兴产业、未来产业的崛起与融合趋势  | 168
8.3.3  产业生态的协同发展与共赢模式趋势  | 169
8.4  跨领域融合与创新  | 170
8.4.1  城市大脑与其他智能系统的互联互通  | 170
8.4.2  数字经济与数字社会的协同发展趋势  | 171
8.4.3  跨界合作与创新模式发展趋势  | 172
8.5  未来挑战与对策建议  | 173
8.5.1  技术安全和隐私保护面临的挑战与对策建议  | 173
8.5.2  标准化和互操作性的推进与实施趋势  | 174
8.5.3  投资和运营模式的创新与优化趋势  | 175
8.5.4  人才培养与知识更新的重要性及策略  | 176
8.6  总结与展望  | 177
8.6.1  未来发展的总体趋势与重要方向  | 177
8.6.2  对政策制定者、产业界与研究者的建议  | 178
8.6.3  对全球智慧城市建设的启示与期望  | 179

第9章  城市大脑最佳实践案例  | 182
9.1  浦东城市大脑  | 182
9.1.1  背景及意义  | 182
9.1.2  建设内容  | 183
9.1.3  创新亮点  | 187
9.1.4  建设成效  | 188
9.1.5  发展建议  | 189
9.2  泉州市城市管理大脑  | 189
9.2.1  背景及意义  | 189
9.2.2  建设内容  | 190
9.2.3  创新亮点  | 193
9.2.4  建设成效  | 194
9.2.5  发展建议  | 195
9.3  临沂市城市大脑  | 196
9.3.1  背景及意义  | 196
9.3.2  建设内容  | 196
9.3.3  创新亮点  | 198
9.3.4  建设成效  | 199
9.3.5  发展建议  | 200
9.4  南京市城市运行“一网统管”综合指挥调度系统  | 201
9.4.1  背景及意义  | 201
9.4.2  建设内容  | 201
9.4.3  创新亮点  | 204
9.4.4  建设成效  | 205
9.4.5  发展建议  | 205
9.5  杭州城市大脑数字驾驶舱  | 206
9.5.1  背景及意义  | 206
9.5.2  建设内容  | 206
9.5.3  创新亮点  | 208
9.5.4  建设成效  | 209
9.5.5  发展建议  | 210
参考文献  | 211

2024年4月，习近平总书记考察重庆市数字化城市运行和治理中心时指出，治理体系和治理能力现代化是中国式现代化的应有之义。强化数字赋能、推进城市治理现代化，要科学规划建设大数据平台和网络系统，强化联合指挥和各方协同，切实提高执行力。2024年5月，国家发展和改革委员会、国家数据局、财政部、自然资源部四部门联合印发《关于深化智慧城市发展  推进城市全域数字化转型的指导意见》，提出构建统一规划、统一架构、统一标准、统一运维的城市运行和治理智能中枢，打造线上线下联动、服务管理协同的城市共性支撑平台；依托城市运行和治理智能中枢等，整合状态感知、建模分析、城市运行、应急指挥等功能，聚合公共安全、规划建设、城市管理、应急通信、交通管理、市场监管、生态环境、民情感知等领域，实现态势全面感知、趋势智能研判、协同高效处置、调度敏捷响应、平急快速切换。
随着数字时代的到来，全面推进城市数字化转型，构建与城市数字化发展相适应的现代化治理体系与治理能力，已经成为推进新型智慧城市、“数字中国”建设的关键任务。城市大脑以实现高效能治理为目标，已经成为各地方构建经济治理、社会治理、城市治理等全方位城市治理体系的有效抓手。近年来，各地方结合自身发展需求，积极探索推进城市大脑建设，积累了丰富的实践案例，但同时面临各种各样的发展难题。为建立社会各界对城市大脑的统一认识，系统分析城市大脑的内涵特征、发展现状、发展趋势等，为城市大脑健康发展建言献策，上海数字产业发展有限公司、中国电子技术标准化研究院联合相关产学研用单位，共同编写了本书。本书各章主要内容如下。
第1章“城市大脑发展概述”介绍了城市大脑的起源和发展历程，将城市大脑的发展划分为萌芽阶段（2008—2017年）、培育阶段（2018—2019年）、发展阶段（2020年至今）、成熟阶段（未来）4个阶段，每一阶段均伴随着关键政策的出台与落地。城市大脑的诞生与发展源于城市治理体系和治理能力现代化发展的需求，是智慧城市理念深化与实践探索的必然产物。从数字化到智能化再到智慧化，城市大脑不仅见证了技术的飞跃，更引领了城市治理模式的根本性变革。
第2章“城市大脑的内涵”系统分析了城市大脑的定义与特征，并对城市大脑与相关概念之间的区别和联系进行了阐述。在城市大脑的定义方面，本章从学术研究、政府规划、地方实践、社会发展及技术应用等不同视角提出了对城市大脑的理解，希望能够帮助不同领域的读者更好地了解和研究城市大脑的定义。在城市大脑的特征方面，本章围绕城市全量、全域、全局、全流程，感知、认知和执行的智能全过程，城市管理模式变革，场景创新应用及城市大脑的自我演进等方面总结了城市大脑的五大典型特征。在城市大脑与相关概念之间的关系方面，本章重点分析了城市大脑与“一网统管”、城市运管中心、领导驾驶舱、城市数据大脑和行业/产业大脑等相关概念之间的区别和联系，希望能够帮助读者更好地理解城市大脑及相关概念。
第3章“城市大脑的建设现状”在调研国内不同城市建设现状的基础上，总结分析了当前国内城市大脑整体建设情况及各省（市）建设特点，从组织机制、技术路线、数据治理体系、重点建设内容及建设运营模式等方面对城市大脑的建设特点进行了阐述。
第4章“城市大脑的总体架构”从技术架构、部署架构、业务架构、数据架构等维度对城市大脑的总体架构进行了描述。在技术架构方面，采用物联网、大数据、人工智能、区块链等技术，构建面向城市全域数字化转型的信息基础设施，打通数据资源，建设应用支撑能力，提供可演进的技术架构；在部署架构方面，按照市?区/县?街道三级平台部署方式，从物理联动、数据联动、应用联动3个方面描述了各级平台的主要定位；在业务架构方面，系统分析了多领域的业务需求，并给出了城市大脑在产城融合、城市精准精细治理、数字公共服务、数字经济、数字政府等领域的业务应用；在数据架构方面，梳理了五大数据库内容，并对数据汇聚、数据治理、数据安全和数据服务进行了描述。
第5章“城市大脑的核心技术能力”从技术能力概述、发展现状和发展方向3个方面详细介绍了城市大脑涉及的算力、算法、数据、人工智能、人机交互及安全等核心技术能力。在技术能力概述方面，对核心技术能力进行了概括描述；在发展现状方面，分析了核心技术能力在城市大脑领域的应用现状、应用需求及存在的问题等；在发展方向方面，提出了城市大脑与相关核心技术能力的双向促进和协同发展的未来前景，以技术创新支撑城市大脑应用创新，以城市大脑应用需求促进技术的不断发展。
第6章“城市大脑的实施路径”围绕城市大脑的建设理念、生态体系建设、建设实施路径及体制机制保障等方面进行了阐述。在建设理念方面，强调城市大脑建设应体现“以人为本”“技术创新”“全域转型升级”“可持续发展”等理念；在生态体系建设方面，系统介绍了城市大脑各相关方的关联关系，以及不同相关方视角下城市大脑所体现的价值和意义；在建设实施路径方面，按照顶层规划、体系建设、平台建设、运行管理、运营管理5个步骤提出了城市大脑建设的实施路径；在体制机制保障方面，简要描述了城市大脑建设所需的组织、政策、管理、运行、数据、技术、人才及安全等方面的保障体系。
第7章“城市大脑的标准化建设”介绍了城市大脑国际与国内的标准化现状、城市大脑标准体系及部分重点标准。城市大脑标准体系主要包括总体标准、基础设施标准、数据标准、关键支撑能力标准、应用服务标准、建设管理标准和安全保障标准。在城市大脑重点标准方面，围绕城市智能中枢参考架构、能力评价、数据治理等方面，对相关标准的主要内容进行了简要介绍。
第8章“城市大脑未来发展展望”对城市大脑的未来发展进行了展望，基于智慧城市开放复杂巨系统的特点，从政策、技术、产业、跨领域融合与创新等维度进行了分析，同时围绕标准化、系统互操作性、投资、运营模式、人才培养等提供了城市大脑的未来发展建议。
第9章“城市大脑最佳实践案例”针对上海浦东、福建泉州、山东临沂、江苏南京、浙江杭州的城市大脑案例进行了简要介绍，通过梳理形成可复制、可推广的实践经验，发挥优秀案例的带动作用，为各地开展城市大脑建设提供场景规划和技术实施参考，推动城市大脑行业发展。

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城市大脑发展研究与最佳实践