智能城市,开启智能新时代

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当前，新一轮科技革命和产业变革加速演进，为中国未来的发展提供了难得的历史机遇。改革开放以来，我国的社会经济发展取得了举世瞩目的巨大成就，城镇化推进成效卓著，速度之快前所未有，城市面貌日新月異。但是，过去粗放的发展方式引发了资源过度消耗、环境严重污染、公共服务不足等一系列问题，城市发展亟待通过供给侧结构性改革，实现转型提升。本文节选自《2019中国智能城市发展战略与策略研究》，将为读者详细呈现智能城市的认知、架构、展望和场景。

智能城市的认知与架构

智能城市是科技创新和城市发展的深度融合，通过科技和前瞻性的城市发展理念赋能城市，以生态融合升级的方式推动城市智能化进程，实现普惠便捷的民众生活、高效精准的城市治理、高质量发展的产业经济、绿色宜居的资源环境和智能可靠的基础设施，是支撑城市服务的供给侧结构性改革，满足城市美好生活需要的城市发展新理念、新模式和新形态。

（1）注重产业发展

智能城市一定要促进城市产业的高质量发展。城市因产业而兴旺，智能城市建设首先需要结合智能系统集成建设和运营服务推进，培育云计算、物联网、人工智能等为代表的新兴信息技术产业发展;其次，通过新兴技术与重点产业领域的融合，推动传统产业的智能转型和提升。

（2）构建智能系统

智能城市通过智能系统建设，提升资源环境、政府治理和惠民服务能力的智能化水平。通过多源数据融合、深度学习、智能分析等技术应用可以更好感知、认知城市变化，预测城市可能出现的问题，通过智能的决策，迭代提升治理、服务和资源转化能力，体现城市智能发展理念和创新精神。

（3）夯实智能基础

智能城市一定要形成基于云和大数据的信息基础设施，同时推进城市传统基础设施的智能化改造。一是构建基于“城市云”的信息基础设施，为城市的智能化发展提供统一、可靠的基础;二是结合5G部署和智能物联网发展，对城市管网、交通、市政、建筑等设施进行智能化改造，提升管理水平和支撑能力。

（4）强化科技赋能

智能城市一定要构建科技创新引领的城市可持续发展、迭代演进提升的城市生态。通过智能终端设备的引入、行业解决方案的融合、数字基础平台的建设以及城市的智能服务生态的打造，持续提升对政府、企业和个人的服务水平，表现为提供更美好、可迭代优化的城市功能服务。

智能城市与智慧城市

（1）智慧城市建设任重道远。智慧城市涉及内容丰富、全面，需要时间的积累、历史的沉淀，需要长期持续的推进，难以在短期内实现。提出智慧城市概念的时候，人工智能技术尚未取得重大突破，传感器价格高、云计算、大数据技术未广泛应用，智慧城市的技术基础尚不具备，故国内没有哪个城市完全实现令市民、企业和政府都满意的智慧城市建设。

（2）智能城市是城市智能加速发展的新阶段。智能城市是在城市数字化和网络化发展基础上的智能升级，是城市由局部智慧走向全面智慧的必经阶段。2016年，人工智能等技术取得实质性突破，真正意义上的智能化基础逐渐具备，并在交通等领域进行成功的探索应用，智能城市未来可期，智能化发展大门开启。

（3）智能城市应是当前智慧城市发展的重点阶段。通过智能技术赋能城市发展，实现惠民服务、城市治理、宜居环境和基础设施的智能水平提升;同时，智能城市建设最重要的内容是推进产业经济的智能化，一方面包括智能技术和传统产业融合，以推进传统产业变革，实现转型提升;另一方面要通过科技成果转化和示范性应用，加速推进智能产业突破发展。

智能城市的总体架构

智能城市是对城市本身系统解构和系统性、模型化的重新组合，总体架构产生于城市的五大业务体系与云计算、物联网、大数据、人工智能、区块链、5G等新兴技术的融合，主要包含三个层次，分别是设施层、平台层和应用层。

（1）设施层是城市的功能性基础设施和信息基础设施的总和，包括城市道路、地下管网、城市建筑以及信息网络等基础设施，支撑信息沟通、服务传递和业务协同。

（2）平台层是实现新兴技术对城市赋能的核心，通过以云计算、大数据为基础，融合了物联网、区块链、人工智能等新兴技术的数字基础平台，分别赋能城市基础设施，提升基础实施的智能化水平和对城市的支撑能力，赋能惠民服务、资源环境、产业经济、城市治理领域的应用，提升业务应用的智能化水平。

（3）应用层则面向市民、企业和政府三类主体，通过新兴技术的融合创新应用，突出对融合之后的多源数据的综合分析，基于大数据实现对客户的画像，帮助我们更好地感知和认知城市的使用主体，提供能更好满足客户需求的服务，更好的发现、预测和解决城市发展中不同维度的问题。

智能城市的五大体系

一、产业经济体系。（1）城市因产业而兴旺，产业是城市可持续发展的基础，有产业的良性发展，才能有持续的资金投入进行基础设施和城市治理、惠民服务、宜居环境的改造和提升。（2）城市化发展面临的核心问题是产业问题，农民进入城市成为市民，需要城市有足够的产业支撑能力，保障他们在城市的发展和生活稳定。（3）传统产业转型和新兴产业突破发展是城市转型升级的重要方向，提高产品和服务质量，助推产业迈向中高端，才能实现城市新旧动能接续转换，完成高速发展向高质量发展的跃升。

二、惠民服务体系。（1）伴随城市化发展，人口更多地向大城市聚集，给城市公共服务体系带来挑战，需要拓展医疗健康、教育、社保就业和社区等领域的服务资源，提升服务能力，补齐“短板”，改善市民生活的幸福感和满足感。（2）政府推进的面向居民的公共服务，由不同业务管理部门提供，因政府部门职能而分割，并非以服务对象为中心，也未围绕民众全生命周期服务需求，需要在智能技术的支撑下聚合分散的服务资源，提升便捷性，降低获得服务的“成本”。

三、政府治理体系。（1）我国经济的飞速发展，城市化建设进程加速，突发事件发生更加频繁，给城市治理带来挑战，城市交通、社会治安、城市运行管理等都面临较大的压力。（2）国家提出要推进治理体系和治理能力现代化，这是深化行政管理体制改革和建设服务型政府的重要举措，需要结合政府治理向线上线下一体化、多元化、平台化发展趋势，实现跨部门、跨区域、跨层级的业务协同，变被动为主动，形成现代化社会治理体系。

四、资源环境体系。（1）城市需要构建节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式，才能还自然以宁静、和谐、美丽。（2）科技创新融入城市环境保护和资源利用的方方面面，通过打造绿色低碳循环发展的经济体系，形成科技手段支撑的政府为主导、企业为主体、社会组织和公众共同参与的资源环境监管和防护体系。

五、基础设施体系。（1）城市的交通设施、能源设施、地下管网、建筑等是城市发展的基础，需要应用IoT，采用多维度传感装置和智能控制设备，实现时刻感知、认知城市设施的运行状态，为城市的动态控制、优化打下基础。（2）云计算、物联网、5G等日益成熟的智能基础设施逐渐成为和城市交通、市政一样重要的基础设施。

智能城市的展望和场景

智能城市的未来展望

城市基础设施将实现5G+IoT的全面监测和无缝覆盖，新一代信息通信技术得到全面应用，城市基础设施全面支撑城市产业智能化转型，数字化、网络化生产和服务在企业得到全面推广，在重点领域实现普及，新一代智能制造、智能服务在重点领域试点示范取得成效，基于大数据和新一代人工智能技术支持的城市治理、信息惠民、资源环境管理智能化水平大幅提高。通过智能技术手段逐渐实现物理城市空间、虚拟城市空间和社会空间的深度融合，三者之间可以互动协同，通过丰富的智能化系统、更智能的城市基础设施的支持，实现经济更高质量的发展、更方便的工作生活、更科学有效的城市治理、更绿色宜居的城市环境。城市将逐渐具备越来越强的推演预测和自动决策干预的能力，需要人为干预的地方会逐渐减少，预测并干预未来绝大部分可能出现的问题，城市可以持续升级进化，为建成网络强国、制造强国、数字中国和智慧社会，实现现代化奠定坚实基础。

1.产业经济智能化发展水平大幅提升。产品和服务呈现高度智能化、宜人化，产品生产和服务提供过程呈现高质、柔性、智能、高效、绿色等特征，产业模式发生革命性变化，智能农业、服务型制造、生产型服务业、智能服务大发展，进而共同优化融合性新型产业发展大生态，全面重塑农业、制造业、服务业价值链，创业服务和协同创新体系促进了新动能打造，极大提高城市产业的创新力和竞争力。

2.实现智能科技支持下的决策科学和现代化治理。在云计算、大数据、人工智能技术广泛应用基础上，公众、企业、社会机构能和政府實时互动，广泛参与城市治理过程，能及时发现城市运行中的潜在风险，及时预警、预防，做到事先处理，全面实现网格化、扁平化管理，治理结构得以持续优化。

3.智能科技支撑城市惠民服务供给侧结构性改革取得实效。惠民服务成本明显下降和质量水平大幅提升，线上线下相结合的服务体系覆盖全面、广泛，提供方式智能、便捷，真正实现以人为本、包容发展、高质均等，体验感和获得感提升明显。

4.实现城市居民和城市环境和谐共生。基于智能物联网等实现对空气、水资源、土壤等全面智能监测，全民参与环境共治共享，能源、资源可以实现基于智能技术的精细管理和持续优化利用，零碳排放技术在重点建筑和区域推广应用，资源环境实现全方位实时监管、智能化预警、预防与全面保护。

5.城市基础设施实现全流程在线智能管理。智能科技支撑下，城市管网、交通、市政等设施运行状态实时感知、运行高效低碳、管理精准智能，信息基础设施泛在、安全、可靠，实现大数据和智能技术支持下更科学的城市规划、建设和更新，实现了基于CIM的城市基础设施的规划、建设、更新的全流程在线、立体可视化、智能化管理。

当前，城市也面临着五大体系间关联不足所带来的挑战。智能城市应该是一个整体，通过数据的交换共享，将政府治理体系、惠民服务体系、资源环境体系、产业经济体系和基础支撑体系关联起来，实现五大体系之间的有效整合与密切协作。从而使“条块分割”的城市功能模块逐渐成为一个“有机的生命体“。

智能城市的典型场景

一、智能城市的产业经济发展

新一轮科技革命和产业变革呈现多领域、跨学科、群体性突破新态势，广泛深入渗透到经济社会各领域。逐渐形成以技术创新为引领，以新技术、新产业、新业态、新模式为核心，以知识、技术、信息、数据等新生产要素为支撑的经济发展新动能，智能城市产业经济发展持续优化提升。

1.新生产要素不断融入，逐渐形成更强力的产业经济支撑体系

传统产业智能化升级的关键在于技术进步，随着技术、知识、数据、信息等新生产要素的加入，新生产要素与传统生产要素共同构成新的产业经济支撑体系，支持城市产业经济发展质量不断提升。

2.新技术与产业核心环节的融合发展，实现了新旧动能转换

新技术与产业核心环节不断地融合，新技术促进了现有产业环节的智能化，一方面生产效率与产品服务质量得到提升;另一方面实现了数据要素的采集、存储和流通，为产业持续优化升级提供了数据要素基础。

3.数据价值得到充分发掘，逐步实现数据在产业内的流通和产业间的交换

数据要素成为了推动产业持续升级的核心。在企业内部，全流程数据的共享，可以指导生产流程，提升生产效率和产品质量，也提升了服务端的服务能力;企业间的数据交换，实现了产业间的融合，特别是实体经济和互联网、智能科技的融合，催生了新模式、新业态。

二、智能城市的产业经济发展—智能制造场景

智能制造是制造业转型升级的方向。利用智能技术与传统制造业的融合，实现”以用户为中心”的大规模化定制，形成了全新的制造业生态。在工业云平台、工业互联网平台和工业大数据平台的支撑下，结合生产端的智能交互工具平台、智能生产线、数字化车间、智能工厂实现围绕用户个性化需求的智能化生产。

1.实现客户参与的交互式设计与虚拟展示

在产品设计阶段，基于智能交互平台，用户可同设计师一同进行产品设计，根据个人需求制定产品尺寸、形状、外观及性能指标，完成设计后可实现基于混合现实的虚拟展示。

2.支持大规模个性化定制，实现柔性、智能化生产

产品设计完成后，订单经工业云平台和工业互联网，基于大数据分析安排最适合的智能工厂生产，在数字化车间完成零部件的加工、智能生产线自动组装生产、检测。

3.智能物流链支持实现高效流通

产品完成生产后，基于无人机、无人车等智能物流体系灵活、便捷地送到用户手中。

4.实现全生命周期的在线服务和迭代优化

产品销售到用户手中，并不是结束，而是后续服务的开端，产品内置的传感设备持续关注产品运行状态，提供运行状态监控、故障预警、内容服务、监测维修等售后服务，并可结合大数据分析、深度学习等预测可能出现的问题，提供预测性维护及增值服务建议等，更好地满足用户需求，并可基于大数据迭代。

三、智能城市的产业经济发展—产业新区建设场景

随着数字化时代的到来，城市中海量多源异构数据成为了解城市现状和预测城市未来的重要资源。如何运用大数据和人工智能技术对这些数据进行分析，辅助政府管理者做出科学精准的决策，已经成为考验政府执政能力和影响城市未来发展的重要因素。在城市产业新区建设的过程中，可以将城市中的宏观经济数据、政务数据、电商数据和运营商、银行等其他社会数据，利用大数据技术和人工智能算法进行分析后，为城市提供经济画像、民生画像、信用画像、资源环境画像和人口画像，以此对城市运行状态进行实时监控，对城市产业发展现状进行挖掘分析，对城市未来发展进行预测预警。目前，很多城市开始依托经济、民生、信用、资源环境和人口方面的城市画像，通过大数据分析和人工智能算法，为城市产业发展的决策者提供以下辅助决策的功能。

1.实时监控城市运行状态

通过对城市的实时数据和历史数据进行深度挖掘和分析，发现数据模式的相关性及对产业新区发展的影响，总结出城市治理中的优势、劣势和问题，供决策者参考。

2.对城市未来发展趋势进行预测和预警

通过对城市中的经济画像、民生画像、信用画像、环境画像和人口画像等进行综合分析，帮助决策者及时发现城市产业新区建设中的风险和问题，并及时进行预测和预警，做到防患于未然。

3.对政策进行模拟

通过对历史数据及相似产业区的分析，在丰富的真实数据的基础上，比较不同政策的实施效果，以便决策者选择最优政策进行實施。

四、智能城市的产业经济发展—智能园区建设场景

随着物联网、大数据、云计算、人工智能等新技术的迅速发展和深入应用，在建设智能城市的过程中，新兴的“智能园区”像一个理想的“试验场”，能最大程度的利用大数据和人工智能等新兴技术和理念，实践智能城市的整体建设和运营。从2012年至今，国家已经出台多项政策推进智能园区的建设。

1.智能小镇建设

作为智能城市建设的“样板间”，智能小镇的建设，往往被政府看作是未来智能城市发展的示范性区域。但各地智能小镇的建设由于定位不清晰、过度地产化以及缺乏产业联动等原因，也面临诸多建设瓶颈。针对这些痛点，已有园区在建设中采取如下措施。第一步是整体布局;第二步是路网格局规划;第三步是在基础设施等传感器之间形成智能连接（如智能路灯、智能垃圾桶等）;第四步是对公共服务设施进行整体的规划和建设，包括美术馆、活动中心、体育馆、图书馆等;第五步是在前四步的基础上，为小镇搭建城市操作系统，通过汇聚各方数据，并对多源异构数据进行标准化处理，实现数据的融合，再通过算法模块化和平台生态化，构建小镇的智能中枢;第六步是在城市操作系统的基础之上，打造能源、交通、政务、公共安全等多场景的行业应用，为小镇带来产业规划、运营管理等服务;第七步是通过融合电商、物流、金融等资源，构建智能场景、优化商业设施，形成一个宜居生活+产业赋能相结合的智能小镇。

2.智能景区建设

对于景区管理机构和商业机构来说，一方面想通过大数据等技术分析客源，进行精准营销，另一方面也希望为游客提供分享、评价、电商等服务，提升旅游体验，促进景区产业发展。针对游客、政府、景区管理和商业机构的诉求，可以运用大数据和人工智能的技术，融合科技、金融、文化等元素，为景区提供门票、酒店、金融服务等一体化解决方案。除此之外，还可通过城市计算平台打通政府和景区商业管理机构的数据，进行景区产业监测、客源地分析、用户画像、游客满意度、商家信用诊断、景区营销等分析，为管理者提出商业运营方案，扩大收入来源，反哺资金投入，促进旅游产业的可持续发展。

智能城市的惠民服务

1.未来城市发展由资源驱动转为需求驱动

未来城市发展将由资源驱动转为需求驱动，民生服务更多的将由市民需求所催生，与市民的日常生活高度相关，涵盖医疗、教育、出行、餐饮、购物、物业、家政、娱乐等众多领域，各领域服务的特点、服务模式、所需资源都各不相同，城市发展通常难以兼顾，往往容易出现服务能力良莠不齐，甚至个别领域服务能力缺失的现象。因此，如何使民众需求被满足的质量及效率不断提高，使城市的民生服务变得更加普惠、便捷，也是未来城市发展的核心议题。

2.未来区域资源深度整合使得民生服务更为普惠便捷

普惠即普遍惠及，即所有市民均可享有，市民日常生活均因其受惠;便捷即方便快捷，即市民获取服务的渠道多、耗时短，使市民在不同时间空间的多种场景下的需求均可得到高效率的满足。因此，普惠便捷的民生服务不但需要技术的支持，更需要对多种城市资源的有效整合，这就强调城市深度整合调用各类资源进行快速反应、高效利用的能力。未来更多领域中将出现基于需求场景的聚合服务模式，如社交平台在特定使用场景为市民提供一站式的服务，对市民来说，既节省了查找服务的精力，又免去了面对多个同类服务提供商时的筛选环节，而且搭载于几乎人人都有的手机终端，满足了市民对于普惠、便捷的需求。对企业来说，这样的业务延伸，与上下游相关产业形成联动，是一种相当高效的业务拓展方式，满足了企业对自身发展的需求。对城市来说，相关领域资源得以整合，有关产业得到有序发展，满足了城市对管理和发展的需求。

3.未来民生服务模式由被动服务转为主动服务

未来，随着智能技术的不断成熟，城市的网络、数据、设备（包括城市基础设施和市民终端设备）得到智能化的升级，市民的需求得以更加清晰地呈现在城市管理者面前，得益于此，资源的调配也将更加精准高效，服务模式将由被动满足需求的服务模式向主动分析潜在需求并加以满足的方向转变。其中，智能医疗、智能家居等将成为未来惠民服务的重点发展领域。

一、智能城市的惠民服务—智能医疗场景

未来医疗通过数字孪生技术，基于患者的健康档案、就医史、用药史等数据信息在云端为用户建立虚拟人模型，并在生物芯片、增强分析、边缘计算、人工智能等技术的支撑下模拟人体运作，实现对其健康状况的预测分析。

1.生物芯片用于实时监测身体体征

植入于市民身体各主要器官及系统的纳米传感器和生物芯片可实时监测人体体征，通过健康手环等智能可穿戴设备进行集成，并进行初步分析、整理，同步至云平台。

2.增强分析预测并干预未来可能出现的健康问题

通过对上传至云平台的市民实时体征、生活环境、生活习惯（作息、饮食、出行等）、地理位置、工作特性等数据进行整合，实时修正用户的虚拟模型，得出最贴合用户实际的生活状态，在模拟分析中对用户未来一段时间内的潜在健康风险进行预测，并为用户提供精准、合理的医疗建议，使用戶在生活中及时对饮食、作息等做出相应调整，降低发病风险，达到以预防代替治疗的效果。

3.实现超前的区域健康资源的优化配置

基于这样的医疗模式，未来医疗资源得根据区域总体健康情况更加合理地分配。区域总体健康数据可服务于区域内各领域治理管理，如在资源环境领域根据市民健康影响情况，加强对相关污染排放的整治等。

二、智能城市的惠民服务—智能停车场景

近年来，由于私家车数量的不断增长，导致城市停车位供不应求，给城市造成了交通拥堵、违规停车等诸多问题。据统计，2017年传统停车位数量为8000多万个，而停车位的需求则高达3.1亿个，在2020年，这一数字将增长至3.7亿个，供需矛盾将进一步加大。与此同时，城市中的很多停车场经常面临投入大量人力、物力、财力进行运营，但得不到很好收益的现实。

随着人工智能、大数据等技术的成熟，停车场智能化建设成为解决停车难、运营难等问题的突破口。目前，停车行业的发展趋势已经从跑马圈地的“场地时代”到智能运营的“数据时代”，而随着交易金额抽成+金融变现+精准营销+汽车后市场等多种收入模式的出现，停车行业正在进入多方共建的“生态时代”。

1.室内停车智能停车系统

目前，众多室内交通枢纽及商圈停车场都在逐步搭建智能停车系统，通过采集实时停车泊位信息，依托大数据和人工智能技术分析，最终发布停车引导动态信息，帮助车场做车位管理、车位引导、反向寻车、无人值守等日常业务，并对停车场流量进行实时监控及预测，提高停车位流转率，更加高效、安全、低成本地管理车场。

2.路侧智能停车

路侧停车是集路灯杆、充电桩、天眼系列设备和城市监测传感器于一体的停车场景，在实现停车功能的同时，也包含支付、充电、环境监测和违规监测等场景。并可在无人值守时，通过打通市民信用体系，建立奖惩机制，有效约束困扰城市停车的路侧逃单行为和解决违章停车造成交通拥堵的问题。

三、智能城市的惠民服务—智能城市App

从2013年开始，我国已发布了近300个智慧城市试点名单，各地政府正在通过各种方式为市民提供便捷和多元化的服务。但困扰基层群众的“办证多、办事难”现象仍然大量存在，比如，办事入口找不到，办事材料不清晰，重复填写资料，材料线上无验证，线上线下数据不通，进度不透明，反馈投诉渠道少……都给群众办事带来不便，市民在日常生活中对智能城市的感知并不强烈。

对此，很多地方政府正在建设“智能城市App”，通过聚合社保、交通、医疗等应用，使市民足不出户，即可享受到方便快捷、优质高效的生活服务。

1.综合服务。针对市民刚需的公交出行、天气、生活缴费、城市路况、借书等需求提供线上服务。

2.政务服务。融合社保、交通、公安、医疗、教育、维权、婚姻登记等应用于一体，通过实名认证体系，真正实现了让AI和大数据多跑腿，让群众少跑腿的功能。

3.第三方服务。集合市面上优质的第三方应用，如快递、金融产品、互联网医院等，用户只需要在App上动动手指就能实现缴纳电费、在线问诊等众多服务，切实让市民享受到智能城市建设的便捷与实惠。

智能城市的政府治理

随着大数据、人工智能等新技术的逐渐成熟，城市治理创新具备了新的工具和手段，未来在城市治理中的作用越来越明显。越来越多的创新技术将对城市治理的方方面面产生深刻的影响，城市将成为新兴技术集成应用的“展示场”，未来城市的交通、社会治安、运行管理等方面将会发生一系列颠覆性变革。

1.城市数据的深度获取和共享，支持实现软件定义的城市治理

软件应用深度和广度不断拓展，将重新定义城市，未来的城市治理将是软件定义的城市治理。在万物互联的基础之上，所有的信息基础设施、各种传感器、数据资源、能源、交通及其构成的网络和新型应用等，都需要基于数字化、虚拟化来构建，通过智能化方式实现城市治理数据的管理，实现高效利用，满足不同场景、组织和个体的应用需求，通过打破信息孤岛，实现数据的开放共享之后，就可以基于软件定义优化决策过程，为城市治理的智能决策提供支撑。

2.顺应现代科技发展趋势，逐渐实现向城市协同治理转变

城市治理智能化是顺应现代科技发展趋势的必然选择，未来城市治理将向城市协同治理转变，充分借助智能互联技术，调动广大群众积极参与社会治理，并不断扩大参与广度，拓展参与深度。新兴信息技术支撑和引导民间志愿者和社会团体依法有序参与社会治理，通过优化完善治理理念、体制机制、平台建设和资源保障等方面的内容，整合和优化多元化的力量，持续推进治理能力和水平的提升，最终实现城市的协同治理。

3.城市治理生态系统逐渐形成，城市综合治理水平大幅提高

未来的城市治理将是一个智能且能够自我成长的生态系统，通过综合运用新兴信息技术整合信息资源、统筹业务应用系统、优化城市规划、建设和管理的新模式，形成一个元素间相互影响、相互促进的生态体系，城市治理才能拥有很强的良性循环能力。随着人工智能技术应用拓展和对城市的认知的加深，将产生更加完备的生态系统，有利于提高城市综合治理水平。

一、智能城市的政府治理—城市运行管理场景

未来基于利用卫星定位、智能传感、智能摄像等技术，将突破传统的模式，能够实现城市地上地下空间的智能异常状态监测，指导智能城市的建设、评估及运行管理。

1.通过城市信息模型实现地上地下空间的三维城市可视化空间管理

通过城市信息模型建立起三维城市空间模型，实现城市规划、建设、运行管理的全面立体可视化管理。通过GIS、BIM、CIM与物联网、人工智能、大数据技术的有机结合，逐渐形成全市统一的地上和地下空间智能化管理和数据服务，支持模拟仿真、分析验证等，实现城市规划、建设智能化。

2.实现自动预测预警、持续运行管理优化

借助先进的视频分析技术自动分析特定区域的人群的活动，通过对某一地理范围内聚集人数的历史数据学习未来演变的趋势，可以自動预测可能产生的管理问题，提供不同的决策支持，通过事先干预、解决管理问题、持续改善治理体验、重要客运站人群监测、公交站场人群候车、城市交通综合管理、春运指挥等情况提供智能决策。

3.建立全面虚拟城市空间和物理城市空间形成循环的可实时交互体系

基于此虚拟城市系统建立新的智能系统，并和物理的城市关联，通过不断学习、推演、预测可能出现的城市问题，提出科学的解决问题的决策，并完善物理的城市系统，形成一个不断自我更新、进化的城市。

二、智能城市的政府治理—智能规划场景

随着我国城镇化水平的飞速发展，由于规划不合理，造成堵城、睡城现象严重，土地资源经济能效低，城市三年一规划、五年一建设等问题。为解决以上问题，众多城市借助大数据的能力来进行城市规划，但传统的基于大数据的城市规划只是单纯的数据统计展示，是洞察类报表产品，而非真正的智能规划指导类产品，并不能彻底解决以上问题。目前，在智能城市的建设过程中，逐渐开始依靠强大的大数据和人工智能技术能力，通过挖掘不同样本特征，对多源数据进行融合，从点规划、线规划到面规划为城市管理者提供智能规划解决方案。

1.点规划

提供公共服务点选址（加油站、充电桩、广告牌）、IoT站点选址（空气、水质、土壤）、公共资源选址（救护车、警察局）、商业选址（商场、酒店、饭店）服务。

2.线规划

包括公共线路站点规划、不合理道路检测、自行车道规划和驾驶轨迹路线规划（警车、出租车、救护车）服务。

3.面规划

包括区域划分、功能识别、智能小镇和产业规划服务。

三、智能城市的政府治理—AI+城市产业发展

城市产业的快速健康发展，离不开当地政府的前瞻性眼光和科学合理的发展规划。尤其对于一些战略性的新兴产业而言，更需要地方政府制定切实可行的扶持和培育计划，通过区域产业发展规划，来确定地方经济发展的产业支撑体系。随着数字化时代的到来，城市中海量多源异构数据，成为了解城市现状和预测城市未来的重要资源。如何运用大数据和人工智能技术对这些数据进行分析，辅助政府管理者做出科学精准的决策，已经成为考验政府执政能力和影响城市产业经济发展的重要因素。

目前，在智能城市的建设过程中，已有“AI+城市产业发展”的解决方案，利用大数据和人工智能技术，分别从宏观、中观、微观三个层面，面对城市管理者、城市各委办局以及具体的产业园区，提供顶层规划指导和具体的解决方案。

1.从宏观层面为城市管理者提供顶层规划指导

在宏观层面，针对城市管理者（比如市长），提供市长仪表盘和《AI+产业发展报告》，为管理者呈现全面的城市产业发展数据和顶层规划指导。通过汇聚经济、民生、信用、资源环境和人口等关键数据，在对城市运行状态进行实时监控的同时，利用大数据技术和人工智能算法，对数据进行挖掘分析，及时发现风险和问题，最终对城市的未来发展趋势做出预测预警，协助管理者做出最优决策。

2.从中观层面为各委办局提供垂直解决方案

在中观层面，依托城市计算平台，打破各委办局的数据壁垒，并结合宏观经济数据，用大数据和人工智能技术让海量多维数据实现“高效对话”。以此针对财政局、投资促进局、经信委、人社局等各委办局，提供财政划拨、企业扶持、招商引资、人才引进的垂直解决方案。

3.从微观层面为城市园区的发展把握方向、制定政策

在微观层面，运用大数据和人工智能技术，通过对产业园区的发展方向、政策制定、企业帮扶等进行把关，赋能各城市的产业园区发展，目前诸多方案正在协助多地政府进行产业发展建设。

智能城市的资源环境

随着生态文明、美丽中国建设理念的进一步深入人心，公众对环保的认识和关注越来越高，环境保护也需要逐渐从单一的政府监管，转化为公众、企业、社会机构和政府在技术手段支持下的智能协同，实现全方位、一体化的环境保护，从事后监管处罚转变为事前的预警、预防，变被动为主动。

1.智能物联网促进资源环境保护智能提升

智能监控、智能应用及分析等新技术实现了环境的智能化水平的提升，能及时汇集水、气、声、固废、生态资源等环境质量数据，形成覆盖全面的环境保护智能监控网络体系。大数据和人工智能技术广泛应用于重点污染源全过程监控、污染防治执法、环境评价等环节，通过资源环境信息的深入分析，形成了集污染防治、环境质量监测、风险预警和应急处置于一体的智能化环保系统。

2.智能监控与分析技术推进水资源管理领域智能提升

智能监控、智能应用及分析等新技术用于推进城市水务流域化、综合化管理，统一的水务智能管理平台，实现了从“源、供、排、污、灾”全过程实时物联监控和智能化管理模式;结合5G技术成熟应用后，物联网等技术应用普遍，流域管理智能化系统建设及海绵城市智能化监控管理建设成效显著，水资源管理实现智能化、科学调度。

3.城市信息模型支撑规划建设领域智能提升

基于智能科技赋能，创新城市规划编制信息化手段，结合城市CIM建设，实现了城市规划编制、实施、评估和监督等方面的智能化提升。3D GIS、BIM等技术的广泛应用，土地资源实现立体可视化、智能化管理，实现了市、区、街道等多级协同，城市更新的业务审批与决策支撑服务体系，实现政府土地管理的协同和信息交互。地籍调查、土地登记、不动产登记信息体系实现了权属清晰、动态更新、准确权威的不动产籍数据库，虚拟助手、智能会话平台实现了面向政府部门的信息共享及面向社会的不动产管理的智能化、人性化信息服务。

4.基于智能设备建设全方位能源利用实时监测管理体系

建筑信息模型BIM在重点公共建筑和市政基础设施工程中广泛应用。物联网、智能设备、智能应用及分析等新技术的应用，实现了城市能源的实时数据采集、数据监测和智能分析，实现能源的智能化管理。基于大数据和人工智能的用能的预测、预警和预防，实现能源的科学利用。城市能源信息交互平台提供能源管理公众服务、共享能源需求和供给信息等内容，实现社会节能、能源科学管理、配置的意识提升。

一、智能城市的资源环境—环境协同监管场景

国外的城市更关注能源和资源的利用，芬兰赫尔辛基注重低碳建筑材料降低城市排放、美国哥伦布市重视新能源项目研究与应用，通过智能建筑、绿色制造生产、清洁能源、发展新能源汽车、公共交通打造宜居低碳城市。未来，基于城市信息模型，实现智能协同。结合城市CIM建设，实现城市规划编制、实施、评估和监督等方面的智能化提升，综合应用3D GIS、BIM等技术，建立土地资源立体化、智能化管理，实现市、区、街道等多级协同，打造城市更新的智能服务体系，实现土地资源管理协同和信息交互，基于CIM实现环保与能源、水资源、交通及城管的智能协同管理与服务。

二、智能城市的资源环境—环境监测及预测

造成环境污染是由多方面因素引发的，比如大气、土壤、水质、噪声、固废等。随着大数据、物联网、云计算等技术的快速发展，城市管理者可以根据城市中海量的环境数据来进行监测，最终得以用更加精细和动态的方式实现环境管理和决策。目前，通过打通环保局、气象局、交管局等各个系统的数据，并利用先进的城市大数据和人工智能技术，多个城市都在对海量城市环保数据进行分析，辅助相关管理者进行事前规划、实时监测、未来预测和历史溯源，助力各地政府及时锁定污染源头，快速进行精准治理。

1.事前规划

针对大气、水等污染进行检测站点的智能选址，以得到高效精准的监测数据;与此同时，对城市中的固体废物排放进行规划管理，在此基础上对城市供水进行调度优化。

2.实时监测

在监测点所得出的数据的基础上，对各项污染进行实时监测和分析，依托先进的大数据和人工智能算法，推测产生污染的原因。

3.未来预测

基于实时分析的结果，对未来可能产生的空气、水、固废等污染进行预警，輔助管理者未雨绸缪，提前制定相应措施。

4.历史溯源

以传统的环境监测为例，由于缺乏以上三点的前期准备工作，往往不能对产生污染的企业进行精准溯源，环保工作面临很大困境。而现在，通过使用大数据和人工智能技术，对各个来源的数据进行分析和挖掘，精准定位污染源，助力管理者快速做出决策。

智能城市的基础设施

传统城市基础设施包括城市交通、排水、供水、供电、供暖、通信网络等系统，但随着城市人口规模和居民生活质量的提升及城市功能的不断完善，人们对城市基础设施的服务能力相应提出更高要求，城市管理者对基础设施的管理能力也提出新的需求，城市基础设施更新升级势在必行。2018年12月，中央经济工作会议在北京举行，明确提出加强新型基础设施建设，即推进人工智能、工业互联网、物联网建设，加快5G商用步伐。此举不仅有助于发掘经济发展新动力，也有助于提升城市基础设施服务能力及管理水平。

未来，城市基础设施建设将从传感器的应用开始，由单机的智能化向区域的网联化发展，汇总城市基础设施数据，最后实现城市基础设施资源的协同化。不同城市由于其基础设施发展程度不同，技术升级重点也不尽相同。

1.对于高度发达城市，基础设施建设目的是为了实现全局的协同发展

城市运行数据不再局限于小的区域，而是汇总在整个城市云平台上。不同系统内部所有数据和不同系统之间的数据可以自由流动，从而实现城市全局资源的协同。例如，智能交通系统可以通过分析购物中心的消费信息，分析预测城市道路的交通需求，从而调动整个城市的交通运力。

2.对于中等发达城市，城市基础设施建设则转变为实现区域的网联化

在局部智能化基础上，将各智能终端采集数据在较小的物理区域中进行汇总，在区域内统一管理。例如，在城市中，治安监控摄像头的数据通常汇总到所在的街道，道路的交通数据通常聚集到统一行政区，在区域内，实现多个设备之间的联动。

3.对于欠发达城市，城市基础设施建设首先要解决局部的智能化问题

利用传感器技术，实现基础设施数据的采集，例如，实现水、电表的智能读取记录，道路交通视频的采集，将城市系统状态转化为全面数字化管理，是该阶段建设基础设施的首要任务。在运营过程中，离不开人的大量参与，监控摄像头需要人来查看状态，设备与设备之间的状态也是相互独立的，需要人来进行协调。

一、智能城市的基础设施—打造智能化的能源监控基础设施

随着新一代信息技术的发展，未来城市基础设施将由云网协同实现城市事件部件的动态监管。城市供能体系将由传统的分布式供能向智能化供能网络转变。

通过物联网、GIS、BIM和CIM等技术构建全方位立体化的城市用能感知体系，城市用能动态数据实时上传城市专有云，通过云计算、人工智能等技术进行分析，对城市用能设施进行实时调整，实现城市能源网络的自我感知、自我分析、自我调整。

1.实现城市用能感知化，动态调整高效节能

未来，城市整体用能将实现自我感知、自我调整。通过传感器对城市照明、建筑供电等进行感知，上传云端分析城市用能情况，建立用能模型，调整供能重点;通过对使用情况的感知，实现按需供能，减少非必需情况下的能源浪费，提高能源使用率;通过对城市用能模型的分析，对用能波峰波谷实现动态定价，鼓励城市高能耗单位错峰用能，缓解城市用能压力。

2.实现附属服务智能化，优化习惯提升便捷

通过安装于各用能终端的传感器，获取用户用能信息，对用户用能习惯实现智能化感知，并通过人工智能，自动生成节能意见，定期向用户发送，引导用户优化用能习惯;多渠道的支付体系可以根据用户的用能记录实时生成用能账单，用户可根据习惯随时通过各类终端进行缴费。

3.实现支持系统动态化，精准运维强化安全

实现供能管网监管、供能调度的智能化。通过人工智能、物联网技术感知管网状态，传送云端并进行统一分析管理，并向相关检修设备或维护维修团队发送针对性指示，实现供能的检修无间断，在不影响城市运转的情况下实现供能网络的高效运转。

二、智能城市的基础设施—AI 优化能源使用

能源行业对于城市的发展至关重要，近年来，随着我国对清洁能源和化解落后产能的需求，城市对清洁和高效的能源有越來越迫切的需求。与此同时，随着2020年能源行业全面启动现货交易市场，传统能源行业面临很大冲击。我国是能源生产和消费大国，在能源生产、输送及使用过程中，多采用人为控制设备，其设备控制效果较差;在能源场站管理过程中，多采用人为管理，造成供销差大，管网损失大等现象;各供能、售能、用能企业以及用能居民之间数据壁垒较深，造成信息孤岛，加之各企业无序生产和输送，居民用能没有规划，导致能源区域性需求与供给失衡，时域性峰谷波动大，导致能源综合利用效率低。现在，随着大数据、人工智能技术及传感器在能源行业中的大量运用，为能源行业提高效能、降低污染提供了一种崭新的方法。

1.AI助力提能降耗环保

在采集到能源流通链的大量数据后，通过负荷预测、控制模拟等手段，提供能源生产过程控制设备管理、能源区域管理，多能源流通调度方案，提高供能企业、售能企业和用能企业的整体技术水平和管理水平，达到节能降耗环保的目的。目前，AI技术在火力发电等能源领域已取得了节能、降耗和提高效能的成果。

2.AI优化能源行业的资源和人员管理水平

在此基础上，通过设备管理、区域管理和流通调度，来提高设备的控制水平、提升人员的管理水平，打破各个供能企业、售能企业和用能企业的数据壁垒，让市民使用到更加清洁的能源。