以人工智能为引擎推进新基建驱动的“智能+城市”建设

文｜杜明芳

新基建驱动的“智能+城市”战略与框架

图1 新基建驱动的“智能+城市”体系总体框架

2019年的中央经济工作会议把5G、人工智能、工业互联网、物联网等新型基础设施建设列为经济建设的重点任务之一。区别于传统“基建”，“新基建”主要发力于科技端。传统的“基建”是指铁路、公路、桥梁、水利工程等大建筑，而“新基建”主要是指发力于科技端的基础设施建设，主要包括七大领域，即5G 基站建设、特高压、城际高速铁路和城际轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能和工业互联网。早在2018年底召开的中央经济工作会议上就明确了5G、人工智能、工业互联网、物联网等“新型基础设施建设”的定位，随后“加强新一代信息基础设施建设”被列入2019年政府工作报告。习近平总书记在中央城镇化工作会议上的讲话中曾强调，城镇化是涉及全国的大范围社会进程，基本原则主要是四条。一是以人为本。推进以人为核心的城镇化，提高城镇人口素质和居民生活质量，把促进有能力在城镇稳定就业和生活的常住人口有序实现市民化作为首要任务。二是优化布局。根据资源环境承载能力构建科学合理的城镇化宏观布局，把城市群作为主体形态，促进大中小城市和小城镇合理分工、功能互补、协同发展。三是生态文明。着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展，尽可能减少对自然的干扰和损害，节约集约利用土地、水、能源等资源。四是传承文化。发展有历史记忆、地域特色、民族特点的美丽城镇，不能千城一面、万楼一貌。

按照中央指示精神，结合我国智慧城市发展现状，本文针对新基建驱动的“智能+城市”如何可持续发展提出如下“4+8”总体框架：夯实四个基础，拓展八个重点方向，共筑“智能+城市”体系，如图1所示。

四个基础：AI+城市和社会创新体系，AI+城乡空间多规合一体系，AI+城市大脑体系，AI+城市多源异构大数据统一体系。

八个重点方向：“AI+绿色+城市”打造“智绿城市”，“AI+工业互联网+城市”打造“智造城市”，“AI+区块链+城市”打造“智信城市”，“AI+服务+城市”打造“智服城市”，“AI+金融+城市”打造“智融城市”，“AI+安全+城市”打造“智安城市”，“AI+共享+城市”打造“智享城市”，“AI+文明+城市”打造“智文城市”。

人工智能推进智能+城市的四大基础

基础一：AI+城市和社会创新体系

“4+8”发展战略的四个重要基础之一为：AI驱动城市和社会创新2.0，如图2所示。城市和社会创新2.0的核心理念是以人为中心。在充分发挥个人创造力的同时，以去中心化方式形成知识社会，进而推动智慧社会、智慧城市创新。

图2 AI驱动城市和社会创新

基础二：AI+城乡空间多规合一体系

2013年，《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》提出，要“建立空间规划体系，划定生产、生活、生态开发管制边界，落实用途管制”“完善自然资源监管体制，统一行使国土空间用途管制职责”。2014年的《生态文明体制改革总体方案》要求，要构建“以空间规划为基础，以用途关注为主要手段的国土空间开发保护制度”，构建“以空间治理和空间结构优化为主要内容，全国统一、相互衔接、分级管理的空间规划体系”。2018年初，自然资源部提出：要“统一行使全民所有自然资源资产所有者职责，统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复职责”，并“强化国土空间规划对各专项规划的指导约束作用，推进多规合一，实现土地利用规划、城乡规划等有机融合。” 未来，智慧城市需要实现城市空间体系规划、国土空间用途管制和自然资源监管三个方面的协调统一，重视城市空间经济学理论与应用的培育，AI将在构建复杂规划体系、优化规划系统、优化城市空间经济方面发挥重大作用，成为增强国家竞争力的核心驱动力。

基础三：AI+城市大脑体系

城市大脑Pass尚有巨大发展空间。从全球范围看，美国PaaS平台底层技术具有绝对优势，全球各国智慧城市云平台和工业互联网平台PaaS核心架构几乎均采用美国的Cloud Foundry和Docker等开源技术。中国智慧城市大脑Pass起步较晚，涉及人工智能的Pass刚刚起步，技术和服务提供者及行业入局者凤毛麟角，尚处于探索阶段。因此，城市大脑Pass未来会有很大发展空间。AI赋能城市大脑要解决的重点问题是城市云平台中大数据的智能挖掘分析、自适应优化、鲁棒控制、精准决策等。AI城市大脑还应是一个开源共享平台体系，能够为用户提供开发工具、知识、算法等核心资源，帮助应用者和研究者定制开发自己的系统。因此，智能、开放、开源、共享是AI赋能城市大脑，进而产生价值的基础。

基础四：AI+城市多源异构大数据统一体系

经过多年建设，目前我们的城市数据库已经存储了海量数据，包括结构化和非结构化数据两大类，从数据静止性角度看，包括实时和非实时两大类，但是分布在不同的业务系统，各业务系统与这些数据库的交互越来越多，已经形成了难以维护管理的“蜘蛛网”，需要建立统一的数据管理和访问机制。城市多源异构大数据的互联互通、信息安全、有机协同、有效利用一直是行业发展的重难点与瓶颈，至今并未得到很好的解决。AI在复杂多源异构大数据的处理中具有广阔的应用前景，可采用的技术包括：聚类、半监督学习、增强学习、多核学习、集成学习、多任务学习、多视角学习、网络分析、网络溯源、张量分析、稀疏学习等。 采用AI技术解决城市多源异构大数据的智能化清洗、分析及利用是AI与智慧城市各领域深度融合发展的前提。

人工智能推进智能+城市的八个重点方向

重点方向一：“AI+绿色+城市”打造“智绿城市”

近几年，绿色发展已成为国家战略。《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》提出：到2020年，资源节约型和环境友好型社会建设取得重大进展，主体功能区布局基本形成，经济发展质量和效益显著提高，生态文明主流价值观在全社会得到推行，生态文明建设水平与全面建成小康社会目标相适应。大力推进绿色城镇化。强化城镇化过程中的节能理念，大力发展绿色建筑和低碳、便捷的交通体系，推进绿色生态城区建设，提高城镇供排水、防涝、雨水收集利用、供热、供气、环境等基础设施建设水平。另外，国家近年来大力鼓励发展绿色产业。大力发展节能环保产业，以推广节能环保产品拉动消费需求，以增强节能环保工程技术能力拉动投资增长，以完善政策机制释放市场潜在需求，推动节能环保技术、装备和服务水平显著提升，加快培育新的经济增长点。加快核电、风电、太阳能光伏发电等新材料、新装备的研发和推广，推进生物质发电、生物质能源、沼气、地热、浅层地温能、海洋能等应用，发展分布式能源，建设智能电网，完善运行管理体系。大力发展节能与新能源汽车，提高创新能力和产业化水平，加强配套基础设施建设，加大推广普及力度。发展有机农业、生态农业，以及特色经济林、林下经济、森林旅游等林产业。AI赋能绿色发展、绿色智慧城市将具有广阔的发展空间，所打造的“智绿城市”将是未来智慧城市的一个重要类型。

重点方向二：“AI+工业互联网+城市”打造“智造城市”

工业互联网是通过网络化、信息化的手段，对制造业更加精细、有效地管理；涉及从底层自动化到上层管理软件，是管理的闭环。广义地讲，是改变整个制造业原来的管理和盈利模式。随着工业互联网作用域的逐步扩大，工业互联网最终将突破工厂的边界，走向服务终端——智慧城市，即工业生产域与城市消费域实现通透化连接，实现“F2C（工厂到消费者）”商业模式。人工智能在这个工业与城市贯通的产业链条中将发挥至关重要的作用，帮助实现复杂城市供应链、复杂智慧城市系统的智能处理与高效优化，采用“AI+工业互联网+城市”技术路线可打造大规模协同、个性化定制城市，真正实现城市的消费升级与高质量发展。

重点方向三：“AI+区块链+城市”打造“智信城市”

区块链是一种去中心化的分布式账本数据库，是用分布式数据库识别、传播和记载信息的智能化对等网络，也被称为价值互联网。区块链也可被理解为一系列数据块（区块）连接而成的链条，连接的方式是：其中第N+1个区块中包含第N个区块的哈希值，链条被分布广泛、数量巨大的服务器节点所存储和维护，每个节点都拥有一份区块链的完整拷贝。区块链去中心化（分布式）、防篡改、高透明、可追溯的技术特征非常符合智慧城市各领域的业务发展需求，目前已在支付清算、信贷融资、金融交易、证券、保险、租赁、房地产等细分领域开始落地应用。总的来看，区块链已在构建可信智慧城市方面发挥了一定作用。将AI技术融入面向智慧城市应用的公有链、联盟链/BaaS及跨链连接与协作，形成城市智能化区块链应用体系，并在此基础上更新、完善、优化智慧城市的征信机制与信用系统,将非常有助于增强智慧城市的管理能力，对打造以信用为基石的智能可信城市（简称“智信城市”）起到关键性作用，形成更加健康、可持续的新型智慧城市新价值生态。

重点方向四：“AI+服务+城市”打造“智服城市”

现代服务业是适应现代人和现代城市发展的需求而产生和发展起来的具有高技术含量和高文化含量的服务业。现代服务业具有资源消耗少、环境污染少的优点，是地区综合竞争力和现代化水平的重要标志。主要包括以下四大类：基础服务（包括通信服务和信息服务），生产和市场服务（包括金融、物流、批发、电子商务、农业支撑服务以及中介和咨询等专业服务），个人消费服务（包括教育、医疗保健、住宿、餐饮、文化娱乐、旅游、房地产、商品零售等），公共服务（包括政府的公共管理服务、基础教育、公共卫生、医疗以及公益性信息服务等）。现代服务业具有“两新四高”的时代特征。一新：新服务领域——适应现代城市和现代产业的发展需求，突破了消费性服务业领域，形成了新的生产性服务业、智力（知识）型服务业和公共服务业的新领域。二新：新服务模式——现代服务业是通过服务功能换代和服务模式创新而产生新的服务业态。四高：高文化品位和高技术含量；高增值服务；高素质、高智力的人力资源结构；高感情体验、高精神享受的消费服务质量。现代服务业在发展过程中呈现出集群性特点，主要表现在行业集群和空间上的集群。未来，AI在以智慧城市为场景的现代服务业中具有巨大的应用潜力，也将会产生巨大的应用价值。

重点方向五：“AI+金融+城市”打造“智融城市”

AI与城市金融系统融合，可从绿色信贷、实业基金、证券基金、绿色债券、绿色贴息、绿色基金、绿色保险、绿色银行等方面入手，全面推进城市智慧金融体系建设；要建立城市智慧金融评估评价体系，从稳健性、杠杆效应、绿色效应、投资回报等多维视角综合考核发展绩效；要建立“智融城市”数据库、投资者网格、发展气象指数、风控体系、城市金融区块链等，支撑这一智慧城市重点分支方向的发展。“智融城市”在绿色实业金融方面市场容量巨大，政策保障充足，发展前景光明。目前，智慧城市碳金融交易体系和市场成为行业焦点，正在被来自金融、互联网、能源等领域的企业共同开发建设，不久的将来，基于AI技术的超级智能城市碳金融服务平台及系统将会出现。

重点方向六：“AI+安全+城市”打造“智安城市”

随着我国城市化进程明显加快，城市人口、产业及基础设施规模等不断扩大，城市运行系统日益复杂，安全风险不断增大。随着新型智慧城市建设的推进，城市安全基础薄弱、信息安全隐患突出、应急保障措施不足等弊端逐渐暴露出来，总体来看，目前我国城市的安全管理水平与现代化城市发展要求不适应、不协调的问题比较突出。近年来，一些城市相继发生重大生产安全事故、城市旱涝灾害事故、数据黑客攻击事件等，给群众生命财产安全、个人信息安全、城市居住安全等造成重大损失，暴露出城市安全监控和管理是当前智慧城市发展中的短板。采用基于AI的视频监控系统、防盗报警系统、安全数据挖掘分析系统、事故预测系统，能够有效防止安全事故的发生，为城市运行安全提供保障。“智安城市”的建设刻不容缓，将会得到持续推进。

重点方向七：“AI+共享+城市”打造“智享城市”

共享经济是以获得一定报酬为主要目的，基于陌生人且存在物品使用权暂时转移的一种新的经济模式。共享经济的本质是整合线下的闲散物品或服务者，让他们以较低的价格提供产品或服务。共享经济的发展过程是去中介化和再中介化的过程。去中介化：共享经济的出现，打破了劳动者对商业组织的依附，他们可以直接向最终用户提供服务或产品；再中介化：个体服务者虽然脱离商业组织，但为了更广泛的接触需求方，他们接入互联网的共享经济平台。在北京、上海、深圳、杭州等多个城市，继共享单车、共享汽车之后，共享充电宝、共享办公、共享酒店等共享经济新形态不断涌现，资本竞相涌入。仅以共享充电宝为例，短短40天时间就获得11笔融资，近35家机构介入，融资金额约12亿元人民币。共享经济涉及的领域和服务的对象都与城市发展密切相关，因此，未来借助AI技术提升共享经济的服务质量和品质，更好的落地到智慧城市细分应用场景，将有巨大发展空间。

重点方向八：“AI+文明+城市”打造“智文城市”

2015年，加强生态文明建设首度被写入国家“十三五”规划，是十个目标之一。生态文明建设将在未来经济社会发展中占据越发重要的地位。当前，中国经济发展步入新常态，实现经济发展与文化建设、人文关怀、环境保护相互协调融合尤为重要，国家正在积极探索绿色生态发展新路径。生态文明思想是习近平新时代中国特色社会主义思想的重要组成部分。为建设社会主义文化强国，增强国家文化软实力，实现中华民族伟大复兴的中国梦，中共中央办公厅、国务院办公厅于2017年1月25日发布了《关于实施中华优秀传统文化传承发展工程的意见》，对如何实施中华优秀传统文化传承发展工程做出了具体要求。随着生态文明和传统文化传承国家战略的推进，AI赋能的文明智慧城市（简称“智文城市”）将成为必然趋势，具有广阔发展空间。

人工智能推进城市智慧治理的三点建议

未来，伴随着城市智慧治理需求程度的加深、需求面的增大，人工智能在推进城市智慧治理方面将发挥更大的作用，特别是和大数据融合应用后，以城市海量数据智能驱动的智慧治理将成为主流的城市治理模式，也将打造出真正的城市“超脑”。在人工智能引擎应用的过程中，建议重视并深入探索以下三方面的理论与实践：

一是同步改进生产力与生产关系。即在注重城市生产力改进的同时，同步重视生产关系的改进，将新技术、新方法的引擎性作用与社会发展的协同诉求结合起来，开创以人工智能为“领头雁”的新技术体系与国家治理体系协同发展的新局面。

二是擅用新型信息基础设施（新基建为主）融合技术。由人工智能、大数据、云计算、5G等新一代信息技术构成的新型信息基础设施是一个相互关联、相互赋能、相互促进的有机整体，从解决实际问题的视角看，应该融合成一个整体来使用，单独利用某项技术已无法解决诸如城市治理这类综合性、复杂性、创新性问题，因此应大力发展新型信息基础设施的内部融合，增强技术的内聚性和耦合度，这样才能加速形成更加强大的智能引擎。

三是探索个性化智慧治理方案。依据各级各类城市的自身基础和特点，为城市发展量身打造个性化智慧治理方案，可以采用如下8种主要类型：资源导向型城市智慧治理、生态导向型城市智慧治理、贸易导向型城市智慧治理、旅游导向型城市智慧治理、工业导向型城市智慧治理、农业导向型城市智慧治理、文化导向型城市智慧治理、数字导向型城市智慧治理。