城市大腦的起源、發展與未來趨勢是推動城市治理體系和治理能力現代化的必由之路，前景廣闊。背景下，城市大腦應運而生。到2021年3360域，提出自己的泛城市大腦建設計劃。2020年5到議事日程上課題。由于城市大腦目前沒有統一的建設規范和標準，很多企業和城市根據不同的理解和探索，按照不同的技術框架開展建設，有的從城市級人工智能中樞的角度，有的從城市交通、安防的角度，有的從城市生命體的角度，諸多發展中的問題也由此產生。AI3到展方式將會面臨困境甚至重新規劃的風險。21為什么會興起？它們的發展趨勢和規律是什么？城市大腦的有沒有更為科學的本獲得城市大腦未來發展的紅利。本文將針對這些問題進行深入探討。城市大腦產生的時代背景21世紀以來，前沿科技概念和技術出現了爆炸式增長，從Web2.0絡、物聯網、移動互聯網、大數據、工業4.0習、邊緣計算到谷歌大腦、百度大腦、阿里ET大腦、360EI社會大腦。這些新概念超過50以上，他們之間究竟是什么關系？從2150Facebook（見圖1）。

圖1互聯網大腦模型圖21科技方向：云計算對應中樞神經系統；物聯網對應感覺神經系統；工業4.0，機器人、智能駕駛、3D光纖技術對應神經纖維[5]；建筑大腦、電力大腦。360360ET大腦，華為依托通訊領域的優勢地位提出華為EI智能體。冶金大腦、建筑大腦、電力大腦、城市大腦、城市云腦等等。互聯網大腦的形成不但是城市大腦產生的技術基礎，同時它對對21世紀人類的社會結構、經濟形態、科技創新、哲學思考也都將產生重大而深遠的影響。城市大腦的起源與定義2009年1月，IBM公司首席執行官彭明盛首次提出“智慧地球”概念，由此延伸的智慧城市概念極大推動了世界各國城市的現代化進程[6]。IT產業的下一階段任務是將新一代IT技術充分運用IT技術充分運用到城市建設之中[7]。從軟硬件接口規范、網絡傳輸標準、數據交換標準等各個方面都無法統一.等問題。病，有的是被IT些地方的“智能城市”從規劃上就是錯的”[8]。合在一起，按照什么規律建設能讓城市變的更為智慧，IBM2018年，IBMIBM技類腦化的過程，從不成熟到逐步成熟，城市的智慧程度不斷提升。2015年1月，研究團隊在《基于互聯網大腦架構的智慧城市建設探討》一文提出城市大腦的概念和定義[9]：5G腦的智能支撐平臺。工作；5G斷。城市大腦定義中的城市云反射弧是通過多種城市神經元的組合形成的技術鏈射弧也包括感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經和效應器五個部分。目前產業界是如何理解和建設城市大腦2010ET360EIIBM沃森系統、達闥科技的機器人大腦等。年4越的步伐[10]。2021年，全國已經有近500個城市開始了城市大腦的建設或規劃[11]。模型的城市大腦定義外，還有如下7種對城市大腦的理解和定義[12]：調度的超級人工智能系統。體，為城市交通治理、公共安全、應急管理、網格防控、醫療衛生、環境保護、城市精細化管理等構建的一個人工智能中樞。全局的即時分析、指揮、調動、管理，最終實現對城市的精準分析、整體研判、協同指揮”。城市大腦是基于城市所產生的數據資源，實現數據互聯互通，對城市進行全的新模式。城市大腦是利用人工智能、大數據、物聯網等先進技術，為城市交通治理、臺，推動城市數字化管理。城市大腦是支撐未來城市可持續發展的全新基礎設施，核心是利用實時全量理模式突破、城市服務模式突破、城市產業發展突破。城市大腦就是基于城市生命體理念，以系統科學為指引，將散落在城市各個樞。通過對城市進行全域的即時分析、指揮、調動管理，從而實現對城市的精準分析、整體研判、協同指揮幫助管理城市。“531數字化基礎設施[13]。上海于2018年1月30（2018—2020年[14]。福州市2019年9月17可控的AI含義[15]。目前城市大腦建設的存在的問題作為一個新興的科技產業領域，不同企業、不同機構、不同研究者對如何理解城市大腦還存在不同觀點，這種分歧體現了城市大腦正處于新生萌芽狀的理論基礎和發展框架，才能形成最大共識，避免出現智慧城市建設中的亂市大腦還存在如下問題：對城市大腦的理解局限在城市范圍目前對城市大腦的理解還局限在城市范圍，沒有考慮到小到企業大腦、社區大腦、鄉鎮大腦、行業大腦、城市大腦，大到城市群區域大腦、省級大腦、國家大腦或世界神經系統之間關系和內在統一規律問題。事實上，21世紀以來世界范圍互聯網大腦架構的形成是上述諸多”大腦”得以出現的基礎，它們是在一個統一的框架下，在相同的原理支持下適應不同的場景。把城市大腦的理解局限在城市范圍，在未來城市內部和外部的一體化建設中，容易形成城市大腦的應用孤島、行業孤島和區域孤島。誤認為城市大腦只是城市的中樞神經目前對城市大腦的“大腦”理解有偏差，誤認為是城市的中樞神經，導致城市大腦的實際建設重心偏移，建設成本高企不下。基于互聯網大腦模型的城市大腦認為城市大腦的“大”與大數據的“大”含義相同。是結構和覆蓋范圍龐大的城市級類腦系統。各種前沿科技是作為腦結構中的各個神經系統聯合讓城市變得更智慧。而目前產業界對城市大腦的一種理解認為是城市的中樞神經，突出城市級人工智能系統對整個城市各領域信息的掌控和處理，這種理解產生的問題是，忽視城市神經元網絡和城市云反射弧是城市大腦建設的核心。通過能夠直面問題的城市云反射弧運轉起來，由此產生的硬件設備、軟件系目發展。沒有關注城市神經元統一標準的重要性（省家一級或世界一級完整的城市神經元網絡構建標準。城市神經元要對應的城市元素非常復雜，包括城市居民、城市管理者、城市服務人員、商業機構、政府機構、智能機器人、無人汽車、智能設備、攝像頭、傳感器、AI數據處理系統，AI安全系統等等。圍形成統一的城市問題解決機制。沒有注意到城市云反射弧的核心意義城市云反射弧機制是城市大腦基礎理論研究的產物，在理論預測中，它是城市大腦建設的真正核心，某種角度它比城市神經元網絡還要重要。多少問題和需求，就需要有多少條城市云反射弧。明確的確定和評估。城市神經元網絡的構建本質上也是為了支撐城市云反射弧的實現。幫助盡量多的城市云反射弧在同一個平臺上實現反射，實現線路、系統和設備的復用，并使得城市云反射弧伴隨城市神經元在世界范圍的標準化進程能夠平滑的向外擴張。城市大腦全球標準九個研究方向的提出過這三個特點的分析可以為建設城市大腦的標準建設提供理論支撐。圖2互聯網大腦的三個基礎特征1實現互聯網大腦類腦神經元網絡的構成與激活。2合控制時，必須保證人類智能擁有最高的權限。根據互聯網大腦模型的三個特征，2020年12腦全球標準研究報告》[16]，提出城市大腦全球標準的9下（3）。圖3城市大腦建設標準研究示意圖研究方向1（的解決。研究方向2個模塊組成。研究方向3四種類型。研究方向4北斗導航網格碼等方法作為標準的候選方案。研究方向5需要在中心化的驗證節點進行驗證，保證全球唯一性。研究方向6研究方向7標準可以采用中心化和去中心化結合的方式，這樣既能適應具有統一行政關系的場景，也能適應不同城市，不同國家行政主體互不隸屬時的場景。研究方向8對城市云反射弧機制進行分析。研究方向8AIBUG進行保護。科學建設城市大腦的方法與步驟探討城市大腦涉及到龐大數量的因素和技術，如何建設城市大腦，不同企業和城市提出了不同的建設重點，譬如以大數據為核心、以5G為核心、以超級計算為核心、以人工智能技術為核心等。我們認為一個科學的城市大腦建設方案應該具備以下10個特征：1構建基礎理論；2適應復雜場景3.突破地域限制；4消除信息孤島；5滿足民眾需求；6降低建設成本；7實現協同建設；8體現人機融合；9保持持續進化；10對人類協同發展形成支撐。題和每一個需求。這個技術鏈條就是在前文中提到的城市云反射弧機制。圖4城市大腦建設結構圖由此可以得出推論，在城市大腦的建設中城市云反射弧應該處于第一核心位置，而世界統一的城市神經元網絡處于第二核心位置，在此基礎上，可以形成1+N模式新一代城市大腦建設方案：1是世界統一的城市神經元網絡，負責連通人、物和程序，為城市云反射弧提供統一的運轉基礎；N是N條城市云反射弧，對應解決解決城市的問題，滿足城市各成員的需求。城市云反射弧的機制形成是拉動物聯網、云計算、大數據、人工智能、工業互聯網、邊緣計算、數字孿生等技術應用的關鍵動力。為了避免應用孤島，使得城市、國家乃至世界作為一個整體進行運轉，這就需要建設世界統一的城市神經元網絡將每一條城市云反射弧關聯起來。新一代城市大腦建設方案的最終目標是實現能夠為人類社會協同發展提供支撐的世界神經系統。基于上述城市大腦建設方案的新框架和新特征，可以進一步形成新一代城市大腦建設方案的九個關鍵步驟（見表1）。表1城市大腦建設的九個步驟步驟11.確定誰要建設城市大腦的問題步驟22.確定要解決城市的什么問題和需求是什么步驟33.確定每個問題和需求對應的城市云神經反射弧是什么步驟44.對不同方面對每條城市云神經反射弧進行評估步驟55.對城市云反射弧涉及到的重要城市神經元進行規劃步驟66.設計可實施的城市云反射弧方案并開始建設步驟77.對已建立的城市云反射弧進行質量評估和持續監控步驟88.通過云反射弧的共性發現該每個城市的建設重點步驟99.公開共享城市大腦建設信息，持續進化城市大腦涉及的管理和技術第一個步驟：確定誰是城市大腦的負責主體，這個步驟首先是確定要實施城市大腦的負責主體是誰，這個城市大腦負責主體將負責選擇和確定城市大腦的建設企業；負責提出建設城市大腦要解決哪些問題。負責監督城市大腦運行的安全、穩定性和連續性。城市大腦作為互聯網大腦架構的一部分，根據其覆蓋和管理的范圍大小，又可以變形成不同尺度的“大腦系統”，確定誰是城市大腦的負責主體，可以明確負責主體根據管轄的范圍和職責對城市大腦進行規劃。第二個步驟，建設城市大腦要解決什么問題，如何排序？任何一項技術最終都是要為人類服務，城市大腦作為一個綜合各種前沿技術的復雜智能工程系統，在不同尺度解決城市各成員的問題，相對于之前的傳統的單一技術，城市大腦面臨的是異常復雜的應用場景，不但層級眾多，面臨的需求和問題數目將是一個天文數字。如何從海量的城市問題和需求中篩選出哪些需要城市大腦重點解決，將是城市大腦建設中非常重要的一步，作為一個影響廣泛的大工程系統，到底能夠解決什么關鍵重要問題，將是城市成員和決策部門評價建設城市大腦的基礎。第三個步驟每個待解決問題如何對應設計城市云反射弧方案？從解決城市問題，滿足城市各成員需求的角度。諸多前沿技術需要形成一個整體技術鏈條進行應對。在腦科學中，反射弧是各個神經系統聯合工作幫助生物應對世界帶來的挑戰，同樣在面對城市發展和民眾需求帶來的挑戰，城市大腦的建設也需要首先考慮如何將每個問題和需求與具體的城市云反射弧對應起來。可以按照神經科學的類感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經、效應器等五個部分對涉及到的技術、設備和人員進行分析，并形成初步的城市云反射弧方案。第四個步驟如何評估城市云反射弧初步方案？在設計城市大腦的云反射弧機制時，會面臨著諸多不確定性因素，例如當前的技術發展成熟度能不能滿足需求方的要求；建設云反射弧預估費用是否與城市預算匹配；在該條云反射建設和運行過程中會涉及到哪些法律問題，社會倫理問題等等，因此在完成第三個步驟后，城市大腦建設負責主體需要組織技術專家、法律專家、政府官員、大數據專家、管理專家、科技哲學家建立專家評審團，從技術成熟度、建設成本、法律許可、數據支撐度、方案合理性、潛在危險性等多個角度對城市云反射弧進行評估和打分，形成的評估結果供城市大腦建設的決策者參考使用。第五個步驟如何規劃城市云反射弧涉及到的重要城市神經元？在對城市云反射弧進行評估后，需要對這條城市云反射弧所涉及到的人、智能設備、智能系統如何形成城市神經元進行規劃。包括預估涉及人，智能設備，智能系統的數量，有哪些人，智能設備，智能系統在這條城市云反射弧中是重要城市神經間、城市間、國家間的互聯互通、協同工作。第六個步驟設計可實施的城市云反射弧方案并開始建設。在經過上述5個步驟的準備后，包括城市大腦負責主體的確定，城市問題和需求的提出，對應城市云反射弧的初步設計，對應城市云反射弧的神經元標準設定，對應城市云反射弧初步方案的綜合評估等。確定建設該城市云反射弧或若干云反射弧后。參與規劃和設計的建設方可以在城市云反射弧的初步設計方案基礎上完成可實施的城市大腦云反射弧建設方案，并開始實施。第七個步驟如何對已建立的城市云反射弧進行質量評估和持續監控？在城市云反射弧建設完成后，可以從項目完成時間，項目建設成本，該條云反射的反射時間和反射弧運行質量是否符合規劃等方面進行綜合檢查，對于已建成開始運轉的城市云反射弧建議需要從每一條城市云反射弧的負責人、災備方案、運行狀態等方面持續評估和監控。城市大腦的需求方建立管控中心，運營中心，應以能有效監督每一條城市云反射弧的運行是否正常作為建設的中心。第八個步驟如何通過云反射弧的共性發現每個城市的建設重點？根據不同城市的特點，在云反射弧的拉動下，動態確定建設重點。由于每個城市經濟狀況、自然狀況、居民狀況都不盡相同，城市大腦要解決的問題也就不可能一樣。對應建立的成千上萬的城市云反射弧開始規劃時，通過聚合效應產生的城市大腦各神經系統建設重心也會出現巨大差異。例如對數據傳輸的數量和質量比較高，這個城市的神經纖維將特別發達，對5G，光纖，衛星通訊等技術需求大；如果需要有大量的AI技術和管理人員協同做決策，那么這個城市的中樞神經發達，運營和管理中心需要重點發展。第九個步驟，如何實現城市大腦建設的信息公開共享，技術持續進化？一個城市的城市大腦建設首先是為城市所有成員服務，滿足他們的各種需求。因此城市大腦建設確定要解決的問題列表、實現技術方案和建設成本應該向社會公布（法律法規要求保密的除外），享，可以極大的推動世界范圍城市大腦的快速發展。城市大腦的未來發展趨勢50年來IT相關的智能產業有三次重要的標準制定機遇，第一次發生在在互聯網產生之初，大部分聯網的計算機相互之間并不兼容。在一臺計算機上完成的工作，很難拿到另一臺計算機上去用。1974年，美國科學家卡恩與瑟夫共同開發了TCP/IP協議[17]，這個協議為每一臺運行在互聯網的設備制定了訪問地址，同時為不同的計算機，甚至不同類型的網絡間傳送信息包制定了統一的標準。所有連接在網絡上的計算機，只要各自遵照這兩個協議，都能夠進行通信和交互。TCP/IP的產生也為21世紀之后傳感器、機器人、無人機、智能汽車等智能設備平滑、無障礙地進入互聯網奠定了基礎，為物聯網、邊緣計算、云機器人、工業互聯網特別是城市大腦的建設提供了技術保障。第二次發生在互聯網誕生20年后，互聯網已成長為世界科技信息共享的巨大網絡，但由于技術架構的問題，互聯網的信息像被鎖在一個個箱子里一樣，獲取時需要密碼和鑰匙，箱子之間的信息也無法相互獲得。1989年，在歐洲核物理實驗室工作的物理學家伯納斯-李選擇了超文本鏈接標示語言（HTML）作為實現互聯網信息共享的鑰匙[18]。當互聯網信息用互相鏈接的超文本格式編寫時，就可以與其他服務器的信息進行相互引用和共享。