城市大腦是基于云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)，打通橫向各部門、縱向各層級(jí)的業(yè)務(wù)壁壘，充分推動(dòng)城市數(shù)據(jù)資源共享、集約整合、高效開發(fā)、全面賦能，支撐城市運(yùn)行生命體征感知、公共資源優(yōu)化配置、重大事件預(yù)測(cè)預(yù)警、宏觀決策指揮的新型基礎(chǔ)設(shè)施。城市是復(fù)雜的巨系統(tǒng)，各種要素在此聚集，各種思想觀念在此碰撞，城市運(yùn)行環(huán)境日趨復(fù)雜，推動(dòng)城市公共安全治理體系和治理能力現(xiàn)代化正成為城市治理領(lǐng)域的關(guān)鍵問題。本文擬探討城市大腦賦能城市公共安全的建設(shè)背景及核心應(yīng)用，以深化對(duì)城市大腦的認(rèn)識(shí)和理解。

一、城市大腦賦能城市公共安全的建設(shè)背景

《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》（以下簡(jiǎn)稱《綱要》）中明確提出，以數(shù)字化助推城鄉(xiāng)發(fā)展和治理模式創(chuàng)新，全面提高運(yùn)行效率和宜居度；分級(jí)分類推進(jìn)新型智慧城市建設(shè)；完善城市信息模型平臺(tái)和運(yùn)行管理服務(wù)平臺(tái)，構(gòu)建城市數(shù)據(jù)資源體系，推進(jìn)城市數(shù)據(jù)大腦建設(shè)。《綱要》突出體現(xiàn)了城市數(shù)字化新階段的新特點(diǎn)，開辟了智慧城市建設(shè)和城市公共安全治理的新篇章。習(xí)近平總書記指出，推進(jìn)國(guó)家治理體系和治理能力現(xiàn)代化，必須抓好城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化。智慧城市不僅事關(guān)城市公共安全和社會(huì)穩(wěn)定，也直接關(guān)系到城市治理效能和核心競(jìng)爭(zhēng)力的提升。二十多年來，我國(guó)城市信息化的發(fā)展經(jīng)歷了數(shù)字城市、智慧城市、新型智慧城市三個(gè)階段。2020年3月，習(xí)近平總書記參觀杭州城市大腦運(yùn)營(yíng)指揮中心時(shí)指出，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、人工智能等前沿技術(shù)推動(dòng)城市管理手段、管理模式、管理理念創(chuàng)新，從數(shù)字化到智能化再到智慧化，讓城市更聰明一些、更智慧一些，是推動(dòng)城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化的必由之路，前景廣闊。目前，國(guó)內(nèi)城市在前期數(shù)字化建設(shè)的基礎(chǔ)上，逐漸凝聚共識(shí)，形成了智慧城市建設(shè)發(fā)展的新方向——城市大腦。城市大腦作為新理念、新目標(biāo)、新技術(shù)、新應(yīng)用和新模式，正在發(fā)揮引領(lǐng)新型智慧城市建設(shè)的作用。城市大腦全面盤活城市數(shù)據(jù)資產(chǎn)，激發(fā)數(shù)據(jù)要素活力，從而全面賦能城市治理現(xiàn)代化。目前，全國(guó)已有500多個(gè)城市宣布啟動(dòng)“城市大腦”建設(shè)計(jì)劃，已成為當(dāng)前新型智慧城市建設(shè)的熱點(diǎn)。城市大腦建設(shè)將有力推動(dòng)國(guó)內(nèi)智慧城市建設(shè)進(jìn)入新的發(fā)展階段，持續(xù)賦能城市公共安全，進(jìn)一步推進(jìn)城市公共安全治理體系和治理能力的提升。

城市大腦基于其擁有的多維城市信息模型（CIM）和其他各類城市信息數(shù)據(jù)，在城市智慧空間治理中通過耦合城市“天、地、人、房、物、事”，借助態(tài)勢(shì)分析、情景分析、智能決策、仿真分析等技術(shù)手段，利用業(yè)務(wù)模型、計(jì)算模型、算力模型等，識(shí)別診斷城市公共安全面臨的問題，并分析與優(yōu)化解決問題的多種途徑，為城市公共安全提供科學(xué)合理的決策支持。城市大腦在支撐城市各行業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，推動(dòng)城市公共安全協(xié)同聯(lián)動(dòng)和跨部門跨領(lǐng)域的超級(jí)場(chǎng)景應(yīng)用，構(gòu)建城市公共安全業(yè)務(wù)場(chǎng)景應(yīng)用服務(wù)模式。

二、城市大腦賦能城市公共安全的核心應(yīng)用

城市大腦賦能城市公共安全核心應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面。

（一）公共安全多規(guī)融合

公共安全治理模式目前正從應(yīng)急救援向事前預(yù)防轉(zhuǎn)型。在公共安全治理事前預(yù)防模式中，“多規(guī)融合”起著關(guān)鍵作用。城市大腦可以有效整合所有與城市公共安全相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，包括城市基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)、城市規(guī)劃數(shù)據(jù)、城市地下空間數(shù)據(jù)等，并與城市CIM、地理信息系統(tǒng)（GIS）等數(shù)據(jù)信息模型實(shí)現(xiàn)合并疊加，融合呈現(xiàn)，形成城市公共安全規(guī)劃管控的“時(shí)空一張圖”。城市“時(shí)空一張圖”具有實(shí)時(shí)性、有效性、交互性的特點(diǎn)，通過在“時(shí)空一張圖”上匯聚空間規(guī)劃數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、政務(wù)專題數(shù)據(jù)、智能感知數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)在線數(shù)據(jù)、“多測(cè)合一”數(shù)據(jù)等，實(shí)時(shí)掌控與城市公共安全密切相關(guān)的城市設(shè)施布局、人口分布密度、安全設(shè)施布局、交通流量控制、應(yīng)急救援力量等城市運(yùn)行信息，掌握城市環(huán)境檢測(cè)、空氣流動(dòng)、溫度變化等現(xiàn)場(chǎng)基本信息，就可以根據(jù)全息全量城市各類數(shù)據(jù)構(gòu)建各類參數(shù)化模擬仿真模型，實(shí)時(shí)演練城市地貌、安全控規(guī)，進(jìn)行應(yīng)急演練，對(duì)城市各種公共安全規(guī)劃方案及可能結(jié)果進(jìn)行可視化演示，進(jìn)行方案比選優(yōu)化，支撐城市公共安全決策。

（二）安全風(fēng)險(xiǎn)一圖管控

城市大腦作為城市數(shù)據(jù)引擎，具備感能、視能、圖能、數(shù)能、算能和管能。其中，“感能”即能夠接入各種公共安全場(chǎng)景的感知裝置；“視能”即遠(yuǎn)程監(jiān)控、攝像裝置以及帶有攝像頭的機(jī)動(dòng)設(shè)施；“圖能”即遙感技術(shù)（RS）、GIS、全球定位系統(tǒng)（GPS）、CIM、建筑信息模型（BIM）等城市信息模型；“數(shù)能”即政府、企業(yè)、社會(huì)等可以共享利用的大數(shù)據(jù)；“算能”即云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算、邊緣計(jì)算以及異構(gòu)計(jì)算等算法能力；“管能”即各種城市管理體系和能力，包括各種應(yīng)急救援、治安巡查、城域巡查、城管執(zhí)法，以及網(wǎng)格管理、無人機(jī)警備、無人車巡查等。擁有上述能力的城市大腦能夠主動(dòng)快速發(fā)現(xiàn)城市運(yùn)行中出現(xiàn)的各種公共安全隱患，甚至能對(duì)可能出現(xiàn)的突發(fā)情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，并給出警示。在城市大腦的覆蓋范圍內(nèi)，社區(qū)可看作神經(jīng)元，各種城市設(shè)施，如窨井蓋、垃圾箱、積水點(diǎn)以及消防感應(yīng)器等，都安裝了聯(lián)網(wǎng)的感知裝置，變?yōu)橹悄茉O(shè)備；城市中到處可見的攝像頭，也不再是一個(gè)個(gè)“數(shù)據(jù)孤島”，而是被整合共享，連成網(wǎng)絡(luò)，為城域物聯(lián)感知平臺(tái)提供隨時(shí)隨地的視頻影像信息；空中的無人機(jī)、街上的無人車也會(huì)源源不斷地把現(xiàn)場(chǎng)的影像資料上傳到數(shù)據(jù)服務(wù)器，同時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)巡查，協(xié)助處置各種突發(fā)事件。城市大腦根據(jù)各種城市感知設(shè)備匯集過來的大量數(shù)據(jù)，啟動(dòng)算能和管能，觸發(fā)事件處置機(jī)制。今后城市大腦更為重要的功能是對(duì)公共安全事件進(jìn)行分析預(yù)警，幫助決策者制訂預(yù)案，對(duì)可能出現(xiàn)的公共安全事件進(jìn)行預(yù)防，杜絕有可能出現(xiàn)的城市公共安全風(fēng)險(xiǎn)。

（三）項(xiàng)目安全全程可視

數(shù)字孿生技術(shù)可以在虛擬世界中動(dòng)態(tài)模擬仿真現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體對(duì)象，然后通過數(shù)字化手段對(duì)實(shí)體對(duì)象進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真、監(jiān)測(cè)、分析和控制。數(shù)字孿生技術(shù)在項(xiàng)目的全過程安全可視化管理中發(fā)揮著重要作用。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，可以利用數(shù)字孿生技術(shù)在BIM虛擬設(shè)計(jì)過程中虛擬設(shè)計(jì)方案，在系統(tǒng)中推演設(shè)計(jì)方案的安全問題以及與周邊環(huán)境的影響關(guān)系，發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目安全缺陷。在施工階段，可以利用數(shù)字孿生技術(shù)模擬施工方案和計(jì)劃，制訂項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃表，進(jìn)行設(shè)計(jì)變更、施工變更，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)變更后的統(tǒng)計(jì)量、施工量、材料量，判斷變更對(duì)施工工期、人工需求的影響，及時(shí)進(jìn)行預(yù)測(cè)和調(diào)整，避免工期延誤。通過遠(yuǎn)程診斷、虛擬仿真，能夠發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目可能存在的施工風(fēng)險(xiǎn)，全面管控施工過程中的安全問題。在運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段，可以利用設(shè)計(jì)、施工過程中生成的建筑信息模型進(jìn)行建筑物安全的智能分析，利用建筑物中各類智能監(jiān)控設(shè)備、傳感器等實(shí)時(shí)采集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、構(gòu)件壓力數(shù)據(jù)、異常報(bào)警數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等建筑環(huán)境數(shù)據(jù)，開展建筑物、構(gòu)筑物壽命、設(shè)備健康情況監(jiān)測(cè)，對(duì)其安全風(fēng)險(xiǎn)問題進(jìn)行預(yù)警。同時(shí)還可以與利益相關(guān)者有效共享建筑物動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，幫助其做出有效的管理決策，在運(yùn)營(yíng)維護(hù)中增強(qiáng)態(tài)勢(shì)感知能力，預(yù)測(cè)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)行為，加強(qiáng)資產(chǎn)完整性管理與監(jiān)控，延長(zhǎng)資產(chǎn)壽命，啟動(dòng)高級(jí)風(fēng)險(xiǎn)管理，降低運(yùn)營(yíng)成本。

（四）城市運(yùn)行“一網(wǎng)統(tǒng)管”

城市大腦以云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿技術(shù)為支撐，匯聚共享城市全域全量數(shù)據(jù)資源，整合城市各類管理服務(wù)信息系統(tǒng)，構(gòu)建城市運(yùn)管服平臺(tái)“一張網(wǎng)”，加強(qiáng)對(duì)城市運(yùn)行管理服務(wù)狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)分析、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、指揮監(jiān)督和綜合評(píng)價(jià)。城市大腦針對(duì)車輛超限、超載、超速，部件缺損，高空拋物，校園暴力，電線斷損等城市安全風(fēng)險(xiǎn)事件，利用網(wǎng)絡(luò)攝像頭進(jìn)行智能識(shí)別，遠(yuǎn)程智能立案、派發(fā)、審核，實(shí)施研判處理和緊急干預(yù)，保障市民安全。針對(duì)違章停車、跨門經(jīng)營(yíng)、無證游商、暴露垃圾、亂堆亂放、渣土傾倒等城市違章行為，可通過智能監(jiān)控引擎提托智慧城管平臺(tái)遠(yuǎn)程執(zhí)法，縮短案件處置時(shí)間和處理流程，節(jié)省城管人力投入，提升城市管理的智能化水平，維持城市公共秩序。城市大腦還可利用“空天地”全方位立體部署的物聯(lián)感知設(shè)施為各類城市基礎(chǔ)設(shè)施、城市部件甚至是動(dòng)植物生命體等賦能，根據(jù)城市部件數(shù)字編碼標(biāo)識(shí)體系編制“數(shù)字賬簿”，為每一個(gè)城市部件賦予“數(shù)字身份證”，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市部件的智能感知故障發(fā)現(xiàn)，通過精準(zhǔn)定位和遠(yuǎn)程處置，及時(shí)處理城市部件問題。此外，還可通過“城市畫像”聚合城市全要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，精準(zhǔn)掌握城市運(yùn)行動(dòng)態(tài)，進(jìn)行人和車輛軌跡追蹤，對(duì)城市重點(diǎn)區(qū)域和設(shè)施，如渣土車等進(jìn)行安全監(jiān)控，掌控城市公共領(lǐng)域和重點(diǎn)場(chǎng)館，如地鐵站、機(jī)場(chǎng)、高鐵站、交通樞紐、熱門景點(diǎn)、體育館等公共安全事件多發(fā)場(chǎng)地的運(yùn)行狀態(tài)，全景展現(xiàn)城市實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)防公共安全事件，保障城市公共安全。城市大腦利用其信息匯集、運(yùn)行監(jiān)控、監(jiān)管指揮、協(xié)同聯(lián)動(dòng)等基本功能，通過共享、整合、優(yōu)化、拓展、提升等手段，打造集常態(tài)運(yùn)行與應(yīng)急管理于一體的城市運(yùn)行“一網(wǎng)統(tǒng)管綜合平臺(tái)”。建立“問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)—自動(dòng)流轉(zhuǎn)—高效處置—監(jiān)督評(píng)價(jià)”閉環(huán)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)城市運(yùn)行安全治理全區(qū)域覆蓋、全天候運(yùn)行和全過程閉環(huán)，提高城市安全治理體系和治理能力現(xiàn)代化水平。

（五）公共安全一屏掌控

城市大腦通過數(shù)據(jù)歸集、預(yù)警監(jiān)測(cè)、指揮響應(yīng)全流程閉環(huán)管理的綜合智慧監(jiān)管體系，構(gòu)建城市公共治安防控圈。通過打通業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流，有序調(diào)配分解目標(biāo)任務(wù)，形成系統(tǒng)綜合、部門合作、職責(zé)明晰、聯(lián)動(dòng)高效的工作體系。按照“風(fēng)險(xiǎn)隱患一屏管控、交辦督辦一屏協(xié)同、提示預(yù)警一屏直達(dá)、應(yīng)急救援一屏處置、安全態(tài)勢(shì)一屏掌控”的要求，建設(shè)智慧安全綜合監(jiān)管體系。城市大腦支持集成GIS、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、各部門業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，對(duì)重點(diǎn)安保區(qū)域、重要單位、安保資源、交通態(tài)勢(shì)、重點(diǎn)人員、警情事件等要素進(jìn)行可視化監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全域范圍內(nèi)“人、車、地、事、物”的全面監(jiān)控。城市大腦采用AI和大數(shù)據(jù)技術(shù)，利用散布在城市中的大量監(jiān)控?cái)z像頭等設(shè)備產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)重點(diǎn)區(qū)域、場(chǎng)館、出入口等監(jiān)控點(diǎn)位的人員和車輛數(shù)據(jù)進(jìn)行全覆蓋、全方位分析與整合，按照一臉一檔、一車一檔、標(biāo)簽庫等形成的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和智能影像數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)“人過留像，車過留牌、留特征、留軌跡”，這樣一旦城市治安防控中出現(xiàn)問題，就可實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)與高效協(xié)同，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市的精準(zhǔn)分析研判和協(xié)同指揮處置。例如，當(dāng)發(fā)生幼童、老人走失事件時(shí)，可通過系統(tǒng)調(diào)動(dòng)事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)及其周邊視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，分析人員軌跡，查找走失人員線索。城市大腦支持對(duì)攝像頭、卡口、警用設(shè)備、消防設(shè)施等各類城市安全設(shè)施的數(shù)量、空間位置分布、實(shí)時(shí)狀態(tài)等信息的全面監(jiān)測(cè)和可視化管理，提升了安全保障效能。例如，開展渣土車治理時(shí)，能夠?qū)κ┕すさ?、運(yùn)輸車輛及消納場(chǎng)實(shí)施全過程監(jiān)管，對(duì)監(jiān)管區(qū)域內(nèi)渣土車運(yùn)行實(shí)時(shí)感知、實(shí)時(shí)預(yù)警、實(shí)時(shí)取證，實(shí)現(xiàn)“事前可預(yù)警、事發(fā)可干預(yù)、事中可控制、事后可倒查”，有效提高了對(duì)渣土運(yùn)輸車輛脫離系統(tǒng)監(jiān)控、違規(guī)運(yùn)輸、違規(guī)傾倒等問題的監(jiān)管能力，守護(hù)城市美好和安全。

（六）應(yīng)急指揮一鍵調(diào)度

當(dāng)城市處于應(yīng)急狀態(tài)時(shí)，城市大腦發(fā)揮應(yīng)急指揮中心功能，通過整合GIS、CIM、視頻監(jiān)控等各類信息，利用虛擬現(xiàn)實(shí)和模擬仿真技術(shù)，快速研判應(yīng)急安全事件現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，輔助相關(guān)部門開展災(zāi)情分析和災(zāi)情決策。針對(duì)重大公共安全事件、突發(fā)公共衛(wèi)生事件、自然災(zāi)害等緊急突發(fā)事件，通過“領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙”為決策者提供實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程支持，對(duì)重大事件現(xiàn)場(chǎng)和重點(diǎn)人員進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、跟蹤、預(yù)警，統(tǒng)一部署、統(tǒng)一指揮，支持跨層級(jí)、跨部門的全域資源快速調(diào)動(dòng)，有效應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，打造極端條件應(yīng)急救援“領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙”。城市大腦還可基于空間地理坐標(biāo)對(duì)可用應(yīng)急資源進(jìn)行查詢，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急資源可視化調(diào)度；通過模擬仿真技術(shù)，虛擬應(yīng)急事件處置流程，開展應(yīng)急資源準(zhǔn)備評(píng)估，進(jìn)行壓力測(cè)試，為決策提供科學(xué)輔助；支持對(duì)救護(hù)車、消防車、工程救險(xiǎn)車等重點(diǎn)車輛的運(yùn)行位置、運(yùn)行速度、運(yùn)行路線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，智能調(diào)度車載和沿途監(jiān)控視頻，對(duì)車輛安全狀態(tài)、干擾車輛通行等異常情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并綜合沿線交通路況信息進(jìn)行可視化分析研判，以便管理部門及時(shí)采取執(zhí)法調(diào)度、信號(hào)燈調(diào)控、交通分流等措施，為重點(diǎn)車輛通行安全保障提供有力支持。

三、結(jié)語

截至2023年，我國(guó)的城鎮(zhèn)化率已經(jīng)達(dá)到了66.2%，與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距進(jìn)一步縮小，城市發(fā)展進(jìn)入城市更新的重要時(shí)期。智慧城市建設(shè)是推動(dòng)城市高質(zhì)量發(fā)展的重要手段，城市大腦成為智慧城市高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手。由于城市治理的復(fù)雜性和服務(wù)需求的多元化，城市大腦面臨業(yè)務(wù)難協(xié)同、邊界不清晰、資源難匯聚、模式不完善、安全難保障等問題與挑戰(zhàn)。城市大腦也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，隨著城市發(fā)展而推動(dòng)自身不斷成長(zhǎng)。城市大腦具備自我學(xué)習(xí)、自我修正、自我演進(jìn)、自我生長(zhǎng)的特質(zhì)。城市大腦的建設(shè)不是一蹴而就的，而是一項(xiàng)長(zhǎng)期持續(xù)、動(dòng)態(tài)演進(jìn)的過程。面向未來，需要進(jìn)一步完善城市大腦建設(shè)，以更好地推動(dòng)城市公共安全治理體系和治理能力現(xiàn)代化。

參考文獻(xiàn)

[1]胡堅(jiān)波．關(guān)于城市大腦未來形態(tài)的思考[J].人民論壇·學(xué)術(shù)前沿，2021（9）：50-57．

[2]傅榮校．智慧城市的概念框架與推進(jìn)路徑[J]．求索，2019（5）：153-162．

[3]黨安榮．新型智慧城市建設(shè)應(yīng)圍繞三大核心[N]．中國(guó)自然資源報(bào)，2021-03-15．

[4]耿挺．“城市大腦”讓城市更智慧[N]．上?？萍紙?bào)，2019-04-03．

[5]葉林，彭顯耿．城市更新：基于空間治理范式的理論探討[J]．廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版），2022，58（4）：15-27.

[6]柳進(jìn)軍．城市大腦的邏輯模型[J]．人民論壇·學(xué)術(shù)前沿，2021（9）：26-34.

（責(zé)任編輯：鞠阿蓮）