百度城市大脑白皮书

目录 引言1 第一章智慧城市发展的背景和趋势5 1.智慧城市发展现状6 2.智慧城市面临的挑战7 3.智慧城市发展的新机遇13 第二章百度城市大脑的愿景和内涵15 1.愿景——更懂城市，让城市更智慧16 2.内涵——“1+2+1”架构的智能新基建17 第三章百度城市大脑的三大优势21 1.数据优势——时空关联融合，全局实时感知22 2.技术优势——全栈AI能力，实现智能响应26 3.生态优势——开放生态合作，汇聚多方资源27 第四章百度城市大脑技术赋能的典型场景31 1.城市智能基础设施，提升治理科学化、精细化、智能化水平33 2.多维数据融合、精准高效研判、共建共治共享，建设平安城市36 3.主动防治、及早发现、科学调度，实现应急管理现代化39 4.实时感知、瞬时响应、智能决策，建设现代化智能交通体系42 5.全方位覆盖、全时段监管、高效治理，提升城市管理精细化水平47 第五章百度城市大脑驱动城市智能经济发展51 引言 在人类历史发展的长河中，每一次生产力变革在推进了社会发展的同时，也改变了社会关系和社会结构。在这一进程中，城市作为经济的重要载体，承载了人类物质和精神文明，是科技水平的集中体现。进入21世纪以来，互联网、大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术的发展引发新一轮科技革命，加速城市从信息化到智能化，进而到智慧化的发展跨越。 在即将进入第十四个五年规划期之际，随着政策环境不断优化、信息技术加速成熟、产业发展转型升级，智慧城市在“新基建”、“数据要素”、“人工智能”、“智能经济”等热点推动下，迎来发展重要机遇期。 百度围绕城市现代化治理体系需求，基于自身数据、技术和生态优势设计了由城市感知中台、城市数据中台、城市AI中台以及城市智能交互中台等组成的“1+2+1”的“百度城市大脑”架构，通过对城市全要素全状态的全景洞察，让城市更安全、更从容、更通畅、更宜居。 百度城市大脑是实现城市向智慧化飞跃的新动能，提升治理能力现代化的新抓手，盘活数据要素的新举措，带动产业创新发展的新基建。 1.实现城市向智慧化飞跃的新动能 习近平总书记强调，运用信息化让城市变得更“聪明”，从信息化到智能化再到智慧化，是建设智慧城市的必由之路。在建设新型智慧城市的背景下，城市治理也在朝着多元化治理、长效化运营、精细化服务的方向转型。基于百度城市大脑，实现时空框架下的多源数据融合、全栈AI的智能协同响应、城市级全面洞察，将实现智慧城市从智能化向智慧化的飞跃。 2.提升治理能力现代化的新抓手 “全周期管理”是实现城市治理现代化的金钥匙，这要求在社会治理过程中，实现全过程全时段、全覆盖全方位的管理，从而形成事前防范、事中控制、事后反思的全周期闭环。百度城市大脑通过在“时空一张图”中关联形成“块数据”，提供对人、地、物、事、组织、舆情的全要素、全状态的全景洞察，促进城市高效运行，降低城市发展内耗，提升城市治理能力的现代化水平。 3.盘活数据要素的新举措 数据生产要素属性的提升，关系着经济增长的长期动力，也关系着城市发展的未来。作为开放中立的平台，百度城市大脑将政府开放共享的数据与社会数据高效融合协同，为城市提供巨量异构数据的实时深度发现能力，实现城市域的知识管理，将有效提升数据要素的价值密度，为城市中以数据为代表的新兴资源和以人财物为代表的传统资源的高效流动提供新举措。 4.带动产业创新发展的新基建 未来十年，智能经济将成为中国经济的新标签。当前，危和机同生并存，我国经济发展面临新的挑战，同时也给我们加快科技发展、推动产业优化升级带来了新的机遇。通过政府与企业双方的协同运作，百度城市大脑作为“新基建”中的重要信息基础设施，将“智能”的理念功能内化至城市产业生态的方方面面，实现持续繁荣的智能经济发展。 本报告结合未来我国智慧城市发展重点，深入分析研究了我国智慧城市发展的背景和发展中的机遇，重点阐述了百度城市大脑的愿景和“1+2+1”核心技术平台，并对百度城市大脑在数据、技术和生态方面的优势以及典型实践案例进行了介绍，最后基于百度智慧城市实践对未来智慧城市建设的实施路径提出了几点思考。 第一章 智慧城市发展的背景和趋势 2020年3月，习近平总书记在视察时指出，运用信息化让城市变得更“聪明”，从信息化到智能化再到智慧化，是建设智慧城市的必由之路。 在从智能化向智慧化的发展过程中，智慧城市对数据和技术都提出了更多新的要求。新冠疫情的爆发，使得智慧城市当前面临的缺乏动态时空数据的高效支撑、缺乏智能的技术响应手段普惠赋能、缺乏与城市域内域外大数据的全方位协同的挑战更加凸显。 在政策、技术、产业等新机遇的促进下，实现城市级基于时空框架的多源数据融合、全栈AI的智能协同响应、巨量数据的知识管理和深度发现、信息全局洞察和产业开放生态，将成为推动智慧城市发展的重要驱动力。 1.智慧城市发展现状 城市治理是国家治理在市域范围的具体实施，是国家治理的重要基石。习近平总书记强调，城市治理是国家治理体系和治理能力现代化的重要内容。一流城市要有一流治理，要注重在科学化、精细化、智能化上下功夫。在建设新型智慧城市的背景下，城市治理也在朝着多元化治理、长效化运营、精细化服务的方向转型。 发展智慧城市与国家治理能力的提高和城市治理水平的提升密切相关。近几年，我国经济面临较大的下行压力，贸易摩擦给未来发展带来的不确定性，过去粗放的发展方式引发了资源过度消耗、公共服务不足、产业结构失衡、环境污染严重等一系列问题，以及近期突发的公共卫生安全危机，对城市可持续发展又提出了严峻挑战。为了提升国家治理水平，适应新的发展环境、条件、任务和要求，我国政府发布了系列规划和文件，大力推进智慧城市建设。 2015年12月，中央网信办、国家互联网信息办提出了“新型智慧城市”的概念。新型智慧城市的建设深化了城市数字空间建设，同时提出了基于数据共享的城市各业务领域的横向贯通，智慧城市框架逐步完善。2018年，中共中央、国务院批复了《河北雄安新区规划纲要》，雄安新区率先推进数字孪生城市建设。数字孪生城市在新型智慧城市建设的基础上，空间维度上逐步深化城市物理空间和数字空间的映射，同时推动与城市各业务领域的深度融合。 数字孪生城市的精准映射、模拟仿真、虚实交互、智能分析、智能预测、决策管控、安全可信等典型特性进一步推动了城市各领域创新发展。同时，数字孪生城市对智慧城市的落地实施提出了更多新的要求。在数据方面，数字孪生城市对物理城市的精准刻画要求城市采用物联网、互联网等更加多样的数据采集手段，实时性、精准性、更新频率等要求也大大提高，数据量更会爆炸式增长。在技术方面，巨量的数据使得数据处理的复杂度大为增加，同时，虚实交互、智能互动等全新应用也使得技术要素更加复杂，人工智能、5G、AR／VR、边缘计算等新技术的应用和集成创新已成为必然。 2.智慧城市面临的挑战 新冠肺炎疫情发生后，党中央高度重视，迅速部署，在广大医务工作者和后勤人员的努力中，国内的疫情形势逐渐向好，社会生产生活秩序逐步恢复。在整个“疫情战役”中，智慧城市也发挥了可圈可点的重要作用，但同时，我们也看到了智慧城市建设中的不足，值得我们深思和改进，更好地支持智慧城市未来的建设和城市的可持续发展。 挑战1：缺乏动态时空数据的高效支撑 2020年3月，习近平总书记在武汉考察疫情防控工作，主持召开电视电话会议并发 表重要讲话，提出要着力完善城市治理体系和城乡基层治理体系，树立“全周期管理”意识，努力探索超大城市现代化治理新路子。“全周期管理”是实现城市治理现代化的金钥匙，这要求在社会治理过程中，实现全过程全时段、全覆盖全方位的管理，从而形成事前防范、事中控制、事后反思的全周期闭环。 过去的智慧城市建设强调城市各领域的数字化建设，将城市中小到纸质文件、大到建筑楼宇的各种物理实体转化为数据，然而在这一转化进程中却并未完全扭转物理城市的“静态”搭建逻辑，据此形成的数据资产也难免同砖瓦一样变成“固定资产”。随着“数字孪生”不断推进城市“数字化疆土”的扩张，与指数级增长的数据量所对应的却不是城市治理效果的显著提升，反而是传统的大数据挖掘分析等手段越来越难以支撑对城市多源异构数据的处理。可以说在传统城市治理范式中，对绝大部分数据而言，存储即意味着在海量数据中的“沉没”，甚至成为覆盖在关键数据之上的“遮蔽物”。而对于治理需求的即时认知、即时处置，经由此次新冠疫情，逐渐从特事特需转向常态化，成为未来智慧城市中城市治理的基本要求。 “时空动态”数字城市将成为智慧城市不可或缺的基础保障。随着静态智慧城市建设在城市治理当中暴露的种种短板，未来智慧城市将更加注重城市数字空间在时间维度上的实时、持续、动态刻画，并实现智慧城市业务、空间两个维度在时间维度上的纵深关联，从而在时间维度上强化城市对当前业务领域、虚实空间的感知、统筹和响应能力，逐步建立以业务、空间和时间为基准的新一代智慧城市三维框架，推动建立即时感知、全时响应的“时空动态”智慧城市建设新范式。其中，基于统一时空基准的“时空动态”数字城市将实现物理实体在时空上的连续精准映射，所有的主体数据都将叠加统一的时空信息，从而为智慧城市治理提供数据保障和决策基础。 信息“时空一张图”，是“时空动态”数字城市的基础支撑。地图作为城市空间信息的集成基底，天然具备对城市数据进行融合贯通的优势，可以将各部门、各系统建设的“条数据” 集成、融合，在时空框架下将人、事、物等数据交叉、关联形成“块数据”，充分发挥数据资产的真正功效，提供时空洞察的能力。“时空一张图”将针对不同业务和应用场景，需汇聚不同的业务专用时空数据，并以图层形式在基础时空框架上进行叠加融合，从而实现对城市各领域运行情况的可视化感知。更重要的是，应重点针对缺乏动态时空数据支撑的治理痛点，以时间和空间维度为线索，通过人工智能算法，实现对不同城市领域的多源异构数据的深度关联、融合分析，并在统一的高精度底图中进行综合动态展示，同时允许执法者、管理者通过智能搜索直接获取城市中各领域所有关联信息，为城市治理的每一个环节提供具备高度时效性的动态数据支撑，实现治理需求的即时感知和即时响应。 挑战2：缺乏智能的技术响应手段 在以往城市建设中，城市治理以供给为导向，响应质量和效率长期滞后于现实需求。以群众和企业需求为导向的发展模式需要借助智能技术推动构建普惠化公共服务体系。在公共安全、应急管理、城市交通、城市管理等城市治理领域的日常工作中，也存在全天候全时段治理需求与有限人力间的矛盾，而这一矛盾并不是建立一个针对日常办公、数据展示的“智能”系统所能解决的，因此如何在城市层面通过新技术的快速部署，提升城市管理科学化、精细化、智能化水平，构建打破时空限制的全天候治理响应能力，已经成为摆在城市眼前不得不解决的重点问题。 以人工智能为代表的智能技术将成为智慧城市发展的关键驱动力。人工智能平台、大数据中心等通用化平台将为我国智慧城市建设提供需求载体与核心驱动力。以“新基建”为抓手，人工智能等新兴技术可以补足智慧城市在城市治理方面的短板，快速形成各种低成本、普惠化的智能应用，为民众带来福祉。人工智能、大数据、5G等技术的融合，将在公共安全、应急管理、城市交通、城市管理等领域构建即时治理全时响应的高效、低耗、创新的智能化社会治理体系。人工智能将对城市进行全要素、全方位、全链条的基础改造，新技术的市场化应用，推动城市产业结构优化升级，催生新产业、新业态、新模式，最终形成数字产业链和产业集群，进而实现对城市经济发展的放大、叠加、倍增效果，助力城市经济高质量发展。 人工智能作为未来智慧城市建设的重要工具，通过把包括芯片、终端、算法和机器学习平台、智能应用等在内全套方案投入智慧城市建设，将AI从单点式的技术形态完整的渗透到城市云平台、物联网终端、用户终端、协同平台等多个部署场景下，使得AI的能力能够被政府快速的调用、落地，降低服务成本的同时，通过机器天然具备的高效率、无间歇等特性，构建全天候全时段的响应能力。例如，面对城市的