智慧城市大脑 建设方案 “云-网-端”三大层次 端侧实现群智感知、可视可 控；网侧实现泛在高速、天 地一体；云测实现随需调度， 迭代学习 智能操控的城市大脑是重点 技术角度 形成虚实对应、相互映射、 协同交互的复杂巨系统， 实现孪生城市的“六化发展” 城市发展 基于多源数据融合的城市信 息模型是核心，城市全域部 署的智能设施和感知体系是 前提，支撑孪生城市高效运 行的智能专网是保障，实现 建设重点 当前，以物联网、大数据、人工智能等新技术为代表的数字浪潮席卷全球，物理世界和与之对应的数字世界正形成两大体系平行发展、 相互作用。数字世界为了服务物理世界而存在，物理世界因为数字世界变得高效有序，数字孪生技术应运而生，从制造业逐步延伸拓展至城 市空间，深刻影响着城市规划、建设与发展。 数字孪生因感知控制技术而起，因综合技术集成创新而兴。数字孪生城市是在城市累积数据从量变到质变，在感知建模、人工智能等信 息技术取得重大突破的背景下，建设新型智慧城市的一条新兴技术路径，是城市智能化、运营可持续化的前沿先进模式， 也是一个吸引高端 智力资源共同参与，从局部应用到全局优化，持续迭代更新的城市级创新平台。 前言 目录 Contents 城市大脑总体设计 Contents 目录 数字孪生城市前提——全域布局的智能设施 当前城市在感知业务领域，处于各自为政、条块分割、烟囱林立、信息孤岛的状态，数字孪生城市将针对不同的应用场 景，统筹感知体系建设，统一采集汇聚，实现城市动态数据整合与共享，形成全域覆盖、动静结合、三维立体的规范化、智 能化、全联接的感知布局，实现物理城市在数字城市的精准映射。 全域布局 智能设施空间布局 通过规模部署信息杆柱、智能网关和边缘计算节点，采集数据信息，支持各种近距离及远距离通信协议标准，统一汇聚处理后上 传统一物联网平台和城市大脑进行管理。空间维度上，可将感知载体和设施体系分为地上、地下、空中、水域感知体系进行布局. 针对不同感知载体和设施特点，传输方式上，可采用无线为主或有线为主两种方式进行布局。 标识体系和编码设计 面对海量的物联网设备，有必要建立设备的统一编码标识，规范物联网标识体系，是实现物联网各领域信息互联、产业提升的重 要前提条件。设备的统一编码标识IMSI，通过eSIM卡将IMSI与物联网设备绑定；城市级物联标识解析体系，实现不同标识之间 的互联互通。 物联设备连接管理平台 城市物联网连接适配和管理平台：适应多语言、多操作系统的不同终端设备的接入和数据通讯。 数字孪生城市支撑安全——高效运行的智能专网 为支撑数字孪生城市的高效运行，满足城市各类智能化运行场景需求，保障城市全域空间布局的智能化设施感知信息流 动，须建设地上地下全通达、有线无线全接入、万物互联全感知的城市智能专网，才能满足数字城市与物理城市虚实融合孪 生并行的运行模式需求。 提出网络新需求 综合接入、融合指挥、城市感知、专网专用、资源共享、物理隔离 接入智能专网 推进 5G 网络的大规模商用、推进有线网络万兆接入、 智能专网须全程全网支持 IPv6、智能专网应制定相应级别网域保护要求 网络延伸增强 一部分是政务外网及互联网的补充和延伸 另有部分是出于对政务外网或互联网在某些功能或特性方面的增强 数字孪生城市 运行中心 数字孪生城市 端侧物联数据采集 地上地下全通达、有线无线全接入、万物互联全感知 的城市智能专网 数字孪生城市重点——智能操控的城市大脑 数字孪生城市通过城市大脑，汇聚与交融不同来源的数据，如实记录呈现城市动态，尽可能预见到政策干预对各个子系 统的影响，充分考虑各种规避行为、时间延迟和信息损失等问题，将“自学习、自优化”功能融入城市管理过程之中，最终 达到增加城市系统整体福利的理想效果。 数字孪生城市重点——智能操控的城市大脑 （一）大脑凸显自主学习与集中调度 城市信息模型+多元数据集合 人工智能 互联网 云计算 物联网 大数据 基本能力 ? 数据涌动 ? 知识发现 ? 实施诊断 ? 智能辨识 ? 态势认知 ? 模拟仿真 ? 深度学习 ? 自我决策 ? …… 数字城市 物理城市 ? 数据处理 ? 资源调配 ? 应急处置 ? 策略制定 城市层面全局 统一调度和协 同，虚实互动， 数字世界仿真， 物理世界执行， 不断优化。 主要技术 数字孪生城市重点——智能操控的城市大脑 城市操作系统 （深度学习+运营指挥） 城市数据资产管理体系 （数据汇集+开放共享） 数字孪生城市模型 （全域感知+虚实交互） 城市大脑 深度学习能力 资源要素 数字孪生载体 （二）一体三翼构建数字孪生城市大脑 三、人工智能模型 一、全域多元数据 ? 城市语义信息：城市要 素的几何属性、自然属 性、社会属性等 ? 政府部门掌握信息 ? 城市运行产生数据 二、城市信息模型 ? 信息加载在城市信息模 型上 ? 形成全景视图和各领域 视图 ? 提供感知、认知推理、 执行、人机交互能力 ? 进行跨部门、跨领域、 跨区域即时数据处理 数据提供 决策依据 智能分析 量化指标 智能操控 反向控制 实时感知 虚实交互 汇聚整合 质量监控 有序治理 建设思路——平台层 17 城市安全运行小脑 交通小脑 环保小脑 平安小脑 政务小脑 教育小脑 医疗小脑 城市数据大脑 城市大数据平台 城市大脑由一个个可独立运行、思考的“小脑”组成，再将各个“小脑”的数据在“大脑”里进行整合、存储、交 换、共享，通过信息汇聚应用聚合，信息处理智能分析最终实现数据可视化人工智能的智慧管理智慧决策。 消防小脑 统一整合数据平台 数据存储平台 数据交换平台 数据共享服务平台 养老小脑 园区小脑 商业小脑 。。。