2020城市大脑全球标准研究报告摘要.pdf

1 2020 年 12 月 城 市 大 脑 全 球 标 准 研 究 报 告 （ 2020 摘 要 ） 城 市 大 脑 全 球 标 准 研 究 组 （ WWNS-R） 联 合 发 布 单 位 中 国 科 学 院 虚 拟 经 济 与 数 据 科 学 研 究 中 心 国 家 创 新 与 发 展 战 略 研 究 会 数 字 治 理 研 究 中 心 天 府 大 数 据 研 究 院 沃 民 高 科 超 级 智 能 研 究 院 支 持 单 位 中 国 科 学 院 大 学 网 络 经 济 与 知 识 管 理 研 究 中 心 、 中 国 管 理 科 学 学 会 、 中 国 城 市 发 展 研 究 会 、 南 京 财 经 大 学 创 新 创 业 学 院 、 百 度 科 技 与 社 会 研 究 中 心 、 中 科 大 脑 、 天 府 大 数 据 研 究 院 、 沃 民 高 科 超 级 智 能 研 究 院 、 丝 路 视 觉 、 远 望 智 库 、 万 润 集 团 、 声 智 科 技 、 商 汤 智 能 产 业 研 究 院 、 易 华 录 、 6G 联 盟 等 网 址 ： wwns-r Email: liufengwwns-r 全 文 下 载 申 请 地 址 ： 目 录 第 一 章 理 论 基 础 -互 联 网 大 脑 模 型 . 1.1 互 联 网 的 起 源 与 传 统 结 构 . 1.2 互 联 网 大 脑 模 型 的 提 出 . 1.3 互 联 网 大 脑 模 型 的 新 特 征 . 1.4 基 于 互 联 网 大 脑 模 型 的 前 沿 科 技 关 系 分 析 . 第 二 章 城 市 大 脑 的 起 源 与 定 义 . 2.1 城 市 大 脑 的 定 义 分 析 . 2.2 城 市 大 脑 中 的 “大 脑 ”含 义 . 2.3 城 市 大 脑 发 展 中 遇 到 的 问 题 . 2.4 城 市 大 脑 可 以 从 互 联 网 大 脑 模 型 中 继 承 什 么 特 征 ？ . 2.5 构 建 城 市 大 脑 全 球 标 准 的 九 个 研 究 方 向 . 第 二 章 城 市 大 脑 全 球 标 准 研 究 . 3.1 研 究 方 向 一 ： 如 何 构 建 城 市 大 脑 的 顶 层 标 准 . 3.2 研 究 方 向 二 ： 如 何 制 定 城 市 神 经 元 的 分 类 标 准 . 3.3 研 究 方 向 三 ： 如 何 制 定 城 市 神 经 元 的 功 能 和 结 构 标 准 . 3.4 研 究 方 向 四 ： 如 何 制 定 城 市 大 脑 的 权 限 关 系 标 准 . 3.5 研 究 方 向 五 ： 如 何 规 划 城 市 大 脑 的 总 体 技 术 框 架 标 准 . 3.6 研 究 方 向 六 ： 如 何 规 划 城 市 神 经 元 的 全 球 空 间 位 置 标 准 . 3.7 研 究 方 向 七 ： 如 何 规 划 城 市 神 经 元 的 世 界 统 一 编 码 标 准 . 3.8 研 究 方 向 八 ： 如 何 构 建 城 市 大 脑 云 反 射 弧 建 设 标 准 . 3.9 研 究 方 向 九 ： 如 何 构 建 城 市 大 脑 运 行 安 全 标 准 . 第 四 章 城 市 智 商 ： 城 市 大 脑 智 能 发 展 水 平 的 评 估 . 4.1 城 市 智 商 的 定 义 . 4.2 城 市 智 商 的 测 试 量 表 . 4.3 范 例 ： 上 海 城 市 智 商 . 第 五 章 城 市 大 脑 发 展 的 七 个 阶 段 分 析 . 5.1 第 一 阶 段 ， 城 市 大 脑 的 史 前 阶 段 （ 6000 年 前 -2009 年 ） . 5.2 第 二 阶 段 ， 城 市 大 脑 的 混 沌 阶 段 （ 2009 年 -2015 年 ） . 5.3 第 三 阶 段 城 市 大 脑 的 萌 芽 阶 段 （ 2015 年 -2021 年 ） . 5.4 第 四 阶 段 ， 城 市 大 脑 的 连 接 阶 段 （ 2021-2045） . 5.5 第 五 阶 段 ， 城 市 大 脑 的 分 权 阶 段 （ 2023 年 -2045 年 ） . 5.6 第 六 阶 段 城 市 大 脑 的 反 射 弧 阶 段 （ 2025-2045） . 5.7 第 七 阶 段 城 市 大 脑 的 世 界 脑 阶 段 （ 2045-） . 第 六 章 世 界 科 技 公 司 的 “大 脑 系 统 ” . 6.1 谷 歌 大 脑 . 6.2 讯 飞 超 脑 . 6.3 百 度 大 脑 . 6.4 阿 里 ET 大 脑 . 6.5 360 安 全 大 脑 . 6.6 腾 讯 超 级 大 脑 . 6.7 华 为 云 EI 智 能 体 . 6.8 腾 讯 WeCity 未 来 城 市 . 6.9 中 科 大 脑 . 6.10 达 闼 科 技 机 器 人 大 脑 . 6.11 明 略 集 团 “明 智 系 统 ” . 第 七 章 世 界 城 市 的 “城 市 大 脑 ”案 例 . 7.1 杭 州 城 市 大 脑 . 7.2 上 海 城 市 大 脑 . 7.3 北 京 海 淀 区 城 市 大 脑 . 7.4 加 拿 大 多 伦 多 谷 歌 超 级 智 慧 城 市 . 7.5 铜 陵 城 市 大 脑 （ 城 市 超 脑 ） . 7.6 福 州 城 市 大 脑 . 第 八 章 城 市 大 脑 相 关 产 业 划 分 与 典 型 企 业 . 8.1 类 脑 神 经 元 网 络 范 例 企 业 介 绍 . 8.2 视 觉 神 经 系 统 范 例 企 业 介 绍 . 8.3 听 觉 神 经 系 统 范 例 企 业 介 绍 . 8.4 躯 体 感 觉 神 经 系 统 范 例 企 业 介 绍 . 8.5 运 动 神 经 系 统 范 例 企 业 介 绍 . 8.6 神 经 纤 维 范 例 企 业 介 绍 . 8.7 中 枢 神 经 范 例 企 业 介 绍 . 8.8 神 经 反 射 弧 范 例 企 业 介 绍 . 8.9 可 视 化 空 间 构 建 范 例 企 业 介 绍 . 8.10 人 工 智 能 算 法 范 例 企 业 介 绍 . 8.11 群 体 智 能 范 例 企 业 介 绍 . 8.12 人 机 交 互 （ 互 联 网 入 口 ） 范 例 企 业 介 绍 . 8.13 安 全 防 护 范 例 企 业 介 绍 . 8.14 芯 片 范 例 企 业 介 绍 . 8.15 操 作 系 统 范 例 企 业 介 绍 . 8.16 记 忆 系 统 （ 大 数 据 存 储 与 处 理 ） 范 例 企 业 介 绍 . 8.17 超 算 与 大 规 模 计 算 范 例 企 业 介 绍 . 8.19 神 经 系 统 综 合 应 用 （ 系 统 集 成 ） . 第 九 章 城 市 大 脑 与 前 沿 科 技 的 关 系 . 9.1 二 十 一 世 纪 前 沿 科 技 关 系 图 . 9.2 社 交 网 络 ， 互 联 网 类 脑 神 经 元 网 络 . 9.3 云 计 算 ， 互 联 网 中 枢 神 经 . 9.4 光 纤 与 移 动 通 讯 ， 互 联 网 大 脑 神 经 纤 维 . 9.5 物 联 网 ， 互 联 网 大 脑 感 觉 神 经 系 统 . 9.6 工 业 4.0 和 工 业 互 联 网 ， 互 联 网 大 脑 运 动 神 经 系 统 . 9.7 大 数 据 ， 形 成 互 联 网 大 脑 的 智 能 基 础 . 9.8 人 工 智 能 ， 激 活 互 联 网 大 脑 的 运 转 . 9.9 边 缘 计 算 ， 互 联 网 大 脑 神 经 末 梢 的 发 育 . 9.10 数 字 孪 生 与 虚 拟 现 实 ， 构 建 互 联 网 大 脑 思 想 空 间 . 9.11 区 块 链 ， 一 个 古 老 神 经 系 统 结 构 的 反 抗 . 9.12 智 慧 社 会 、 混 合 智 能 、 和 云 反 射 弧 的 形 成 . 附 录 A 城 市 大 脑 全 球 标 准 研 究 报 告 （ 1.0） 的 19 个 核 心 观 点 . 5 前 言 2020 年 ， 在 5G、 大 数 据 、 人 工 智 能 、 区 块 链 和 新 基 建 等 一 轮 轮 科 技 浪 潮 的 推 动 下 ， “ 城 市 大 脑 ” 成 为 城 市 建 设 和 前 沿 科 技 领 域 的 新 热 点 。 应 该 说 城 市 大 脑 是 在 中 国 诞 生 的 原 创 科 技 成 果 。 2015 年 城 市 大 脑 基 于 互 联 网 大 脑 模 型 的 定 义 被 首 次 提 出 ， 2016 年 杭 州 首 次 在 世 界 上 开 始 了 城 市 大 脑 的 建 设 计 划 。 截 至 2020 年 6 月 ， 全 国 已 经 有 数 百 个 城 市 宣 布 建 设 城 市 大 脑 。 阿 里 、 华 为 、 百 度 、 腾 讯 、 科 大 讯 飞 、 中 科 大 脑 ， 360、 滴 滴 和 京 东 等 数 百 家 科 技 企 业 宣 布 进 军 城 市 大 脑 领 域 ， 相 继 提 出 了 自 己 的 “ 泛 城 市 大 脑 ” 技 术 规 划 。 在 2020 年 5 月 的 全 国 两 会 上 ， 多 位 代 表 提 出 应 该 将 构 建 城 市 大 脑 建 设 标 准 提 上 议 事 日 程 。 由 于 目 前 没 有 统 一 的 城 市 大 脑 建 设 规 范 和 标 准 ， 国 内 先 行 城 市 在 数 百 家 科 技 企 业 的 帮 助 下 根 据 各 自 的 理 解 和 探 索 ， 按 照 不 同 的 技 术 框 架 展 开 建 设 工 作 ： 有 的 从 城 市 级 人 工 智 能 中 枢 的 角 度 着 手 ， 有 的 从 城 市 交 通 与 安 防 的 角 度 启 动 ， 有 的 则 从 城 市 生 命 体 的 角 度 展 开 。 其 中 存 在 的 问 题 包 括 。 首 先 ， 城 市 各 领 域 的 人 、 机 器 、 AI 系 统 没 有 统 一 的 规 范 可 以 无 障 碍 的 连 接 到 城 市 大 脑 的 系 统 中 ， 还 存 在 部 门 孤 岛 ， 行 业 孤 岛 、 企 业 孤 岛 和 地 区 孤 岛 的 问 题 。 其 次 ， 城 市 的 各 种 需 求 不 能 在 同 一 个 平 台 上 统 一 解 决 。 再 次 ， 承 建 城 市 大 脑 的 科 技 企 业 之 间 无 法 形 成 协 同 效 应 ， 一 个 城 市 的 城 市 大 脑 建 设 工 作 往 往 被 企 业 巨 头 垄 断 ， 中 小 科 技 企 业 很 少 有 机 会 参 与 。 展 望 未 来 3 到 5 年 ， 当 不 同 城 市 、 不 同 国 家 需 要 实 现 城 市 大 脑 的 互 联 互 通 时 ， 当 前 城 市 大 脑 建 设 方 式 的 弊 端 将 会 凸 显 。 应 该 说 ， 城 市 大 脑 的 产 生 和 发 展 不 仅 仅 是 工 程 技 术 问 题 ， 更 是 基 础 科 学 研 究 问 题 。 21 世 纪 以 来 ， 前 沿 科 技 领 域 出 现 了 包 括 城 市 大 脑 6 在 内 的 大 量 新 概 念 和 新 技 术 。 那 么 ， 驱 动 这 些 新 概 念 和 新 科 技 发 展 的 背 后 规 律 是 什 么 ？ 这 也 是 城 市 大 脑 所 面 临 的 基 本 问 题 。 只 有 找 到 这 个 规 律 并 掌 握 它 ， 我 们 才 有 可 能 在 城 市 大 脑 的 未 来 建 设 过 程 中 以 最 小 试 错 成 本 获 得 最 大 红 利 。 科 学 院 刘 锋 、 石 勇 、 刘 颖 研 究 团 队 在 2007 年 发 现 ， 21 世 纪 前 沿 科 技 发 展 的 种 种 迹 象 表 明 ， 深 刻 影 响 人 类 发 展 的 互 联 网 正 在 逐 步 从 扁 平 的 网 状 结 构 向 立 体 的 类 脑 架 构 演 化 。 互 联 网 的 这 一 变 化 既 是 物 联 网 、 云 计 算 、 大 数 据 、 工 业 互 联 网 、 AI、 边 缘 计 算 、 数 字 孪 生 等 技 术 爆 发 的 原 因 ， 也 是 城 市 大 脑 、 谷 歌 大 脑 、 百 度 大 脑 、 讯 飞 超 脑 等 类 脑 巨 系 统 涌 现 的 根 源 。 2015 年 ， 刘 锋 研 究 团 队 在 论 文 中 首 次 提 出 城 市 大 脑 是 互 联 网 大 脑 架 构 与 智 慧 城 市 建 设 相 结 合 的 产 物 ， 是 城 市 级 的 “ 类 脑 复 杂 智 能 巨 系 统 ” 。 城 市 大 脑 的 作 用 是 提 高 城 市 的 运 行 效 率 ， 解 决 城 市 运 行 中 面 临 的 复 杂 问 题 ， 更 好 地 满 足 城 市 各 主 体 的 不 同 需 求 。 在 人 类 智 慧 和 机 器 智 能 的 共 同 参 与 下 ， 在 物 联 网 、 大 数 据 ， 人 工 智 能 ， 边 缘 计 算 ， 5G、 云 机 器 人 、 数 字 孪 生 等 前 沿 技 术 的 支 撑 下 ， “ 城 市 神 经 元 网 络 ” 和 “ 城 市 云 反 射 弧 ” 将 是 城 市 大 脑 建 设 的 重 点 。 在 此 基 础 上 ， 研 究 组 形 成 了 城 市 大 脑 全 球 标 准 的 九 个 研 究 方 向 ， 分 别 是 ： 城 市 大 脑 的 顶 层 建 设 规 范 、 整 体 技 术 架 构 、 云 反 射 弧 机 制 、 运 行 安 全 、 城 市 神 经 元 的 种 类 划 分 、 识 别 编 码 、 空 间 位 置 编 码 、 功 能 结 构 和 关 系 确 定 。 从 城 市 大 脑 的 起 源 和 发 展 来 看 ， 它 的 发 展 和 规 划 不 应 局 限 于 一 个 城 市 、 一 个 地 区 或 一 个 国 家 内 部 。 当 世 界 各 国 的 城 市 大 脑 走 向 成 熟 、 实 现 连 接 之 后 ， 世 界 范 围 的 城 市 大 脑 最 终 会 形 成 一 个 统 一 的 “ 世 界 神 经 系 统 ” 。 7 近 50 年 来 ， IT 相 关 智 能 产 业 有 三 次 重 要 的 标 准 制 定 机 遇 。 第 一 次 是 TCP/IP 协 议 的 制 定 ， 规 范 了 硬 件 设 备 之 间 的 通 信 活 动 ； 第 二 次 是 W3C 规 则 的 制 定 ， 规 范 了 互 联 网 上 信 息 展 示 与 数 据 传 输 活 动 ， 第 三 次 应 该 是 城 市 大 脑 到 世 界 神 经 系 统 规 则 制 定 （ WWNS-R） ， 将 在 应 用 层 规 范 人 、 物 和 系 统 的 交 互 与 协 同 。 应 该 说 ， 城 市 大 脑 全 球 标 准 研 究 将 推 动 城 市 建 设 和 智 能 产 业 的 深 入 发 展 ， 使 中 国 在 这 个 领 域 处 于 领 先 位 置 ， 更 为 重 要 的 是 这 项 研 究 希 望 构 建 一 个 全 球 统 一 的 类 脑 智 能 支 撑 平 台 ， 从 而 推 动 人 类 社 会 的 协 同 发 展 ， 最 终 为 构 筑 起 人 类 命 运 共 同 体 奠 定 技 术 基 础 。 8 城 市 大 脑 全 球 标 准 研 究 报 告 19 个 核 心 观 点 9 （ 1） 互 联 网 大 脑 的 形 成 与 21 世 纪 科 技 生 态 的 类 脑 化 经 过 50 多 年 的 发 展 ， 互 联 网 逐 步 从 网 状 结 构 演 化 为 类 脑 模 型 。 在 21 世 纪 ， 数 十 亿 人 类 群 体 智 慧 与 数 百 亿 机 器 智 能 将 通 过 互 联 网 大 脑 架 构 形 成 一 种 人 机 协 同 的 类 脑 复 杂 智 能 巨 系 统 。 互 联 网 的 这 一 巨 大 变 化 将 对 21 世 纪 科 技 生 态 产 生 重 大 影 响 。 包 括 物 联 网 、 云 计 算 、 大 数 据 、 边 缘 计 算 、 数 字 孪 生 、 工 业 互 联 网 、 城 市 大 脑 和 工 业 大 脑 在 内 的 许 多 前 沿 科 技 的 产 生 ， 都 与 互 联 网 大 脑 架 构 的 发 育 有 关 （ 如 图 1） 。 图 1 互 联 网 大 脑 模 型 注 ： 科 学 院 刘 锋 团 队 2008 年 发 表 互 联 网 进 化 规 律 的 发 现 与 分 析 首 次 提 出 互 联 网 大 脑 模 型 ， 此 后 发 表 20 余 篇 论 文 ， 编 著 4 部 ， 报 告 5 份 10 （ 2） 城 市 大 脑 产 生 的 根 源 城 市 大 脑 是 互 联 网 大 脑 架 构 发 育 过 程 中 与 城 市 建 设 相 结 合 的 产 物 。 一 方 面 ， 城 市 大 脑 将 继 承 互 联 网 大 脑 的 基 本 特 征 ； 另 一 方 面 ， 城 市 大 脑 是 互 联 网 大 脑 的 子 集 ， 将 借 助 互 联 网 大 脑 实 现 不 同 城 市 大 脑 之 间 的 信 息 交 换 （ 如 图 2） 。 图 2 城 市 大 脑 与 互 联 网 大 脑 关 系 图 注 ： 刘 锋 研 究 团 队 与 2015 年 发 表 论 文 基于互联网大脑架构的智慧城市建设探 讨首次提出城市大脑的定义与重要特征。 11 （ 3） 城 市 大 脑 的 定 义 城 市 大 脑 是 互 联 网 大 脑 架 构 与 智 慧 城 市 建 设 结 合 的 产 物 ， 是 城 市 级 的 “ 类 脑 复 杂 智 能 巨 系 统 ” 。 在 人 类 智 慧 和 机 器 智 能 的 共 同 参 与 下 ， 在 物 联 网 、 大 数 据 、 人 工 智 能 、 边 缘 计 算 、 5G、 云 机 器 人 和 数 字 孪 生 等 前 沿 技 术 的 支 撑 下 ， 城 市 神 经 元 网 络 和 城 市 云 反 射 弧 将 是 城 市 大 脑 建 设 的 重 点 。 城 市 大 脑 的 作 用 是 提 高 城 市 的 运 行 效 率 ， 解 决 城 市 运 行 中 面 临 的 复 杂 问 题 ， 更 好 地 满 足 城 市 各 成 员 的 不 同 需 求 。 城 市 大 脑 的 发 展 目 标 不 仅 仅 局 限 在 一 个 城 市 或 一 个 地 区 ， 当 世 界 范 围 的 城 市 大 脑 连 接 在 一 起 ， 城 市 大 脑 最 终 将 形 成 世 界 神 经 系 统 ， 为 人 类 协 同 发 展 提 供 一 个 类 脑 的 智 能 支 撑 平 台 （ 见 图 3） 。 图 3 城 市 大 脑 示 意 图 12 （ 4） 互 联 网 大 脑 架 构 的 三 个 重 要 特 征 第 一 是 具 有 类 脑 神 经 元 网 络 ， 实 现 万 物 互 联 。 第 二 是 云 群 体 智 能 和 云 机 器 智 能 混 合 形 成 智 能 协 同 效 应 。 第 三 是 借 助 云 反 射 弧 实 现 信 息 的 跨 节 点 传 递 （ 见 图 4） 。 图 4 互 联 网 大 脑 的 三 个 特 征 13 （ 5） 城 市 大 脑 全 球 标 准 的 9 个 研 究 方 向 根 据 互 联 网 大 脑 的 三 个 特 征 ， 可 以 形 成 城 市 大 脑 全 球 标 准 的 9 个 研 究 方 向 ： （ 见 图 5） ： 城 市 大 脑 的 顶 层 建 设 标 准 ； 城 市 神 经 元 的 分 类 标 准 ； 城 市 神 经 元 的 功 能 标 准 ； 城 市 神 经 元 的 全 球 空 间 位 置 标 准 ； 城 市 神 经 元 的 世 界 统 一 编 码 标 准 ； 城 市 神 经 元 权 限 关 系 标 准 ； 城 市 大 脑 技 术 框 架 标 准 ； 城 市 大 脑 云 反 射 弧 建 设 标 准 ； 城 市 大 脑 运 行 安 全 标 准 图 5 城 市 大 脑 的 九 个 研 究 方 向 示 意 图 注 ： 研 究 团 队 2020 年 5 月 发 表 文 章 城 市 大 脑 建 设 的 9 个 方 向 提 出 研 究 框 架 14 （ 6） 研 究 方 向 1： 城 市 大 脑 的 三 个 顶 层 技 术 规 范 城 市 大 脑 全 球 标 准 第 一 个 研 究 方 向 提 出 了 城 市 大 脑 的 三 个 顶 层 技 术 规 范 。 第 一 是 “ 统 一 的 神 经 元 节 点 技 术 框 架 ” （ 为 人 类 ， 设 备 和 软 件 系 统 建 立 ） ； 第 二 是 “ 对 于 每 个 神 经 元 节 点 人 机 双 智 能 控 制 ， 人 类 权 限 最 大 ” ； 第 三 是 “ 跨 节 点 信 息 路 由 ， 实 现 云 反 射 弧 ” （ 见 图 6） 。 图 6 城 市 大 脑 三 个 顶 层 标 准 示 意 图 15 （ 7） 研 究 方 向 2： 城 市 大 脑 神 经 元 分 类 城 市 大 脑 全 球 标 准 第 二 个 研 究 方 向 提 出 了 城 市 大 脑 神 经 元 的 分 类 。 如 果 按 照 映 射 对 象 进 行 分 类 ， 可 以 把 城 市 大 脑 神 经 元 分 为 “ 城 市 人 类 神 经 元 ” 、 “ 城 市 实 物 神 经 元 ” 、 “ 城 市 程 序 神 经 元 ” 和 “ 城 市 团 体 神 经 元 ” 四 类 （ 见 图 7） 。 图 7 城 市 神 经 元 的 四 个 类 型 16 （ 8） 研 究 方 向 3： 城 市 大 脑 神 经 元 的 功 能 和 结 构 城 市 大 脑 全 球 标 准 第 三 个 研 究 方 向 提 出 ： 城 市 大 脑 神 经 元 的 结 构 可 以 由 信 息 展 示 区 、 功 能 模 块 区 、 智 能 控 制 区 、 神 经 元 节 点 编 码 、 空 间 位 置 编 码 等 五 个 模 块 组 成 （ 见 图 8） 。 图 8 城 市 神 经 元 结 构 图 17 （ 9） 研 究 方 向 4： 城 市 神 经 元 的 权 限 关 系 城 市 大 脑 全 球 标 准 第 四 个 研 究 方 向 提 出 ： 城 市 大 脑 中 城 市 神 经 元 的 权 限 关 系 除 了 人 机 关 系 之 外 ， 还 包 括 人 人 关 系 、 机 机 关 系 、 人 系 统 关 系 、 机 系 统 关 系 、 人 团 体 关 系 、 机 团 体 关 系 、 系 统 与 团 体 关 系 、 团 体 与 团 队 关 系 等 。 相 互 关 系 有 控 制 、 领 导 和 对 等 关 系 等 三 种 类 型 （ 见 表 1） 。 表 1 城 市 神 经 元 关 系 18 （ 10） 研 究 方 向 5： 城 市 大 脑 全 球 系 统 的 总 体 技 术 框 架 城 市 大 脑 全 球 标 准 第 五 个 研 究 方 向 提 出 ： 城 市 大 脑 的 总 体 技 术 框 架 标 准 可 以 采 用 中 心 化 和 去 中 心 化 结 合 的 方 式 。 互 联 网 系 统 架 构 目 前 有 两 种 重 要 的 模 式 ， 分 别 是 中 心 型 架 构 和 去 中 心 化 (分 布 式 ） 架 构 。 其 中 中 心 型 架 构 中 有 B/S、 C/S 或 云 计 算 模 式 ， 去 中 心 化 （ 分 布 式 ） 架 构 有 P2P 或 区 块 链 模 式 ， 城 市 大 脑 的 总 体 技 术 框 架 可 以 是 它 们 的 组 合 形 式 （ 见 图 9） 。 图 9 城 市 大 脑 的 总 体 技 术 框 架 19 （ 11） 研 究 方 向 6： 城 市 神 经 元 的 全 球 空 间 位 置 城 市 大 脑 全 球 标 准 第 六 个 研 究 方 向 提 出 ： 城 市 神 经 元 的 全 球 空 间 位 置 标 准 主 要 是 为 在 现 实 世 界 存 在 的 各 种 人 、 实 物 和 团 体 的 定 位 提 供 支 持 。 目 前 可 以 采 用 的 方 法 有 经 纬 度 和 海 拔 的 组 合 、 中 国 北 斗 系 统 研 发 的 全 球 区 域 位 置 标 识 编 码 北 斗 导 航 网 格 码 等 （ 见 图 10） 。 图 10 城 市 神 经 元 空 间 位 置 示 意 图 20 （ 12） 研 究 方 向 7： 城 市 神 经 元 的 世 界 统 一 身 份 编 码 城 市 大 脑 全 球 标 准 第 七 个 研 究 方 向 提 出 了 规 划 城 市 神 经 元 世 界 统 一 编 码 标 准 的 方 法 ， 构 建 了 一 种 新 的 万 物 互 联 神 经 元 编 码 和 实 现 机 制 。 城 市 神 经 元 编 码 由 多 个 数 据 片 段 构 成 ： 包 含 分 类 标 识 位 、 人 工 编 码 、 归 属 编 码 、 时 间 戳 和 随 机 数 ， 允 许 使 用 者 自 动 生 成 。 但 需 要 在 中 心 化 的 验 证 节 点 数 据 库 进 行 验 证 ， 以 保 证 其 唯 一 性 （ 见 图 11 和 表 2） 。 图 11 城 市 神 经 元 编 码 实 施 架 构 图 表 2 城 市 神 经 元 编 码 范 例 21 （ 13） 研 究 方 向 8： 城 市 大 脑 的 云 反 射 弧 建 设 城 市 大 脑 全 球 标 准 第 八 个 研 究 方 向 提 出 了 城 市 大 脑 在 世 界 范 围 如 何 通 过 云 反 射 弧 对 城 市 运 行 中 的 各 种 需 求 和 问 题 进 行 处 理 的 规 范 方 案 ， 如 ： 梳 理 一 个 城 市 需 要 哪 些 云 反 射 弧 ？ 不 同 的 城 市 如 何 拥 有 自 己 特 色 的 云 反 射 弧 ？ 云 反 射 弧 的 发 起 者 、 管 理 者 和 参 与 者 如 何 协 同 等 （ 见 图 12） 。 图 12 城 市 云 反 射 弧 22 （ 14） 研 究 方 向 9： 城 市 大 脑 的 运 行 安 全 城 市 大 脑 全 球 标 准 第 九 个 研 究 方 向 是 城 市 大 脑 运 行 安 全 的 标 准 规 范 问 题 。 城 市 大 脑 运 行 中 会 遇 到 黑 客 攻 击 、 病 毒 侵 入 、 操 作 者 失 误 和 AI 系 统 BUG 等 问 题 。 这 些 问 题 通 过 城 市 大 脑 可 以 把 危 险 放 大 到 整 个 城 市 、 国 家 、 区 域 乃 至 世 界 范 围 ， 因 此 需 要 从 感 知 节 点 、 传 输 线 路 、 决 策 中 枢 、 运 行 数 据 和 人 机 交 互 等 多 个 角 度 对 城 市 大 脑 运 行 安 全 进 行 规 范 （ 见 图 13） 。 图 13 城 市 大 脑 安 全 示 意 图 23 （ 15） 城 市 大 脑 与 前 沿 科 技 的 关 系 物 联 网 、 云 计 算 、 大 数 据 、 人 工 智 能 、 边 缘 计 算 和 数 字 孪 生 既 是 互 联 网 大 脑 架 构 发 育 过 程 的 产 物 ， 也 是 支 撑 城 市 大 脑 运 转 的 技 术 基 础 ， 会 深 刻 影 响 互 联 网 大 脑 和 城 市 大 脑 的 发 展 （ 见 图 14） 。 图 14 城 市 大 脑 与 前 沿 科 技 关 系 图 24 （ 16） 支 撑 城 市 大 脑 的 19 个 技 术 和 产 业 方 向 根 据 互 联 网 大 脑 模 型 ， 可 划 分 出 实 现 城 市 大 脑 和 智 能 产 业 的 19 个 相 关 技 术 和 产 业 方 向 （ 见 图 15） 。 图 15 基 于 互 联 网 大 脑 模 型 的 关 键 产 业 分 布 图 25 （ 17） 城 市 大 脑 发 展 的 七 个 阶 段 根 据 全 球 城 市 发 展 历 史 和 现 代 化 进 程 ， 结 合 城 市 大 脑 三 个 顶 层 规 范 实 施 难 度 的 预 判 ， 我 们 将 城 市 大 脑 从 产 生 、 发 展 、 成 熟 到 达 最 终 形 态 这 个 全 过 程 划 分 为 七 个 阶 段 （ 见 表 3） 。 表 3 城 市 大 脑 发 展 阶 段 阶 段 一 城 市 大 脑 的史 前 阶 段 6000年 前 -2009年 城 市 经 历 了 从 原 始 到 工 业 现 代 化到 信 息 现 代 化 的 过 程 。 阶 段 二 城 市 大 脑 的混 沌 阶 段 2009 年 -2015 年 智 慧 城 市 提 出 和 发 展 ， 但 没 有 形 成清 晰 明 确 的 建 设 方 向 阶 段 三 城 市 大 脑 的萌 芽 阶 段 2015 年 -2021 年 学 术 、 产 业 和 城 市 提 出 城 市 大 脑 概 念 ， 这 个 时 期 重 点 发 育 了 城 市 AI 巨 型 神 经 元 。 阶 段 四 城 市 大 脑 的连 接 阶 段 2021 年 -2045 年 城 市 大 脑 开 始 形 成 统 一 的 城 市 神 经 元 标 准 ， 实 现 对 城 市 内 和 城 市 之 间 的 人 ， 设 备 、 物 和 系 统 的 连 接 阶 段 五 城 市 大 脑 的分 权 阶 段 2023-2045 年 城 市 大 脑 开 始 围 绕 人 和 人 ， 人 和 机 器 （ 系 统 ） ， 机 器 和 机 器 （ 系 统 ） ， 进 行 权 限 和 责 任 的 划 分 阶 段 六 城 市 大 脑 的反 射 弧 阶 段 2025-2045 年 城 市 大 脑 的 城 市 云 反 射 弧 开 始 大 规 模 梳 理 和 验 证 ， 不 断 满 足 城 市 各 类 需 求 。 阶 段 七 城 市 大 脑 的世 界 脑 阶 段 2045 年 - 世 界 范 围 的 城 市 大 脑 通 过 互 联 网 类 脑 架 构 最 终 联 合 形 成 世 界 脑 （ world wide Brain） ， 高 效 的 解 决 人 类 社 会 面 临 的 各 领 域 问 题 。 26 （ 18） 城 市 智 商 的 研 究 与 评 估 城 市 智 商 （ CITY IQ） 是 基 于 互 联 网 大 脑 模 型 ， 用 科 学 的 测 试 量 表 对 目 标 城 市 的 城 市 神 经 元 网 络 、 神 经 元 节 点 人 机 控 制 权 限 和 城 市 云 反 射 弧 这 三 个 核 心 要 素 进 行 综 合 评 测 的 结 果 。 城 市 智 商 （ CITY IQ） 能 反 映 目 标 城 市 的 城 市 大 脑 智 力 发 展 水 平 ， 具 有 时 限 性 。 如 表 4 所 示 。 表 4 城 市 智 商 测 试 量 表 城 市 智 商 （ CITY IQ） 测 试 量 表 一 级 指 标 二 级 指 标 三 级 指 标 城 市 神 经 网 络 （ 城 市 大 社 交 网 络 ） 城 市 神 经 网 络 完 善 程 度 城 市 神 经 网 络 统 一 程 度 城 市 神 经 网 络 覆 盖 程 度 城 市 神 经 网 络 活 跃 程 度 神 经 元 节 点 人 机 控 制 权 限 由 人 类 控 制 由 AI 控 制 双 智 能 控 制 ， 人 类 控 制 权 最 高 城 市 云 反 射 弧 安 防 云 反 射 弧 反 射 弧 反 应 速 度 稳 定 性 （ 鲁 棒 性 ） 金 融 云 反 射 弧 反 射 弧 反 应 速 度 稳 定 性 （ 鲁 棒 性 ） 交 通 云 反 射 弧 反 射 弧 反 应 速 度 稳 定 性 （ 鲁 棒 性 ） （ 根 据 研 究 可 以 持 续 增 加 ） 27 （ 19） 第 三 次 科 技 生 态 全 球 标 准 制 定 的 需 求 近 50 年 来 ， IT 相 关 智 能 产 业 有 三 次 重 要 的 标 准 制 定 机 遇 。 第 一 次 是 TCP/IP 协 议 的 制 定 ， 规 范 了 硬 件 设 备 之 间 的 通 信 活 动 ； 第 二 次 是 W3C 规 则 的 制 定 ， 规 范 了 互 联 网 上 信 息 展 示 与 数 据 传 输 活 动 ， 第 三 次 应 该 是 城 市 大 脑 到 世 界 神 经 系 统 规 则 制 定 （ WWNS-R） ， 将 在 应 用 层 规 范 人 、 物 和 系 统 的 交 互 与 协 同 （ 见 图 16） 。 图 16 全 球 科 技 生 态 的 三 次 标 准 示 意 图 28 关 于 城 市 大 脑 全 球 标 准 研 究 组 城 市 大 脑 全 球 标 准 研 究 组 （ WWNS-R） 是 在 中 国 科 学 院 虚 拟 经 济 与 数 据 科 学 研 究 中 心 、 国 家 创 新 与 发 展 战 略 研 究 会 数 字 治 理 研 究 中 心 、 天 府 大 数 据 研 究 院 等 相 关 机 构 的 支 持 下 ， 邀 请 清 华 、 北 大 、 腾 讯 、 华 为 、 百 度 、 阿 里 、 中 国 电 信 以 及 更 多 学 术 机 构 、 科 技 企 业 和 政 府 机 关 的 近 200 位 专 家 成 立 的 第 三 方 独 立 研 究 机 构 。 城 市 大 脑 全 球 标 准 研 究 组 将 以 科 学 探 索 、 开 放 中 立 和 非 盈 利 的 方 式 ， 充 分 发 挥 专 家 群 体 智 慧 ， 共 同 开 展 城 市 大 脑 、 企 业 大 脑 、 产 业 大 脑 、 智 能 产 业 和 世 界 神 经 系 统 等 方 向 的 前 沿 趋 势 和 标 准 规 划 研 究 工 作 ， 为 构 建 世 界 范 围 的 类 脑 智 能 支 撑 平 台 、 实 现 人 类 命 运 共 同 体 的 全 球 统 一 技 术 基 础 做 出 贡 献 。 网 址 ： wwns-r Email: liufengwwns-r 全 文 下 载 申 请 地 址 ： 29 主 笔 人 ： 刘 锋 博 士 中 国 科 学 院 虚 拟 经 济 与 数 据 科 学 研 究 中 心 研 究 组 成 员 、 南 京 财 经 大 学 教 授 (客 座 ） 、 中 科 城 市 大 脑 标 准 研 究 院 院 长 。 主 要 研 究 方 向 为 互 联 网 、 人 工 智 能 和 脑 科 学 交 叉 领 域 ， 发 表 相 关 学 术 论 文 30 余 篇 ， 出 版 专 著 两 部 （ 互 联 网 进 化 论 崛 起 的 超 级 智 能 ） ， 2007 年 带 领 团 队 开 始 建 立 互 联 网 大 脑 模 型 研 究 21 世 纪 前 沿 科 技 生 态 的 变 化 ， 2015 年 发 表 论 文 基 于 互 联 网 大 脑 架 构 的 智 慧 城 市 建 设 探 讨 提 出 城 市 大 脑 的 定 义 与 理 论 模 型 ， 2020 年 带 领 团 队 发 布 2020 城 市 大 脑 全 球 标 准 研 究 报 告 。 电 话 ： 18601039315 微 信 ： 910428183 Email: 30 感 谢 阅 读 敬 请 指 正 报 告 全 文 申 请 地 址 ：