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城市大脑建设标准研究报告（2022版）中 国 指 挥 与 控 制 学 会中 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 心远 望 智 库 数 字 大 脑 研 究 院天 府 大 数 据 研 究 院主 笔 人 ： 刘 锋Email: 前 言21世 纪 前 沿 科 技 领 域 风 起 云 涌 ， 产 生 了 大 量 新 的 科 技 概 念 ， 种 种 迹象 表 明 ， 世 界 科 技 生 态 呈 现 出 越 来 越 多 的 类 脑 迹 象 。 2008年 ， 研 究 团 队发 表 论 文 提 出 了 互 联 网 大 脑 模 型 ， 认 为 过 去 50年 互 联 网 从 网 状 向 类 脑 架构 进 化 是 导 致 21世 纪 前 沿 科 技 爆 发 的 根 源 。2015年 研 究 团 队 在 论 文 基 于 互 联 网 大 脑 模 型 的 智 慧 城 市 建 设 进一 步 提 出 了 城 市 大 脑 概 念 与 定 义 ， 2020年 发 布 了 城 市 大 脑 全 球 标 准 研究 报 告 ， 对 城 市 大 脑 建 设 标 准 的 九 个 研 究 方 向 进 行 了 深 入 分 析 ， 2021年 6月 在 人 民 日 报 学 术 前 沿 发 表 综 述 论 文 城 市 大 脑 的 起 源 、 发 展 和未 来 ， 形 成 了 城 市 大 脑 的 总 体 架 构 和 建 设 原 则 ， 2021年 9年 主 持 “ 四 川省 城 市 大 脑 神 经 元 建 设 规 范 ” 编 制 工 作 ， 围 绕 数 字 神 经 元 和 云 反 射 弧 形成 初 步 的 城 市 大 脑 建 设 标 准 框 架 。2022年 2月 研 究 团 队 基 于 城 市 大 脑 研 究 的 相 关 理 论 、 实 践 与 标 准 化 成果 ， 在 中 国 指 挥 与 控 制 学 会 的 指 导 和 支 持 下 正 式 启 动 “ 城 市 大 脑 建 设 标准 （ 团 标 ） ” 的 研 究 和 编 写 ， 目 前 已 经 形 成 2022版 城 市 大 脑 建 设 标 准 的 讨 论 稿 草 案 ， 争 取 为 制 定 城 市 大 脑 建 设 的 团 体 或 国 家 标 准 做 出 探 索性 贡 献 。本 报 告 为 CICC城 市 大 脑 建 设 标 准 的 简 要 综 述 和 核 心 观 点 介 绍 。 由 中国 指 挥 与 控 制 学 会 、 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 、 远 望 智 库数 字 大 脑 研 究 院 联 合 发 布 。报 告 对 构 建 城 市 大 脑 标 准 的 基 础 理 论 ， “ 1+N” 模 式 建 设 方 案 ， 基于 世 界 数 字 大 脑 框 架 的 城 市 大 脑 的 总 体 架 构 ， 世 界 统 一 的 数 字 神 经 元 网络 和 灵 活 解 决 人 类 社 会 复 杂 问 题 的 云 反 射 弧 机 制 构 成 ， 建 设 城 市 大 脑 的九 个 实 施 步 骤 和 10个 建 设 原 则 ， 城 市 大 脑 、 世 界 数 字 大 脑 与 智 慧 城 市 、智 慧 地 球 关 系 ， 城 市 大 脑 与 城 市 智 能 管 理 中 枢 的 关 系 ， 建 设 城 市 大 脑 的时 代 意 义 等 问 题 通 过 27个 核 心 观 点 的 提 炼 进 行 了 简 明 但 深 入 的 阐 述 。研 究 团 队 成 员石 勇 、 吕 本 富 、 刘 锋 、 刘 颖 、 刘 朝 晖褚 晓 、 杜 青 峰 、 刘 仿 尧 、 张 宗 帅 、 孙 强 、 李 猛中国指挥与控制学会国 指 办 函 字 2022 07 号关于邀请参加城市大脑建设规范标准编制的通知各 有 关 单 位 ：2022 年 2 月 27 日 下 午 ， 中 国 指 挥 与 控 制 学 会 (以 下 简 称学 会 )在 京 召 开 了 城 市 大 脑 建 设 规 范 团 体 标 准 启 动 会 。中 国 电 信 、 中 国 电 科 、 中 国 电 子 、 中 国 科 学 院 大 学 、 中 科 院自 动 化 研 究 所 、 国 家 创 新 与 发 展 战 略 研 究 会 、 中 国 城 市 科 学研 究 会 、 中 国 生 态 城 市 研 究 院 、 北 京 市 标 准 化 研 究 院 、 联 想、 科 大 讯 飞 、 世 纪 互 联 、 广 电 运 通 、 智 慧 齐 鲁 、 中 睿 信 、 邻盛 智 能 、 远 望 智 库 等 单 位 的 专 家 学 者 参 加 了 启 动 会 。2015 年 以 来 ， 城 市 大 脑 成 为 智 慧 城 市 、 智 能 产 业 、 数 字化 转 型 领 域 的 新 热 点 ， 习 近 平 主 席 多 次 对 城 市 大 脑 的 发 展 做出 指 示 。 目 前 有 数 百 个 城 市 和 数 千 家 企 业 开 展 城 市 大 脑 的 建设 与 规 划 。 由 于 没 有 统 一 的 标 准 ， 各 城 市 和 企 业 按 照 不 同 的理 解 和 技 术 框 架 开 展 建 设 。 2020 年 两 会 代 表 提 出 应 该 将 如 何构 建 城 市 大 脑 建 设 标 准 提 到 议 事 日 程 上 来 。由 中 科 院 、 国 创 会 、 远 望 智 库 研 究 人 员 组 成 的 研 究 组 提出 21 世 纪 以 来 以 互 联 网 为 核 心 的 科 技 生 态 呈 现 出 越 来 越 多的 类 脑 特 征 是 城 市 大 脑 产 生 的 根 源 ； 研 究 组 根 据 这 一 科 技 发展 新 现 象 在 2007 年 建 立 互 联 网 大 脑 模 型 ， 2015 年 基 于 互 联网 大 脑 模 型 提 出 了 城 市 大 脑 的 定 义 与 概 念 ， 经 过 近 15 年 的研 究 ， 工 作 组 初 步 建 立 了 城 市 大 脑 的 基 础 理 论 ， 提 出 建 设 城市 大 脑 “ 1+N” 模 式 的 建 设 方 案 和 总 体 架 构 ； 明 确 了 世 界 统一 的 数 字 神 经 元 网 络 和 灵 活 解 决 人 类 社 会 实 际 问 题 的 云 反 射弧 机 制 的 重 要 性 。基 于 研 究 组 之 前 的 研 究 工 作 ， 学 会 团 体 标 准 工 作 委 员 会正 式 启 动 “ 城 市 大 脑 建 设 规 范 ” 系 列 团 体 标 准 的 编 制 工 作 ，欢 迎 各 相 关 优 秀 单 位 积 极 参 加 。 为 构 建 城 市 大 脑 建 设 的 团 体标 准 、 国 家 标 准 和 国 际 标 准 奠 定 基 础 和 做 出 贡 献 。一 、 城 市 大 脑 建 设 规 范 标 准 编 制 范 围“ 城 市 大 脑 建 设 规 范 ” 系 列 团 体 标 准 首 批 标 准 包 括 如 下7 个 标 准 （ 参 编 单 位 可 以 选 择 参 与 或 提 出 新 的 标 准 ） ：1、 城 市 大 脑 顶 层 建 设 规 范主 要 为 统 一 城 市 大 脑 的 基 础 理 论 、 建 设 原 则 ， 总 体 建 设框 架 ， 构 成 模 块 、 相 互 关 系 、 涵 盖 范 围 、 实 施 意 义 等 规 划 的标 准 。2、 城 市 大 脑 相 关 概 念 与 定 义 规 范主 要 包 括 为 统 一 城 市 大 脑 建 设 和 应 用 过 程 中 各 管 理 和技 术 领 域 的 基 本 概 念 而 规 划 的 术 语 标 准 。3、 城 市 大 脑 数 字 神 经 元 建 设 规 范主 要 为 统 一 城 市 大 脑 数 字 神 经 元 的 软 件 数 据 接 口 、 硬 件数 据 接 口 、 人 机 交 互 接 口 、 神 经 元 通 讯 接 口 、 功 能 模 块 、 身份 编 码 、 数 据 格 式 、 人 机 混 合 控 制 策 略 ， 实 施 软 硬 件 环 境 等方 面 规 划 的 标 准 。 目 标 是 将 城 市 或 人 类 社 会 的 人 ， 设 备 、 系统 、 团 体 映 射 为 可 进 行 交 互 的 世 界 统 一 的 数 字 神 经 元 程 序 单元 。 4、 城 市 大 脑 云 反 射 弧 建 设 规 范主 要 为 统 一 城 市 大 脑 云 反 射 弧 的 建 立 、 数 字 神 经 元 搜 索与 加 入 、 加 入 条 件 设 定 、 协 商 机 制 、 角 色 分 配 、 信 息 路 由 设定 、 运 行 状 态 切 换 、 退 出 与 删 除 条 件 、 云 反 射 弧 管 理 与 维 护等 方 面 规 划 的 标 准 。5、 城 市 大 脑 安 全 运 行 规 范主 要 为 统 一 城 市 大 脑 建 立 运 行 过 程 中 涉 及 的 安 全 管 理 制度 、 软 件 安 全 要 求 、 硬 件 安 全 要 求 、 网 络 安 全 要 求 等 方 面规 划 的 标 准 。6、 城 市 大 脑 建 设 成 熟 度 评 估 规 范主 要 为 一 个 城 市 或 区 域 的 城 市 大 脑 系 统 从 顶 层 规 划 、 数字 神 经 元 建 设 ， 云 反 射 弧 建 设 、 安 全 运 行 、 低 碳 运 行 、 民 众满 意 度 等 方 面 进 行 规 划 形 成 标 准 。7、 城 市 大 脑 建 设 流 程 规 范主 要 为 城 市 大 脑 建 设 过 程 中 从 确 定 责 任 主 体 、 划 分 建 设范 围 、 确 定 问 题 需 求 、 规 划 数 字 神 经 元 映 射 对 象 、 设 计 云 反射 弧 技 术 链 条 、 评 估 完 整 系 统 体 系 、 完 成 技 术 方 案 ， 开 展 城市 大 脑 建 设 等 角 度 对 城 市 大 脑 建 设 流 程 制 定 标 准 和 规 范 。二 、 参 编 单 位 参 加 条 件 与 权 益为 了 促 进 城 市 大 脑 建 设 规 范 系 列 团 体 标 准 团 标 的 完 成 ，欢 迎 各 相 关 优 秀 单 位 积 极 参 加 标 准 的 制 定 ， 学 会 将 对 参 编 单位 资 格 进 行 审 核 ,在 研 究 或 经 费 上 对 标 准 的 完 成 做 出 贡 献 的单 位 将 获 得 如 下 权 益 ：1.作 为 参 编 单 位 列 入 标 准 参 编 单 位 名 录 ；2.作 为 参 编 单 位 参 与 标 准 起 草 工 作 的 主 要 人 员 姓 名 列入 标 准 起 草 人 名 单 （ 每 家 单 位 不 超 过 2 人 ） ；3 参 编 单 位 的 实 施 案 例 将 优 先 作 为 学 习 案 例 纳 入 学 会 面向 政 府 和 产 业 的 培 训 课 程 ；4.参 编 单 位 将 优 先 参 加 学 会 的 “ 科 创 中 国 ” 科 技 服 务 团 ，在 中 国 科 协 组 织 下 完 成 对 地 方 政 府 和 企 业 开 展 的 科 创 服 务 ；5.参 编 单 位 将 优 先 参 与 学 会 和 城 市 大 脑 专 业 委 员 会 （ 筹 ）举 办 的 各 项 活 动 （ 论 坛 ， 研 讨 会 、 展 会 或 培 训 讲 座 ）6.中 国 指 挥 与 控 制 学 会 出 具 标 准 参 编 证 明 ， 旨 在 提 升 参编 单 位 的 行 业 地 位 和 影 响 力 ， 或 作 为 单 位 参 与 评 奖 、 获 得 政府 奖 励 或 进 行 融 资 的 证 明 ；7.标 准 起 草 单 位 、 起 草 人 将 优 先 享 有 参 与 本 标 准 修 订 的权 益 ；8.参 编 单 位 享 有 全 程 参 与 标 准 编 制 、 修 订 工 作 ， 并 提 出合 理 化 建 议 与 修 改 意 见 的 权 益 。三 、 申 请 加 入 方 式拟 申 请 参 加 城 市 大 脑 建 设 规 范 系 列 团 体 标 准 首 批 标准 编 制 的 单 位 ， 请 于 2022 年 4 月 30 日 前 填 写 申 请 表 并 发 送到 指 定 邮 箱 。 文 件 名 格 式 为 ： 城 市 大 脑 团 标 参 编 （ 单 位 名 称 ）， 下 载 地 址 ： 在 线 登 记 ： 、 联 系 人 和 联 系 方 式刘 锋 ： 18601039315 Email:cicc_张 俊 文 ： 15011320074 微 信 ： 910428183褚 晓 ： 18911840193附 表 ： 参 加 城 市 大 脑 建 设 规 范 系 列 团 体 标 准 编 制 申请 表 中 国 指 挥 与 控 制 学 会2022 年 3 月 7 日（ 1） 城 市 大 脑 建 设 标 准 应 具 备 的 十 个 原 则1.形 成 理 论 基 础 2.适 应 复 杂 场 景3.突 破 地 域 限 制 4.消 除 信 息 孤 岛5.坚 持 以 人 为 本 6.降 低 建 设 成 本7.实 现 协 同 建 设 8.体 现 人 机 融 合9.保 持 持 续 进 化 10.支 撑 协 同 发 展（ 2） 构 建 城 市 大 脑 建 设 标 准 的 基 础 理 论 一经 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 通 过 互 联 网 大 脑 架 构形 成 一 种 自 然 界 前 所 未 有 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 。（ 3） 构 建 城 市 大 脑 建 设 标 准 的 基 础 理 论 二基 于 互 联 网 大 脑 模 型 的 21世 纪 前 沿 科 技 关 系 ， 物 联 网 、 云 计 算 、大 数 据 、 人 工 智 能 、 边 缘 计 算 、 数 字 孪 生 、 工 业 互 联 网 、 5G等 等 前沿 科 技 的 关 系 如 下 图 所 示 ， 它 们 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 。（ 4） 构 建 城 市 大 脑 建 设 标 准 的 基 础 理 论 三从 互 联 网 大 脑 的 模 型 中 ， 可 以 提 炼 出 三 个 最 重 要 的 特 点 。 这 三 个特 点 将 为 构 建 城 市 大 脑 的 建 设 标 准 规 范 提 供 重 要 的 理 论 基 础 。 第 一 个特 点 是 具 有 世 界 统 一 的 类 脑 神 经 元 网 络 ， 实 现 万 物 互 联 ； 第 二 个 特 点是 人 类 群 体 智 能 和 机 器 群 体 智 能 基 于 互 联 网 大 脑 架 构 形 成 一 种 新 的 混合 智 能 形 态 ； 第 三 个 特 点 是 通 过 云 反 射 弧 机 制 实 现 信 息 的 跨 节 点 传 递和 数 字 神 经 元 的 协 同 工 作 。（ 5） 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 ， 数 字 神 经 元 网 络 和 云 反 射 弧 将 是 城 市 大 脑 建 设的 重 点 ， 它 们 的 发 展 同 时 促 进 城 市 各 神 经 系 统 包 括 城 市 智 能 管 理 中 枢、 城 市 视 觉 神 经 、 城 市 听 觉 神 经 、 城 市 躯 体 感 觉 神 经 、 城 市 运 动 神 经、 城 市 记 忆 、 城 市 神 经 纤 维 等 系 统 的 成 熟 。 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 市 民的 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 数 字大 脑 ， 为 人 类 协 同 发 展 提 供 一 个 类 脑 的 智 能 支 撑 平 台 。注 ： 2015年 基 于 互 联 网 大 脑 模 型 的 智 慧 城 市 建 设 ,2017年 IEEE CSCWD会 议 “City Brain,a New Architecture of Smart City Based on the Internet Brain”（ 6） 世 界 数 字 大 脑 的 定 义世 界 数 字 大 脑 是 互 联 网 大 脑 模 型 与 智 慧 社 会 发 展 结 合 的 产 物 ， 是在 世 界 范 围 基 于 科 技 的 类 脑 生 态 形 成 的 一 个 复 杂 智 能 巨 系 统 。 世 界 数字 大 脑 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 等 前 沿 技 术 的 支 撑 下， 数 字 神 经 元 网 络 和 云 反 射 弧 将 是 世 界 数 字 大 脑 建 设 的 重 点 。 世 界 数字 大 脑 的 作 用 是 提 高 人 类 社 会 的 运 行 效 率 ， 解 决 人 类 社 会 发 展 过 程 中面 临 的 复 杂 问 题 ， 更 好 地 满 足 人 类 社 会 的 不 同 需 求 。 世 界 数 字 大 脑 在系 统 演 化 上 将 通 过 城 市 大 脑 向 省 级 大 脑 、 国 家 大 脑 扩 展 并 最 终 全 球 化逐 步 完 成 。 世 界 数 字 大 脑 的 目 标 是 为 人 类 的 协 同 发 展 构 建 一 个 类 脑 的超 级 智 能 系 统 ， 为 人 类 命 运 共 同 体 的 实 现 提 供 技 术 支 撑 。（ 7） 城 市 大 脑 的 两 种 理 论 基 础 分 析城 市 大 脑 的 两 种 理 论 基 础 ， 第 一 种 是 以 互 联 网 大 脑 模 型 作 为 理 论基 础 ， 提 出 21世 纪 互 联 网 为 核 心 的 科 技 生 态 从 网 状 向 类 脑 演 化 形 成 的互 联 网 大 脑 模 型 是 城 市 大 脑 产 生 和 建 设 的 基 础 。 第 二 种 是 以 城 市 生 命体 作 为 理 论 基 础 。 提 出 城 市 是 具 有 新 陈 代 谢 、 自 适 应 、 应 激 性 、 生 长发 育 和 遗 传 变 异 等 典 型 生 命 特 征 的 复 杂 巨 系 统 ， 城 市 大 脑 是 这 个 城 市生 命 体 的 一 部 分 。第 一 种 基 础 理 论 互 联 网 大 脑 模 型 提 出 通 过 物 联 网 ， 大 数 据 ， 云 计算 、 5G、 区 块 链 、 云 机 器 人 构 建 城 市 的 神 经 系 统 ， 第 二 种 基 础 理 论 城市 生 命 体 理 念 中 除 了 肌 肉 、 血 液 、 心 脏 、 细 胞 等 ， 也 必 然 包 括 城 市 生命 体 的 神 经 系 统 和 大 脑 的 构 建 ， 这 说 明 要 实 现 城 市 生 命 体 的 神 经 系 统也 必 然 要 使 用 物 联 网 ， 大 数 据 ， 云 计 算 、 5G、 区 块 链 、 云 机 器 人 等 等技 术 来 实 现 。因 此 ， 城 市 大 脑 的 两 个 理 论 基 础 在 为 城 市 大 脑 做 理 论 支 撑 时 ， 内涵 是 一 致 的 。 但 两 者 区 别 是 ： 互 联 网 大 脑 模 型 理 论 认 为 ， 互 联 网 大 脑是 一 个 世 界 级 的 智 能 系 统 ， 城 市 大 脑 是 互 联 网 大 脑 的 子 集 ， 在 互 联 网大 脑 的 整 体 框 架 下 ， 城 市 大 脑 可 以 沿 着 省 级 大 脑 ， 国 家 大 脑 向 世 界 数字 大 脑 平 滑 演 进 。 而 城 市 生 命 体 理 论 因 为 理 论 本 身 的 边 界 问 题 ， 无 法将 城 市 大 脑 放 在 一 个 更 广 阔 的 空 间 内 进 行 研 究 ， 也 无 法 解 决 城 市 大 脑向 省 级 ， 国 家 和 世 界 范 围 扩 展 的 理 论 构 建 问 题 。（ 8） 城 市 大 脑 与 城 市 智 能 管 理 中 枢 的 分 歧目 前 政 府 部 门 、 企 业 和 研 究 机 构 在 如 何 理 解 城 市 大 脑 还 存 在 重 大分 歧 ： 一 种 定 义 是 基 于 互 联 网 大 脑 模 型 认 为 “ 城 市 大 脑 是 城 市 级 类 脑智 能 巨 系 统 ” ， 其 中 的 “ 大 脑 ” 是 指 规 模 大 、 尺 度 大 的 类 脑 复 杂 巨 系统 ， 是 世 界 数 字 大 脑 的 一 部 分 。 另 一 种 定 义 是 基 于 城 市 生 命 体 理 论 ，认 为 城 市 大 脑 是 一 个 城 市 级 的 智 能 管 理 中 枢 系 统 ， 其 中 的 “ 大 脑 ” 是指 对 城 市 的 智 能 信 息 系 统 的 管 理 中 枢 ， 负 责 调 度 管 控 整 个 城 市 的 智 能系 统 运 转 。我 们 认 为 城 市 级 “ 智 能 管 理 中 枢 ” 存 在 的 问 题 有 ： 1.将 城 市 大脑 局 限 在 城 市 的 范 围 ， 不 能 满 足 未 来 从 城 市 到 省 到 国 家 到 世 界 的 演 化。 2.局 限 为 智 能 中 枢 ， 会 导 致 无 法 确 立 数 字 神 经 元 和 云 反 射 弧 等 核 心要 素 。 3.缺 乏 理 论 基 础 ， 不 能 说 明 各 种 前 沿 技 术 之 间 的 关 系 ， 形 成 什么 整 体 结 构 为 城 市 大 脑 提 供 支 持 。（ 9） 城 市 大 脑 、 世 界 数 字 大 脑 与 智 慧 城 市 、 智 慧 地 球 关 系智 慧 城 市 和 智 慧 地 球 是 IBM在 2009年 为 城 市 和 人 类 社 会 的 智 能 化提 出 的 前 瞻 目 标 和 方 向 ， 但 由 于 没 有 为 城 市 和 地 球 如 何 产 生 智 慧 建 立基 础 理 论 和 建 设 框 架 ， 导 致 世 界 范 围 缺 乏 统 一 的 智 慧 城 市 建 设 标 准 ，产 生 大 量 地 区 孤 岛 ， 行 业 孤 岛 和 数 据 孤 岛 。自 然 界 已 经 表 明 脑 特 别 是 人 脑 是 产 生 智 慧 最 重 要 的 结 构 。 21世 纪全 球 科 技 生 态 的 类 脑 化 变 化 ， 由 此 提 出 的 城 市 大 脑 与 世 界 数 字 大 脑 ，通 过 世 界 统 一 的 数 字 神 经 元 网 络 和 可 跨 层 级 交 互 的 云 反 射 弧 ， 为 智 慧城 市 和 智 慧 地 球 如 何 产 生 智 慧 找 到 的 具 体 解 决 方 案 。因 此 ， 城 市 大 脑 与 世 界 数 字 大 脑 是 智 慧 城 市 和 智 慧 地 球 向 更 高 阶段 发 展 的 产 物 。（ 10） 城 市 大 脑 建 设 标 准 的 1+N模 式根 据 互 联 网 大 脑 模 型 和 世 界 数 字 大 脑 框 架 ， 提 出 城 市 大 脑 建 设 标准 的 1+N模 式 ， 1是 世 界 统 一 的 数 字 神 经 元 网 络 ， 负 责 连 通 人 、 物 和程 序 ， 为 城 市 云 反 射 弧 提 供 统 一 的 运 转 基 础 ； N是 N条 云 反 射 弧 ， 对应 解 决 解 决 城 市 和 人 类 社 会 的 各 种 问 题 ， 满 足 人 类 社 会 各 成 员 的 需 求。 云 反 射 弧 机 制 的 形 成 是 拉 动 物 联 网 、 云 计 算 、 大 数 据 、 人 工 智 能 、工 业 互 联 网 、 边 缘 计 算 、 数 字 孪 生 等 技 术 应 用 的 关 键 动 力 。（ 11） 城 市 大 脑 建 设 标 准 的 总 体 架 构城 市 大 脑 总 体 架 构 由 五 个 功 能 层 次 组 成 ， 分 别 是 ： 1） 问 题 与 需 求层 、 2） 云 反 射 弧 层 、 3） 神 经 元 网 络 层 、 4） 管 理 控 制 层 、 5） 技 术 支撑 层 。 因 为 数 字 神 经 元 和 云 反 射 弧 机 制 具 有 世 界 统 一 的 属 性 ， 因 此 ，模 型 的 左 侧 体 现 了 这 种 可 跨 地 区 的 特 征 。 包 括 城 市 管 理 中 枢 、 视 觉 系统 、 听 觉 系 统 、 躯 体 感 觉 系 统 、 记 忆 系 统 、 反 射 系 统 都 是 在 运 行 中 动态 产 生 。注 ： 2021年 人 民 日 报 学 术 学 术 前 沿 的 论 文 城 市 大 脑 的 起 源 、 发 展 与 未 来 （ 12） 城 市 大 脑 的 数 字 神 经 元 建 设 标 准 ： 功 能 结 构城 市 大 脑 的 数 字 神 经 元 是 指 在 为 世 界 范 围 的 城 市 大 脑 涉 及 的 每 一个 人 、 物 、 团 体 、 系 统 建 立 统 一 的 程 序 单 元 ， 它 们 可 以 根 据 需 求 进 行连 接 、 组 合 、 交 互 ， 从 而 实 现 跨 部 门 、 跨 行 业 、 跨 地 区 的 互 联 互 通 。按 照 类 脑 的 世 界 数 字 大 脑 框 架 ， 这 些 程 序 单 元 被 称 为 数 字 神 经 元 ， 而众 多 数 字 神 经 元 结 合 在 一 起 就 形 成 城 市 大 脑 的 基 础 结 构 数 字 神 经 元网 络 。 在 标 准 制 定 时 要 考 虑 数 字 神 经 元 的 种 类 ， 功 能 模 块 、 相 互 关 系和 身 份 编 码 等 问 题 。数 字 神 经 元 功 能 示 意 图（ 13） 城 市 大 脑 数 字 神 经 元 建 设 标 准 ： 分 类城 市 大 脑 的 数 字 神 经 元 如 果 按 照 映 射 对 象 进 行 分 类 ， 可 以 把 数 字神 经 元 分 为 “ 人 类 数 字 神 经 元 ” 、 “ 实 物 数 字 神 经 元 ” 、 “ 程 序 数 字神 经 元 ” 和 “ 团 体 数 字 神 经 元 ” 四 类 。（ 14） 城 市 大 脑 数 字 神 经 元 建 设 标 准 ： 关 系城 市 大 脑 数 字 神 经 元 的 权 限 关 系 主 要 分 为 控 制 、 领 导 和 平 等 关系 等 三 种 类 型 。 其 中 控 制 关 系 是 一 个 数 字 神 经 元 完 全 控 制 另 一 个 数 字神 经 元 的 全 部 功 能 ； 领 导 关 系 也 称 部 分 控 制 关 系 ； 是 一 个 数 字 神 经 元基 于 事 先 约 定 在 一 段 时 间 内 对 另 一 个 数 字 神 经 元 的 部 分 或 全 部 功 能 进行 管 理 ； 平 等 关 系 是 两 个 数 字 神 经 元 相 互 没 有 控 制 和 领 导 关 系 ， 调 用对 方 功 能 需 要 与 对 方 协 商 。（ 15） 城 市 大 脑 数 字 神 经 元 建 设 标 准 ： 身 份 编 码为 了 实 现 城 市 大 脑 的 数 字 神 经 元 在 世 界 任 意 尺 度 、 层 级 的 联 结、 识 别 、 交 互 ， 需 要 对 每 个 数 字 神 经 元 进 行 身 份 编 码 ， 研 究 组 已 经 构建 了 一 种 新 的 万 物 互 联 数 字 神 经 元 编 码 和 实 现 机 制 。 每 个 数 字 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 编 码 验 证 节 点 数 据库 进 行 验 证 ， 以 保 证 其 唯 一 性 ， 不 同 的 编 码 验 证 节 点 之 间 相 互 可 以 同步 信 息 但 互 不 隶 属 。 编 码 验 证 节 点 同 时 承 担 数 字 神 经 元 身 份 编 码 的 解析 功 能 。数 字 神 经 元 编 码 实 施 架 构 图（ 16） 城 市 大 脑 数 字 神 经 元 建 设 标 准 ： 空 间 位 置 编 码数 字 神 经 元 中 的 人 类 数 字 神 经 元 、 实 物 数 字 神 经 元 、 团 队 数 字 神经 元 存 在 空 间 定 位 的 问 题 (程 序 神 经 元 不 需 要 空 间 定 位 ） ， 确 定 不 同时 刻 它 们 的 具 体 位 置 对 于 云 反 射 弧 的 正 确 运 行 将 有 重 要 的 意 义 。 目 前可 以 采 用 的 方 法 有 经 纬 度 和 海 拔 的 组 合 、 全 球 区 域 位 置 标 识 编 码 北 斗 导 航 网 格 码 等 。（ 17） 城 市 大 脑 的 云 反 射 弧 建 设 标 准 ： 功 能 结 构城 市 大 脑 的 云 反 射 弧 是 多 种 数 字 神 经 元 按 照 神 经 系 统 的 反 射 弧 原理 形 成 的 协 同 工 作 技 术 链 条 ， 对 应 解 决 城 市 和 人 类 社 会 的 具 体 问 题 和需 求 。 与 脑 科 学 的 反 射 弧 相 同 ， 城 市 大 脑 的 云 反 射 弧 由 担 任 感 受 器 、传 入 神 经 、 神 经 中 枢 、 传 出 神 经 和 效 应 器 的 数 字 神 经 元 构 成 。 制 定 云反 射 弧 标 准 涉 及 到 云 反 射 弧 的 发 起 、 数 字 神 经 元 邀 请 、 角 色 分 配 、 信息 路 由 设 置 、 运 行 状 态 监 控 等 等 方 面 。1.单 条 云 反 射 弧 示 意 图2. 基 于 数 字 神 经 元 网 络 的 N条 云 反 射 弧 示 意 图（ 18） 城 市 大 脑 的 云 反 射 弧 建 设 标 准 ： 架 构 布 局基 于 世 界 数 字 大 脑 模 型 的 城 市 大 脑 的 总 体 技 术 布 局 可 以 采 用 中 心化 和 去 中 心 化 (分 布 式 ） 结 合 的 方 式 ， 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 ，当 一 个 国 家 、 一 个 省 、 一 个 城 市 有 统 一 的 城 市 大 脑 建 设 规 划 时 可 以 使用 中 心 型 架 构 布 局 。 当 不 同 城 市 、 不 同 省 、 不 同 国 家 因 为 互 不 隶 属 ，没 有 统 一 的 城 市 大 脑 建 设 规 划 时 ， 可 以 采 用 去 中 心 化 （ 分 布 式 ） 架 构布 局 。（ 19） 城 市 大 脑 的 云 反 射 弧 建 设 标 准 ： 跨 层 级 交 互 模 型城 市 大 脑 作 为 世 界 数 字 大 脑 的 基 础 单 元 ， 在 地 域 层 级 上 可 以 分 为乡 镇 /社 区 级 ， 城 市 级 ， 省 /地 区 级 、 国 家 级 和 世 界 级 ， 从 数 字 神 经 元角 度 ， 每 个 级 别 都 属 于 世 界 统 一 的 数 字 神 经 元 网 络 的 一 部 分 。 从 云 反射 弧 角 度 ， 云 反 射 弧 即 可 以 在 同 一 级 别 内 发 生 反 射 解 决 同 一 级 别 内 部的 问 题 和 需 求 ， 也 可 以 从 低 级 别 向 上 扩 展 到 更 高 级 别 ， 完 成 跨 级 别 反射 。 解 决 从 乡 镇 到 城 市 ， 省 和 国 家 乃 至 世 界 范 围 更 为 复 杂 和 灵 活 的 人类 社 会 需 求 。（ 20） 城 市 大 脑 的 云 反 射 弧 建 设 标 准 ： 运 行 安 全城 市 大 脑 基 于 云 反 射 弧 的 运 行 过 程 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 的 云 反 射 弧 运 行 安 全 进 行 规 范 。（ 21） 城 市 大 脑 建 设 标 准 在 不 同 规 模 场 景 的 应 用城 市 大 脑 是 世 界 数 字 大 脑 的 组 成 部 分 ， 通 过 形 成 城 市 大 脑 建 设 标准 ， 既 可 以 应 用 在 社 区 ， 也 可 以 应 用 在 城 市 、 省 、 国 家 乃 至 世 界 范 围， 这 些 不 同 的 场 景 通 过 模 块 化 的 机 制 进 行 耦 合 ， 从 而 又 作 为 一 个 整 体进 行 运 转 ， 下 面 的 图 示 展 示 了 具 备 世 界 统 一 数 字 神 经 元 的 城 市 大 脑 ，如 何 通 过 云 反 射 弧 机 制 解 决 社 区 级 的 大 楼 失 火 问 题 ， 解 决 城 市 间 的 垃圾 处 理 问 题 ， 解 决 世 界 级 的 疫 情 防 控 和 气 候 变 化 问 题 。（ 22） 城 市 大 脑 的 标 准 建 设 流 程根 据 城 市 大 脑 的 建 设 原 则 和 总 体 架 构 ， 提 出 了 9条 城 市 大 脑 的 建 设 流程 ： 1.确 定 城 市 大 脑 责 任 主 体 和 责 任 范 围 ；2.发 现 责 任 范 围 的 重 点 问 题 和 需 求 ；3.规 划 所 需 数 字 神 经 元 范 围 和 类 型 ；4.设 计 问 题 和 需 求 对 应 的 云 反 射 弧 ；5.对 云 反 射 弧 方 案 进 行 多 方 评 估 ；6.研 究 技 术 共 性 ， 发 现 建 设 重 点 ；7.完 成 整 体 规 划 和 评 估 开 始 建 设 ；8.对 城 市 大 脑 运 行 状 态 进 行 监 控 ；9.共 享 建 设 经 验
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