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城市云脑：基于互联网云脑的智慧城市新架构 刘锋 摘 要：智慧城市提出10年以来，依然存在概念不清晰，顶层设计缺乏，信息孤岛等问题，随着互联网的进一步发展，互联网类脑架构越来越清晰，作为城市建筑与互联网结合的产物，智慧城市也将出现新的架构，城市云脑由此产生，基于互联网云脑，本文重点阐述了如何通过类脑组织形式建设智慧城市，并依托大社交网络（城市恩神经网络）和城市云反射弧对智慧城市建设水平（城市智商）进行评价。 关键词：智慧城市 脑科学 城市云脑 互联网云脑 引言 2008年11月6日，美国IBM总裁兼首席执行官彭明盛在纽约市外交关系委员会发表演讲《智慧地球：下一代的领导议程》。“智慧地球”的理念被明确的提出来，目标是让社会更智慧地进步，让人类更智慧地生存，让地球更智慧地运转。在此基础上，智慧城市的概念孕育而生，并在此后的8年里，成为世界城市建设的的目标并得到大力推进。然而，智慧城市的概念并不清晰，盲目炒作、顶层设计缺乏、基础不扎实等问题，相关专家指出，部分智慧城市建设项目缺乏顶层设计和总体统筹，协同对接难度大，特别是部分垂直部门信息系统限于部门内部使用，缺少部门之间的数据共享与应用，评价标准不统一，与市民的需求往往有巨大的差异。 大工业革命使人类无论在力量的使用还是观察能力都获得的极大的提高。为此后100年开始的物理学大突破，奠定了技术基础。这些突破包括牛顿的万有引力，爱因斯坦的相对论，和众多科学家创建的量子力学大厦，这些突破都与”力“和”观测“有关。 图1 互联网云脑架构图 互联网革命对于人类的影响已经远远超过了大工业革命。与工业革命增强人类的力量和视野不同，互联网极大的增强了人类的智慧，丰富了人类的知识。而智慧和知识恰恰与大脑的关系最为密切。互联网的技术突破使得人类处在新科学革命的前夜。 从1969年互联网诞生以来，人类从不同的方向在互联网领域进行创新，并没有统一的规划将互联网建造成什么结构，随着人工智能，物联网，大数据，云计算，机器人，虚拟现实，工业互联网等科学技术的蓬勃发展，这些前沿科学技术的协同发展使得互联网的类脑架构已经越来越清晰。从2008年开始科学院大学刘锋、彭庚、刘颖、石勇等人发表论文提出互联网的进化趋势问题，并形成互联网云脑架构图。 二 城市云脑的定义与建设（一）城市云脑的定义应该说智慧城市是互联网发展到一定程度，向城市建设蔓延和深入的结果。因此建设智慧城市就不能忽略互联网的发展趋势和进化规律。智慧城市作为互联网云脑与智慧城市建设结合的产物，会继承互联网云脑的基本特点。因此城市云脑（图2）定义如下：
城市云脑就是基于互联网云脑模型的智慧城市新架构。城市在城市中枢神经系统（云计算），城市感觉神经系统（物联网），城市运动神经系统（工业4.0、工业互联网），城市神经末梢（边缘计算）的支撑下，通过城市神经元网络（大社交网络）实现城市人与人、人与物、物与物的信息交互，通过城市云反射弧实现城市服务的快速智能反应，从而推动一个城市各组成部分的有机结合，实现城市智慧的不断进步。这样的类脑智慧城市架构称之为城市云脑（city cloud brain）。 图3 城市云脑建设架构 （1）城市云脑的物联网建设是建设一个城市的躯体感觉神经系统和运动神经系统，主要由遍布城市企业，建筑，金融，交通，能源等等领域的传感器和智能驾驶，云机器人，无人机，3D打印，智能制造等系统组成。 （2）城市云脑的云计算建筑是一个城市的中枢神经系统建设，它通过服务器，网络操作系统，神经元网络（大社交网络），大数据和基于大数据的人工智能算法对城市云脑的其他神经系统进行控制。应该指出由于城市云脑是互联网云脑的子集，一个智慧城市建设不是孤立的，不同智慧城市云脑架构也往往交叉，譬如一个城市的云计算硬件设施很可能在另外一个城市，一个城市的大数据可能分布在不同城市存储。 （3）城市云脑的大数据建设本质上是城市云脑各神经系统在运转过程中传输和积累的有价值信息。这些信息分别来自居民的生活，企业的运转，政府的管理过程中产生的信息，也来自城市的建筑大楼，交通车辆，甚至是分布在城市土壤，空气，水域中的传感器传来的信息，这些数据是城市云脑真正产生智慧的基础。 （4）城市云脑的工业4.0和工业互联网是一个城市的运动神经系统发育，这将是城市云脑未来非常庞大的组成部分，包括智能驾驶，云机器人，无人机，3D打印、智能制造等等，他们通过延展运动和机械操作，帮助城市居民和管理者完成城市的运行和建设。 （5）城市云脑的边缘计算建设是城市云脑神经末梢的发育和成长，将人工智能技术和包含了人工智能技术的芯片与分布在城市的传感器，摄像头，智能终端，智能汽车，智能制造设备，楼房建筑，工业机器人等等地方，目标是使城市云脑的的感觉神经系统，运动神经系统的末梢控制变得更为智能和健壮。 （6）城市云脑的移动互联网建设是城市云脑神经纤维种类的丰富，让城市居民，企业，政府机构更为便捷，更不受地域限制的链接到城市云脑中。这需要对城市中的通讯运营商不断进行技术升级和基础设施建设，城市云脑的神经纤维建设是保证智慧城市运转的重要保证，是连接城市成为一个整体，确保城市云反射弧即使准确运转的关键。 （7）城市云脑的大社交网络建设是城市云脑的神经网络发育，应该说城市云脑的大社交网络是智慧城市建设最重要的两个因素之一，一直以来，社交网络被认为就是互联网上人与人的交互社区。但随着物联网，云计算，大数据等新现象的出现，社交网络的形态也必将发生改变。当物联网，工业4.0，工业互联网与社交网络融合时，每一栋大楼，每一辆汽车，每一个景区，每一个商场，每一个电器都会在SNS网站上开设账号，自动的发布自己实时的信息，并与其他”人“，和“物”进行交互.社交网络的定义将不再仅仅是人与人的社交，而是人与人，人与物，物与物的范围更大的社交网络.我们可以称为“大社交网络” （Big SNS)（图4）。
这个大社交网络与智慧城市紧密的结合是城市云脑能否建设成功的关键，无论是居民、企业、政府机构、路灯、车辆、工场，都要以城市神经元的方式加入到智慧城市的大社交网络中，这些城市神经元的互动，聚合，链接将使城市云脑真正变得更为智慧。 （8）城市云脑的云反射弧的建设，是智慧城市建设最重要的第二个因素，它的产生反应出一个城市在提供各种智慧相关服务过程中的种类和反应速度，城市云反射弧的种类越多，反应速度越快，其智慧程度也会越高。例如包括安防云反射弧，金融云反射弧，交通云反射弧，能源云反射弧，教育云反射弧，医疗云反射弧、旅游云反射弧、零售云反射弧，关于城市云脑的云反射弧研究我们将在第三节做详细介绍。 （9）作为智慧城市与互联网类脑架构结合的模型，城市云脑人工智能建设是智慧城市提升智慧的催化剂和灵魂，人工智能不仅仅通过算法如深度学习，机器学习与大数据结合，也运用到城市云脑的神经末梢，神经网络和智能终端中。譬如ＡＩ传感器，AI手机，AI智能生产设备，AI用户助理等等等等，人工智能如何与城市云脑进行结合，也将在第三节做详细介绍。 【作者简介】 |
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