對于城市研究領域來說，“人工智能”是一個前沿課題。深刻理解習總書記關于“人工智能”的戰(zhàn)略論斷，并將其貫徹于城市發(fā)展與規(guī)劃實踐當中，是今后城市研究理論探索和實踐創(chuàng)新的一個工作重點?；谇迦A同衡技術創(chuàng)新中心在城市規(guī)劃、管理和運維領域利用多源數(shù)據(jù)開展城市創(chuàng)新型智庫業(yè)務的深厚積累，我們對“人工智能將如何推進城鄉(xiāng)高品質(zhì)發(fā)展”這一論題提出探索性見解，以期就教于同行，共同推進國家“人工智能”戰(zhàn)略的實施。

自2008年IBM首次提出“智慧星球”(Smart Planet)的概念至今，其衍生概念“智慧城市”(Smart City)一直是多方學界與業(yè)界的關注熱點，各國政府也對此高度重視。從2012年起，我國住建部和科技部就先后公布了三批共290個智慧城市試點名單，推動了我國智慧城市建設項目的大量落地。

從既有實踐來看，智慧城市強調(diào)通過信息技術軟硬件的整合與集成，對多維度城市運營狀態(tài)進行實時動態(tài)監(jiān)測，實現(xiàn)了城市治理“監(jiān)測-評估-模擬-預測-決策”閉環(huán)中的第一步。隨著大數(shù)據(jù)和學習算法的不斷發(fā)展，“人工智能”正處于前所未有的蓬勃發(fā)展時期，Google公司研發(fā)的人工智能程序AlphaGo引發(fā)了“人工智能”的熱潮，使人們看到了“人工智能”豐富的內(nèi)涵與近乎無限可能性的巨大潛力，與此同時，“智能城市”(Intelligent City)的概念也將被賦予更豐富的內(nèi)涵與具有無限可能性的暢想。

與20 世紀90 年代曾一度被提出過的“智能城市”概念不同，在“人工智能”語境下探討的“智能”，更強調(diào)在政務系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)實時、動態(tài)持續(xù)生成和積累的基礎上，通過系統(tǒng)的自我診斷、評估和預警，更進一步實現(xiàn)具有自主操控特征的復雜模擬與情景呈現(xiàn)，進而為決策輔助提供客觀可靠的依據(jù)。

換言之，讓復雜系統(tǒng)如同擁有了類似“智人”般的“思考”能力，自主應對外部系統(tǒng)要素發(fā)生的變化，提出預警、評估及可能的解決方案。因此，無論是在深度還是廣度的范疇，“智能城市”都可以看做是“智慧城市”的進化形態(tài)。

人工智能將如何推動未來城市發(fā)展，實現(xiàn)城市讓生活更美好？我們認為，鑒于城市系統(tǒng)的復雜性和不確定性，要素間關聯(lián)的復雜和多變往往超出人類自身的認識能力，智能系統(tǒng)巨大的運算能力和海量的全覆蓋數(shù)據(jù)將有助于城市復雜系統(tǒng)實現(xiàn)自我評估、自動調(diào)優(yōu)以及治理智能化。

一、人工智能實現(xiàn)城市系統(tǒng)運行的自我評估。通過對人口、產(chǎn)業(yè)、交通、能源、不動產(chǎn)價格等城市方方面面的實時監(jiān)測，挖掘、評估并識別城市系統(tǒng)要素供給與需求間不平衡與不充分的矛盾，提出實時預警，避免城市運維風險，提升系統(tǒng)績效。

▲兩種基于深度學習的人口預測方法(左：LSTM長短期記憶網(wǎng)絡，右：貝葉斯框架下的時空模型，來源：清華同衡技術創(chuàng)新中心《城市運行監(jiān)測與評估關鍵技術和方法研究-時空模型分析梳理》課題研究組)

例如，通過地圖服務的位置定位數(shù)據(jù)，可以監(jiān)測到城市中特定區(qū)域人流快速聚集的異常情況，并提前提出預警避免擁擠踩踏等突發(fā)事件。通過手機信令數(shù)據(jù)，可以更精細準確地觀察到不同年齡段城市居住人口的分布地，并基于深度算法對人口數(shù)量及分布進行精準預測。進一步將人口規(guī)模與城市公共服務設施的規(guī)模等級與位置進行空間關聯(lián)后，精準地發(fā)現(xiàn)特定類型設施供給不足的區(qū)域，以及供給過剩需要進行功能轉(zhuǎn)換的設施。

二、人工智能輔助資源配置的自動調(diào)優(yōu)。基于城市系統(tǒng)級的運行評估，有效挖掘子系統(tǒng)間的內(nèi)在關聯(lián)，結(jié)合潛在的可調(diào)配資源，通過資源的跨時空調(diào)度分配，實現(xiàn)資源配置的調(diào)整優(yōu)化。

例如，在交通流與城市公共設施、人口、產(chǎn)業(yè)分布的聯(lián)合分析，可以挖掘交通擁堵的結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)級以及設施性、事故型原因，從而通過城市服務設施及用地的優(yōu)化布局，優(yōu)化城市道路整體的使用效率。

▲我國三大城市群產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢比較分析（來源：清華同衡技術創(chuàng)新中心《基于知識圖譜的產(chǎn)業(yè)精準定位關鍵技術研究》課題研究組）

在城市產(chǎn)業(yè)研究與發(fā)展方面，基于全國企業(yè)大數(shù)據(jù)與產(chǎn)業(yè)圖譜算法，根據(jù)地方已有的資源稟賦、產(chǎn)業(yè)基礎、人才技術和市場網(wǎng)絡等方面，對地方的產(chǎn)業(yè)“性格”進行畫像，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級的精準選擇；深度挖掘企業(yè)靜態(tài)數(shù)據(jù)與動態(tài)信息，轉(zhuǎn)化為行業(yè)、地區(qū)、企業(yè)規(guī)模、資本、技術等多維度的限定條件，實現(xiàn)智能精準招商。

三、人工智能推進城市治理的智能化。利用城市運行積累的大數(shù)據(jù)和成熟的學習算法，對城市治理過程中的投入與績效進行精細化評估，進而實現(xiàn)城市空間使用與政策的優(yōu)化。

▲基于城市管理大數(shù)據(jù)與學習算法的城市病治理技術路線（來源：清華同衡技術創(chuàng)新中心《基于城管大數(shù)據(jù)的城市病灶診斷評估》課題研究組）

面對國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化的宏觀要求，城市精細化治理需要解釋治理手段與政策實施后城市各個系統(tǒng)會發(fā)生怎樣的聯(lián)動變化；或者城市系統(tǒng)為實現(xiàn)特定的變化目標，應當采用怎樣的治理手段。

▲基于編碼器-解碼器結(jié)構(gòu)的語義分割模型的街景圖像分割識別（來源：清華同衡技術創(chuàng)新中心《基于居民運動軌跡與街道建成環(huán)境的城市空間健康水平評估》課題研究組）

傳統(tǒng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)獲取周期較長，難以滿足精細化治理小步快走的要求，無法實現(xiàn)政務信息資源整合和公共需求的精準預測和有效引導。而利用城市運行中的大量實時數(shù)據(jù)，結(jié)合城市研究中逐漸積累的系統(tǒng)動力學與人工智能算法，則可以為城市治理智能化提供良好的適用性與可支撐性，提高公共服務和社會治理水平。例如，基于居民運動軌跡，結(jié)合學習算法提取街道建成環(huán)境構(gòu)成的量化要素，研究居民運動行為對街道建成環(huán)境的偏好，并以此為基礎提出街道建成環(huán)境改善策略。

未來，人工智能將在多時空尺度和多城鄉(xiāng)維度，通過智能化手段惠及城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、鄉(xiāng)村振興等國家發(fā)展的諸多重要戰(zhàn)略方向，著力解決好當前發(fā)展不平衡、不充分的問題，助力“兩個一百年”奮斗目標的實現(xiàn)。

將目光從城市擴展到人居環(huán)境范疇，在城鄉(xiāng)統(tǒng)籌方面，人工智能將更注重如何在更廣闊空間范圍內(nèi)，實現(xiàn)城鄉(xiāng)一體化系統(tǒng)的自我評估、城鎮(zhèn)群功能結(jié)構(gòu)布局與跨區(qū)域資源的自動調(diào)優(yōu)，以提高城鄉(xiāng)間的統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)與高品質(zhì)治理水平。

通過符合各地社會經(jīng)濟水平的城鄉(xiāng)統(tǒng)一要素智能配置，培育城鎮(zhèn)及鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高城鄉(xiāng)間人口、貨物和服務的良性互動，同時緩解當前部分地區(qū)由于人口過度集中與公共品供給不足造成的城市病問題。

在鄉(xiāng)村振興方面，與“智能城市”相對應的“智能鄉(xiāng)村”將成為現(xiàn)有智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)注入人工智能技術后的一次升級。人工智能技術將根據(jù)生產(chǎn)地農(nóng)產(chǎn)品的生長情況以及銷售地的價格變化等情況，智能化地對鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略中提到的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系、生產(chǎn)體系以及經(jīng)營體系提供精準的解決方案。