任宗强 相娇娜 陈凌云

摘 要：城市大脑已经成为各地加快数字经济发展，提升社会治理现代化的核心，其在架构、功能和应用场景上的演进不断驱动着社会数字化转型与创新。但当前城市大脑仍处于功能与结构协同演化的阶段，有效实现数字赋能必须依靠城市大脑和功能小脑的协同合作。以温州瓯江口“城市大脑+产业智脑”为例提出城市大脑赋能城市创新发展新模式：以双脑并行实现系统化数字聚能;以双舱联动对企业全生命周期进行数字赋能;以数据整合共享推动业务功能的协同，以多维度的职能协同推动应用场景的创新，促进产城融合。这一机制激发了城市创新发展活力，对当前各地城市加快数字化发展，探索数字赋能路径具有现实指导意义。

关键词：城市大脑;产业智脑;数字赋能;数字经济;产城融合

中图分类号：C 94   文献标识码：A   文章编号：1672-7312（2021）04-0376-06

Research on Digital Dual Enabling Mechanism of Government

and Enterprise based on “City Brain and Industrial Brain”

REN Zongqiang1，XIANG Jiaona1，CHEN Lingyun2

（1.School of Business，Wenzhou University，Wenzhou325000，China;

2.School of Artificial Intelligence，Zhejiang college of SecurityTechnology，Wenzhou 325000，China）

Abstract：At present，the city brain has become the coreof accelerating the development of digital transformation and realizing themodernization of social governance.The evolution of city brain in framework，

function and application scenarios drive the continuous innovation of governancemethods in different regions.However，the city brain is still in the stage of co

-evolution of function and structure，and the real realization of digitalempowerment must rely on the collaborative cooperation between the city brain andthe functional cerebellum.Thus in order to explore the new mode of urbaninnovation and development with city brain，this paper takes the characteristicapplication of “city brain and industrial brain” in Oujiangkou，Wenzhou as anexample，gather the digital energy systematically through the cooperation of dual

-brain，digitally enables the whole life cycle of enterprise by twin-podlinkage，promotes business function collaboration by data integration and sharing

，promotes application scenario innovation by multi-dimensional functioncollaboration to realize the integration of industry and city.The whole mechanismcan stimulate the vitality of urban innovation and development which are ofpractical significance to accelerate the digital development of cities andexplore the path of digital empowerment.

Key words：city brain;industrial brain;digital empowerment;

digital economy;city-industry integration

0 引言

我国正处于新一轮科技革命和产业变革蓄势待发的时期，数字经济正在成为驱动我国经济高质量发展的重要引擎[1-2]。国家“十四五规划纲要”从经济、社会、民生等全方位勾勒出数字发展的宏伟蓝图。在全国如火如荼的数字经济与数字化改革的浪潮中，城市大脑正成为各地政府主推的核心项目，引领城市治理、产业经济与社会民生的协同发展[3]。城市大脑通过物联网、人工智能等技术连接城市各个单元中的数据资源，打通城市的神经网络，将物理世界中的城市映射到数字世界，借助数据分析洞察城市内在规律从而实现城市治理体系和治理能力现代化。城市大脑的建设，不仅是一个工程问题，更是基础理论研究问题，需要科学理论与实践应用相互促进，相互启发。但當前城市大脑缺乏清晰的理论机制和应用标准，赋能城市发展的方式和路径仍处于探索阶段;由此所带来的现实困境更为突出，普遍存在投入产出低、数字应用场景单一、数据资源应用能力低、产业拉动效应弱等诸多问题。我们通过梳理分析智慧城市与城市数字化发展的理论机制和功能架构，并结合对部分城市大脑调研总结，发现在现阶段城市大脑仍处于功能与结构的协同演化阶段，真正实现数字赋能不能单纯依靠城市大脑这一中枢系统，必须与执行功能运动的“小脑”系统进行协同合作。通过温州瓯江口“城市大脑+产业智脑”双轨运行案例，阐述政府“大脑”与企业“小脑”协同赋能产业发展机制。这种双轨运行机制可为现阶段城市大脑的建设提供现实指导，也对人们认识数字经济与现代城市建设的理论机制具有重要的启示作用。

1 城市大脑的理论概念和演进

1.1 理论概念

随着智慧城市建设不断推进，不同领域相继出现了“大脑”概念，2016年阿里提出阿里ET城市大脑，2017年华为提出城市神经网络，2018年科大讯飞提出城市超脑[4]。虽然城市大脑的建设如火如荼，但尚未形成统一的定义。2015年，城市大脑的概念首次在《基于互联网大脑架构的智慧城市建设探讨》一文中被提出：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”。从互联网类脑化和城市智能化发展的角度出发，城市大脑最终会形成自己的中枢神经（云计算）、城市感觉神经（物联网）、城市运动神经（工业4.0，工业互联网）、城市神经末梢发育（边缘计算）、城市智慧的产生与应用（大数据与人工智能）以及城市神经纤维（5G、光纤、卫星等通讯技术）[5]，其中城市神经元网络和云反射弧是城市大脑建设的核心，组织形成完整的体系架构全方位作用于城市发展。杭州基于城市生命体理论，将城市大脑界定为按照“互联网+现代化治理”思维，创新应用大数据、云计算等前沿科技构建的平台型人工智能中枢。从人工智能的角度解读，城市大脑则是对城市信息进行处理和调度的超级人工智能系统[6]。而在城市治理中，当前市场宣传的“城市大脑”运用于多元化的城市治理场景，而商业主义话语下的“城市大脑”则被形塑为无所不包的城市治理方法[7]，导致当前城市大脑更多地被认为是基于现代先进技术，作用于城市精细化治理、区域经济管理的全新基础设施，不仅成为面向政府的决策指挥中心，也是面向社会、企业的公共服务系统，所涉及的应用场景包括经济、安全、社会等方方面面。

1.2 城市大脑的演进

伴随着人、物、组织的不断增加，城市处于一个不断熵增的状态，若在发展的过程中没有外部力量的介入去协调内部的秩序，最终就会走向混乱从而导致城市发展的衰退。因此城市需要一种动态开放的系统去加速熵减，以提高治理效率和效果。而城市大脑作为一个融合互联网基因的开放型中枢系统，能够有效推动城市治理和产业发展，并在这一过程中保持着持续的生长和演进[8]。城市大脑的演进必然是系统整体的优化和升级，纵向上实现了架构、功能和应用场景上的成长，横向上达成了原始机械系统到自组织系统的转变。（如图1所示）。

人类社会、信息空间、物理世界三者的全面连通与融合正在成为新一代技术的重要特征与主要趋势[9]，新技术的出现对原有架构产生了冲击，如视频采集分析技术实质上构成了智慧城市的数字视网膜，彻底改变了城市大脑[10-11]。未来城市大脑的发展必然也会突破某个城市或区域的局限，并向中枢型大脑迈进。因此，为应对不断发展的未知技术所带来的冲击，城市大脑的架构搭建越来越趋于全面化、协同化。同样在功能上，由于不同资源具有不同的感知和计算能力，为提高城市感知性能需要对各类资源进行协同，管理者更加注重城市大脑对各要素进行协调配合所发挥的作用，将城市大脑作为支撑未来城市可持续发展的全新基础设施，以整个城市为单位做顶层设计，把各个行业、系统连接起来，充分实现数据的共享、开放、融合，实现城市跨时空的动态感知功能。得益于系统架构的不断演化，城市大脑不断扩大其应用层的覆盖面，实现了从單一场景应用到多领域场景协同应用的转变，并作为数字化变革的利器席卷社会发展，全面赋能城市数字化、智能化。如杭州城市大脑已建成涵盖公共交通、城市管理、卫生健康、基层治理等11大系统48个应用场景，完成从“治堵”到“治城”的转变。

2 数字化双轨运行机制构建

复杂适应系统理论（CAS）提出自适应的主体能够通过与环境共同演化、与其他主体交互，派生出更复杂的主体，激发新系统的涌现（HOLLAND，1994）[12-13]。而自组织理论则认为这种演化和交互是基于系统开放与非平衡状态的前提条件[14]。因此，针对城市大脑动态演进、自我修正和自我生长的本质特征，本文基于CAS理论和自组织理论提出了“城市大脑+功能小脑”的双轨运行机制（如图2所示）。

城市大脑作为传统的信息物理融合系统（CPS），通过计算和物理过程实现物理世界与虚拟世界的连接，但在与外部环境的交互中，与社会相关的要素被不断加入，功能小脑作为搭建城市大脑与社会空间联系的重要手段，是城市大脑功能活动的实践者，两者协同合作最终形成崭新的信息物理社会融合系统（CPSS）。

自组织理论提出系统协同演化的根本动力来自系统中各要素或子系统间的非线性相互作用，城市大脑与功能小脑通过“聚能-赋能”使得两者形成持续的动态交互。一方面，通过功能小脑集成来自经济、社会等领域的海量数据信息，实现数字化聚能;另一方面城市大脑对数据资源进行及时分析处理，转化为新的城市治理方式，并通过功能小脑实现数字化赋能，在这种不断的交互过程中形成复杂的自组织系统。新系统在与外部环境的交互中遵循着刺激—反应模型[15]，外部环境变化刺激主体的演化，并在发展目标指引下，

通过自我学习调整自身的结构功能积极应对外界信息，达到与外部环境和谐共生的状态[16]。城市大脑和功能小脑通过两者的协同交互，实现数据的互联互通，以更高效的手段实现全方位聚能、系统化赋能，使得城市大脑能够在新时代创新城市治理的新模式。

3 基于城市大脑的政企双轨创新案例

以温州瓯江口“城市大脑+产业智脑”为例，具体介绍数字化双轨运行机制的内在机理。瓯江口新区为浙江省级产业集聚区，地处温州瓯江与东海的交汇处，核心区规划面积为130 km2，规划人口近90万人。基于现有产业情况，制定了以智能制造业、安全应急产业和现代商贸服务业为主导的产业战略。当地政府以城市大脑建设为契机，为加快促进产城融合发展，根据自身定位推出了“城市大脑+产业智脑”双轨运行机制（如图3所示）。自2020年运行以来，实现了部门政务协同办公100%，“最多跑一次”事项100%覆盖。并启动建设第一批10个“数字工厂”，推动30家企业上云，初步测算全要素生产率提高25%。瓯江口基于双轨机制，以双脑并行实现系统化聚能，以双舱联动联动为企业赋能，最后通过产城融合为城市赋能。

3.1 双脑并行：系统化聚能

瓯江口政企双轨运行机制将双脑作为两大运营指挥中心，协同指挥政企双向数字化改革。其中城市大脑以“1158+X”架构体系为基础（即一个运营指挥中心、一个数据中心、五大支撑平台、八大重点板块应用），围绕感知、连接、汇聚、融合、应用、分析、决策、安全等8个方面打造瓯江口特色板块应用。产业智脑则是以产业经济为主线、围绕企业全生命周期管理、服务和赋能推出的创新示范应用。

双脑并行的目的在于实现系统化的数据聚能，城市大脑作为城市治理的中枢神经能够汇聚政府端的数据资源，产业智脑则利用大数据、物联网等技术采集企业端的数字信息并通过数据接口推送到瓯江口城市大脑，最终整合形成涵盖政企两端信息的数据仓。以三化融合为目标，实现数据—资源—能力的转化。

1）在数字产业化方面，通过分析产业智脑一体化平台和政府所掌握的公共数据，使企业对自身运营状态有全面的了解。

2）在产业数字化方面，利用产业智脑智能诊断企业升级空间，提升企业数字化竞争优势，从而优化区域经济结构。

3）在城市数字化方面，双脑的运行使得瓯江口能够从被动响应转为主动感知，以信息化、智能化的管理提升治理效率[17]。

3.2 双舱联动：为企业赋能

政府是企业数字化转型升级的重要推动力，为企业创新提供指导和保障，瓯江口致力于加快推进区域产业数字化转型，打造产城融合的数字城市[18]。通过打造政、企两侧“数字驾驶舱”，为政府、企业管理者提供科学的决策依据。其中政府“数字驾驶舱”聚焦于城市智慧应用场景，在企业成长的全过程中及时给予精准帮扶，形成政府、企业之间的良性循环。同时企业“数字驾驶舱”以企业为单元，整合分散在各部门业务系统的数据，建立企业单元数据库，运用大数据技术实现对企业精准画像，让管理者全面了解企业运行状态，为企业成长、营运、决策提供有力的数据支撑。

瓯江口通过政企两端的数据驾驶舱，借助高水平开放优势打造了独有的产业服务功能体系（如图4所示），即政府对企业全生命周期赋能。以服务企业为中心，打破条块分割、数据分散模式，构建产业园区各类事项“一网通办”的智能化服务管理。这一模式为政府和企业提供了开放高效的平台，在数据整合共享的基础上实现不同部门间的业务协同[19]。

3.3 产城融合：为城市赋能

过去新区建设一般都采用以单一功能在一定地域内的集合，从而带动其他功能集聚的模式，但随着生产活动的日益成熟，宜业不宜居的问题开始暴露，如生活服务设施缺乏等。为避免这类问题的出现，瓯江口在建设之初就以产城融合为目标，以“点—线—面”为导向，对新区发展进行全面系统的规划，致力于打造宜业宜居的标杆城市。

1）以社区为点，社区作为多维度场景的有机集合，是市民社会生活的微观场域，以双轨机制赋能社区发展是优化城市治理的出发点和落脚点。

2）以公共服务为线，公共服务是城市立足的基本条件，是城市生存发展的“生命线”，瓯江口加快建设学校、医院、邻里中心等社区配套设施，实现了医、教、研的复合型功能体系，为城市高质量发展打下扎实基础。

3）以产城融合为面，以线串点形成产城融合面，瓯江口基于自身特点构建了“北生产、中生态、南生活”三生融合的开放型空间架构。在赋能产城融合发展中，双轨机制能够有机整合松散的城市要素，推动物理城市向数字化、网络化、智能化转变，打造虚实协作的数字孪生城市。

产城融合是城市功能和产业发展协同共进与良性互动的动态过程，未来城市与产业的融合发展也必将呈现城市功能智能化、产业结构高级化、居民生活人性化等特征[20]。产业是城市发展的助推器，城市是产业发展的平台，两者的融合是未来智慧城市可持续发展的重要路径。

4 结语

城市是一个有机的生态体系，如何在数字化浪潮中对各要素进行协调规划从而激发社会发展活力成为一个城市的核心命题。城市大脑以统筹全局、系统高效的优势正在成为支撑未来城市可持续发展的全新基础设施，使得数字赋能城市管理成为一种崭新的治理方式。但在现阶段，城市大脑作為中枢系统，仍需小脑的协作实现具体的功能，两者交互的双脑运行机制则以数据整合共享推动业务功能的协同，以多维度的职能协同推动应用场景的创新。其核心要点在于实现城市大脑和功能小脑之间“聚能”与“赋能”的动态闭环，最终形成一个自我调节的自组织系统，以应对外部环境中任何一个社会要素或技术要素的变化可能对其造成的风险或影响，有效促进城市可持续发展。

城市是一个开放复杂的巨系统，不仅包括自然、人口、经济等自然要素，还涉及到政治、文化等社会因素，未来随着信息化、数字化技术不断嵌入人类生产生活的各个方面，要素之间的关系变得更加复杂多变，城市原有的社会结构、生产方式和治理方式都将不再适用。双轨机制作为复杂的自组织系统为城市现代化治理提供一种全新的路径，以经济增长为中心、以社会发展为最终目标，推动城市治理走向智能化、协同化、科学化，实现政府、社会、经济的全面协调、持续发展。

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（责任编辑：严 焱）

收稿日期：

2021-03-31

基金项目：

国家社科基金项目“面向智能制造的传统企业创新能力提升机制与路径研究”（17BGL044）;温州市基础性科研项目“温州制造业数字化转型升级机制与高质量发展模式研究”（R2020003）;温州市重大科技专项项目“基于人工智能的可感知区域教育大数据开放平台建设项目”（2018ZG015）

作者简介：

任宗强（1975—），男，山东临沂人，博士，硕士生导师，主要从事创新管理、数字经济的研究工作。