二、城市大数据是智能城市建设的核心

城市在运行过程中，各种基础物理设施和市民源源不断地产生各种信息，形成了很多信息库和数据中心，通过交换共享将它们打通，便形成了城市大数据。城市大数据的可采性和可融性，使得其对城市智能化发展具有广泛的影响。事实上，城市智能化发展是一个从分到合、由浅入深的过程。从我国城市智能化发展路径看（见图2-2），首先从建设中间层的各种智能应用系统如智能医疗、智能电网、智能交通、智能物流等着手，然后分别向上、向下进行深入拓展：向上通过城市大数据和云平台，打通“数据孤岛”，综合运用大数据，推进分析、预测、决策与规划的智能化；向下通过物联网等的建设，形成高效的感知城市的传感器和网络，实现环境、交通、城市管理，以及人流、物流、信息流等的改善，实现人、物和信息“三元空间”的互通互融（潘云鹤，2015）。

（一）城市大数据是智能城市的战略资源

城市大数据实质上就是复杂城市系统的基础、过程以及实时状态的数字表达，城市的智能化则是通过数据分析处理与应用获得支撑和保障城市协同运营的科学决策信息。

大数据是基础资源。大数据将成为可以与土地、资金、物质资产和人力资本相提并论的重要基础性资源，可以提高企业和公共部门的生产率与竞争力。

大数据是重要的生产要素。大数据的演进与生产力的提高有直接关系。随着信息网络技术在国民经济各领域的不断渗透，各产业部门界限被打破，信息连接的深度与广度不断增加，实现了人、设备、服务、场景的连接。大数据在未来中国的发展中将有更大的舞台，在确保充分获取和共享大数据的前提下，掌握大数据挖掘、分析和利用的技术，就能让大数据成为实现经济转型升级的基础要素。

（1）政务管理方面。政务大数据是智能城市管理的基础资源。经过十多年的政府信息化建设，各个部门的信息化平台都是自成体系，形成了“数据孤岛”。大数据体系应该从各个部门的信息中心或者数据中心入手，通过数据资源体系弥补过去在不同行业中数据对管理和决策支持的空白。在用政务大数据技术把面向业务的数据转换成面向管理的数据的同时，政府信息管理的能力也能得到很大的提升，大数据成为一种有灵性的智能战略资源。

（2）国计民生方面。构建以人为本、惠及全民的民生服务新体系，就必须依托大数据，发现民生需求、丰富服务种类、提高服务质量，在健康医疗、养老服务、劳动就业、文化教育、交通旅游、社区服务等方面不断满足人民群众日益增长的个性化、多样化需求，加快民生服务普惠化。展望未来，结合大数据战略和“互联网+”行动的实施，各地将加快大数据在民生领域的应用探索和普及推广，使大数据更加深入地走进百姓日常生活中，真正实现智慧生活、信息惠民。

（3）国民经济方面。数据可以为世界经济创造重要价值，提高企业和公共部门的生产率与竞争力，并为消费者创造大量的经济剩余。生产、流通部门以及与之相关的各个部门形成一个复杂的系统，这个系统产生的大数据，可以促进智能经济、经济转型升级的发展。

（4）环境方面。在经典的理论层面上，城市环保大多通过环境系统建模的方式，运用数据和模型来定量人类活动所造成的环境影响，寻求可行的污染防治对策，探寻促进经济与环境协调发展的可能路径。但由于环境系统极为复杂且存在大量不确定性因素，问题的模糊性和数据的稀疏性都会对模型的应用价值造成很大影响。利用海量数据，可能为城市环保提供新的、更有效的手段，大数据有望成为信息化条件下开展环境执法工作的有力抓手。通过加强数据信息采集、实现数据整合共享、建立智慧环境执法系统、加强环境执法信息化建设，可以形成指标覆盖全面、疑点提取精准、应对简便灵活、整改绩效明晰的环境执法信息预警体系。

（5）决策参考方面。大数据分析有助于做出科学的行政决策，通过建立评估和预测预报模型预测事物未来发展趋势，政府可以在行动前精确预判各项管理措施的预期效果，降低管理风险。

（二）城市大数据是智能城市建设的驱动力

1．城市大数据是智能城市建设的新思维

城市大数据的出现为深入研究城市运行和发展提供了新的思路（Foth et al.,2011; Bays et al.,2012; Batty,2013; Wu et al.,2014），成为重塑城市竞争优势的新机遇（Kitchin,2014）。在全球信息化快速发展的大背景下，大数据已成为城市重要的基础性战略资源，利用城市大数据的规模、质量和应用优势，挖掘和释放数据资源的潜在价值，提升大数据的社会价值和经济效益，能够有效提升城市竞争力（李国杰，2015）。同时，大数据也已成为推动城市经济转型发展的新动力（Lepri et al.,2015），大数据正在推动生产要素网络化共享、集约化整合、协同化开发利用，促进生产原料、技术、人才和资金的流动模式创新和商业模式创新，成为促进企业业务创新增值、提升企业核心价值的重要驱动力，不断催生新业态，挖掘新的经济增长点。另外，大数据为提升政府治理能力提供了新的途径（马朝辉等，2016；范灵俊等，2016），大数据能够揭示传统技术方式难以展现的关联关系，挖掘看似无关的知识间的相关性并汇聚形成新知识，通过定性化判断和定量化分析实现对城市发展的诊断和评估，提升政府利用数据进行决策的能力，为有效处理复杂的社会问题提供新的手段（邬贺铨，2013；明仲等，2013）。

2．城市大数据是智能城市建设的新工具

城市大数据的目标、方法及应用之间的关系如图2-3所示。

城市系统分析需要以大量的经济、社会、行为、生物和物理原理等基本理论作为支撑，对复杂的相互作用、运动、交易、贸易、其他城市动态和扩散模式进行模拟。当前，一些城市模型主要是针对城市经济发展及基础设施规划和方案的评价；另外一些城市模型尝试经验性理解城市动态和理论验证城市概念，并将结果应用于城市相关部门的短期运营与管理中。然而，城市大数据已变得与数据驱动模型紧密相关，无需社会、心理、经济和区域规划等城市研究理论框架的支持。数据驱动模型给城市研究带来了新的方法论，尤其是使用一些高度非结构化和多类型的大数据，通过自底向上的方法对城市系统进行理解和分析，在改进城市动态资源管理、知识发现与理解、城市管理与市民参与、城市规划与政策分析等方面具有重要意义。

传统的城市系统分析方法在城市区域的主要应用包括衡量城市内两点间旅游者和服务的流动数据模型（Sen et al.,1995）、城市发展和结构模型，以及城市交通与土地利用相互作用的模型等（Fujita,1988）；在非城市区域的主要应用是交通网络动力学与出行方式选择分析（Ben-Akiva et al.,1985），包括住房动力学和居住区位理论模型、区域和地方经济模型、劳动力市场模型、产业区位和集聚模型等（Fujita et al.,1999）。这些城市系统分析方法通常是基于数学方程的，并借鉴了运筹学和统计技术，其对应的模型及大量的改进版本是近几十年来城市规划、政策制定和运营决策的基础。同时，以往的城市系统分析方法通常使用传统的人口普查和调查数据，是在较小程度上汇聚的管理。然而，随着许多城市大数据源的出现和使用，除了需对数据本身进行专业管理和处理外，还需要对传统城市系统分析模型进行重大修改，甚至需要研究全新的模型或结合数据科学的方法。当前已有越来越多的城市大数据被使用在这些城市典型问题研究中。例如，通过GPS数据估计从旅游起点到终点的旅客流量（Zhang et al.,2010）；利用详细的高速公路数据、主街道传感器数据，结合其他数据对就业可达性进行衡量（Levinson et al.,2010）；使用政府管理数据对劳动市场动态进行研究，利用社交媒体数据预测劳动力市场流动和失业指数、求职指数以及招聘指数（Antenucci et al.,2014）；利用在线房屋搜索数据研究房地产市场动态（Rae,2015）；另外，一些研究者利用社交网络数据进行城市交通规划（Kowald et al.,2015）、同群效应检测。

城市模型能够对城市的宜居性、社会包容度、差异化的运行决策和政策策略提供经验性分析，这方面的工作主要集中在社会排斥、工作联系和社会服务方面（Batty,2013; Bays et al., 2012; Thakuriah et al.,2013），包括分析老龄化问题、健康与就地养老问题（Thakuriah et al.,2011）、残障人需求问题（Reinhardt et al.,2011）等。城市管理数据在这方面的应用所产生的知识对城市化进程和政府管理起到了显著的促进作用，如进行福利改革和经济衰退后的紧缩措施的评估。关联数据、纵向城市管理数据能够支持对随时间变化的社会正义和城市效益复杂系统的分析与理解（Evans et al.,2010）。随着ICT的发展，新的解决方案允许我们对市民生活质量和幸福感在更细粒度水平上进行评估。通过相关辅助技术和ICT应用产生的个人数据能够用来评估城市生活质量的影响因素，为老年人和残疾人设计生活解决方案，支持城市健康发展（Lin et al.,2011）。

ICT的发展导致了一系列新的模型出现，如市民参与问题解决、规划和设计采购、投票表决以及项目想法分享等。通过感知城市及其不同的行为和使用模式，数据驱动模型已经激发了对城市问题的广泛研究，包括建立参与式传感系统的城市参与，基于位置的社交网络、旅游保健和健康应用，以及移动性和业务分析等；其他方面的应用包括城市资产和基础设施的动态资源管理，流动人口的协助生活和社会包容，以及社区危机信息感知等。如社交媒体分析的主要好处之一就是能够即时原样地感受人们的观点、意见和情绪，以及随时间和空间扩散。通过社交媒体分析，政策制定者能够及时监测民意，预测社会发展趋势，这种方式正在受到主要政府部门的鼓励，他们越来越多地认识到社交媒体在了解民众方面的重要作用，如城市哪些区域需要什么、公众对重大政策变革以及政治事件的反应等（Golbeck et al.,2013）。

数据驱动也在学习分析（Picciano,2012）、基于位置的社交网络（Zheng et al.,2011）、基于协同滤波的推荐系统（Ludwig et al.,2009）、基于社交媒体的异常发现（Sasaki et al.,2012）等方面具有重要的应用。试想，如果能够对这些信息流进行不间断的收集，并结合其他社会统计数据，这将可能捕捉到更大程度上的城市动态变化。

综上，城市大数据正被越来越多地用于一系列的城市问题的研究和解决。通过新形式数据同现存城市模型的结合，以及最新数据驱动模型，能够及时研究城市发展过程和行为，并能够更加详细地检验城市进程的相关问题及局部经验。

（三）城市大数据是智能城市管理的有效手段

1．城市大数据是城市管理的预测器

在大数据时代，人们可以利用大数据技术挖掘出事物之间隐蔽的相关关系，获得更多的认知。建立在相关关系分析基础上的预测正是大数据的核心价值。

现代城市的复杂性让城市管理更为复杂。在城市管理运行过程中，会产生大量的数据，比如户籍信息、交通数据、企业注册信息等，这些数据经过长期的累积，已具备大数据所应有的特征。对这些数据进行挖掘、分析，揭示城市管理运行中的经验规律，可以为城市管理决策提供数据依据。下面以三个典型案例进一步阐述。

（1）对于供给侧结构性改革而言，大数据能够集中反映市场需求变化，打通供需之间的内部联系，总结规律、预测趋势、辅助决策，为改革提供精细化服务。推动供给侧结构性改革，落实“三去一降一补”，并不是忽略需求的作用，而是要坚持以市场需求为导向，增强供给结构对需求变化的适应性和灵活性。大数据具有海量、多样、快速、真实等典型特征。利用大数据进行分析，企业能够找准市场需求、明确发展定位，进而创新产品、优化流程、降低成本、提升效益，政府也能够及时追踪企业乃至整个行业的发展动态，精准助力改革（陈清，2016）。

（2）在城市规划方面，收集城市地理、气象等自然信息和经济、文化、人口等人文社会信息，通过建立分析模型将这些数据有机关联起来并进行分析挖掘，可以有效预测城市未来发展，为城市规划提供强大的决策支持，强化城市管理服务的科学性和前瞻性。

（3）在舆情监控方面，通过网络关键词搜索及语义智能分析，能提高舆情分析的及时性、全面性，全面掌握社情民意，提高城市公共服务能力，应对突发的网络公共事件，打击违法犯罪。在安防与防灾领域，通过大数据的挖掘，可以及时发现人为或自然灾害、恐怖事件，提高城市应急处理能力和安全防范能力。例如采集、记录市民求助热线，借助电信运营商掌握的用户地址信息，将每个电话与地理信息关联起来；结合微博、微信等各类社交网站与工具以及道路监控设备等信息，进行深入分析，城市管理部门可以及时对潜在问题进行预判，通过应急预案组织或告知市民避险。

2．城市大数据是城市管理的诊断器

现代城市是一个复杂的巨系统，在城市发展和城市运行过程中产生问题是不可避免的，而且问题的影响因素也是复杂的。如何实现快速、低成本的问题诊断成为智能城市管理的关键，特别是我国在推进新型城镇化建设过程中，包括城市公共服务（布局和供给）不均衡、城市运行效率低、城市社会空间割裂等在内的城市问题会集中爆发。城市健康主要涉及健康经济、健康文化、健康社会、健康环境、健康管理等，发现问题、诊断问题、解决问题是城市管理智能化的必然途径。随着ICT的快速发展和智能城市建设的全面推进，城市内部各种传感器、摄像头的安装，以及微博、微信等社交网站的普及，大量数据源将会产生，从而为我们提供新的观察城市、分析城市和研究城市的平台，提升我们在公共服务（各类城市空间的布局和各项政府供给服务）、经济运行效率（产业选择和发展模式、资源供给和分配）、群体社会空间（居民认同感、社会犯罪、城市文化）、生态环境（居民生活环境、自然灾害）等关键领域解决问题的能力。

3．城市大数据是城市管理与治理的倍增器

大数据应用能够揭示传统技术方式难以展现的事物关联和关系，推动政府数据开放共享，促进社会事业数据融合和资源整合，将极大地提升政府整体数据分析能力，为政府有效处理复杂的社会问题提供新的手段。

（1）大数据提升政府统计能力

大数据极大地丰富了官方统计数据来源。很多大数据可以实时提供，满足即时需要，有助于提高官方统计的时效性。大数据的利用，为传统统计数据提供了更多验证和补充，有利于增强官方统计数据的真实性，进一步完善数据质量控制体系。

（2）大数据是提升城市治理水平的智能化工具

在城市治理的实践进程中，运用恰当的信息技术工具是提升治理水平和治理能力的有效手段。悄然而至的大数据时代，给城市治理提供了全新的渠道。大数据作为提升城市治理水平的战略资源和技术手段，能够优化治理过程，扩展治理的有效空间，是提升治理能力、推动城市健康发展的有效工具。

● 大数据提升科学决策水平。大数据作为一种理念、一种技术、一种战略资源，正成为政府坚持科学决策、民主决策、依法决策的新手段和新工具，大数据能够更加准确、动态地反映客观事实，对治理对象有着更加科学、深入的认知，为决策过程提供科学精准的决策依据，使得治理主体能够精准把握相关事件发展的规律和倾向，从而提高治理主体科学决策的能力。

● 大数据推动城市治理理念创新。大数据可以突破时间和空间的限制，从更深层次、更广领域促进政府与民众之间的互动，形成以政府为主导、以公众为主体、以公共服务为导向的多元协同的城市治理新格局和新理念。

● 大数据重塑城市治理模式。大数据时代带来的不仅仅是技术的变革、应用的变革，更是思维方式的创新、行为模式的创新，因此，大数据在应用于城市治理的同时，也推动着城市治理模式的创新。治理从线下走到线上，从电子政府发展到云政务，大数据推动行政流程再造，治理模式呈现出网络化、互通化、数字化、扁平化、标准化、快捷化以及高效化等特点，政府的工作效率和水平得到提升。

● 大数据提高政府服务效能。党的十八大报告提出，要“建设职能科学、结构优化、廉洁高效、人民满意的服务型政府”。大数据能够提升城市公共服务的质量和范围，加快服务型政府建设目标的实现。政府利用大数据可以进一步了解、挖掘城市居民的需求，提供更加全面具体、精准有效的公共服务，满足公众的多元化需求；可以了解“双创”政策落地成效，反馈和诊断“最后一公里”症结所在，聚焦“痛点”、瞄准“堵点”，有针对性地为公民创办企业服务，为企业“松绑”减负，营造亲商氛围，更好地为创业创新清障搭台；可以加强部门之间的信息及时共享和沟通，打破部门之间的“信息孤岛”，理清权限和职责，改变部门间各自为政的割裂状态，从而提升部门的办事效率，使各部门能够为公众提供更加高效的服务；可实现对决策过程的实时动态监控与预警，减少差错和舞弊行为，对建设阳光、高效、服务型政府具有积极意义。

（3）大数据是提高民生服务水平的智能“源头”

大数据在各民生服务领域的探索应用，成为政府改善民生、服务群众的有效手段，使得政府向市民提供方便、精准和快捷的民生服务成为可能。

通过对城市居民经济数据的分析和挖掘，有效确定困难群众、优抚对象，准确、及时、公平、有效地制定帮扶措施；通过对养老服务需求数据的获取、分析和发掘，精准、全面地了解城市养老现状，有效制定服务保障措施，优化调节养老服务资源，为城市居民养老提供支撑；采集城市各项基本数据，建立民生服务数据平台；利用大数据手段和技术，将影响城市环境的各种数字信息及其他信息资源加以整合并充分利用，为优化城市环境提供科学依据，打造城市绿色家园；通过对交通数据的实时收集和分析，实现个人出行的个性化、方便化、智能化，同时有助于缓解交通压力，让市民享受便捷、畅通的交通服务；通过对医疗领域海量数据的整理、开放和应用，调节医疗资源不合理的分布，改善医疗服务质量差的问题和缓解看病难的问题；根据患者的个人健康数据更好地辅助医生治疗，同时开发全新医疗个性化服务及自动服务，通过大数据在线应用更好地普及健康知识，让人们获取在线医疗咨询等，使公众能够享受到更加公平、便捷、有效的医疗服务，让智能医疗走进群众生活；通过大数据技术的开发和应用，丰富教育的模式，扩展知识获取的途径，缓解教育资源分配不均衡带来的问题，同时更加全面地了解学生的发展，有针对性地制定个性化、差异化的教育和学习方案，辅助教师确定最有效的教学方式。

（4）大数据为城市公共安全保驾护航

大数据时代的到来，开启了以数字化、智能化为核心的城市公共安全建设的新阶段。利用大数据、云计算等相关技术手段对海量数据进行有效的采集、分析和利用，通过数据开放和共享，打通城市内部的“数据孤岛”，为城市安全实时监测、科学预警、精准分析提供基础，为防控城市公共安全风险和构建及时、科学、有效的智能城市安全管理运行体系提供新途径、新手段，使政府的城市公共安全管理迈向科学化、精准化和智能化。

在安防领域，随着平安城市、天眼工程等项目的推进，安防监控系统已深入到各个领域和地区，依靠大数据分析既可以做到有效的事前预警，又可以为抓捕犯罪嫌疑人、打击犯罪行为提供帮助。在灾害预防方面，通过对地理、气象等自然环境数据的历史数据的分析和实时数据的监测、分析，可以及时发现人为事故或自然灾害，提高应急处理能力和安全防范能力等。在交通安全方面，通过对视频等数据的分析和对监测区域的智能感知，抓拍逆行及闯红灯现象、识别车牌、统计车流、调节信号灯，使得城市交通更加安全、通畅。

大数据在城市安全方面的应用不仅如此，还可以通过监测、采集信用卡等经济安全类数据，空气质量、食品安全等公共卫生安全数据，以及危化品运输数据、安全生产监测数据等其他公共安全数据，利用大数据技术挖掘、分析，精准、快速地做出安全评估和预测，有效辅助政府决策，为城市公共安全提供强大的支撑，以保障城市公共安全，使城市安全管理与服务更加及时、科学、有效。

总之，大数据为城市公共安全提供了强有力的支撑，为城市公共安全智能化提供了无限的可能。牢牢把握互联网条件下的大数据的应用，建立大数据智能城市安全的理念，推动智能城市公共安全与大数据的高度、高效融合，可以更好地把握城市安全的态势，推进智能城市建设进程，不断提高城市公共安全建设和服务的水平，为建设更加安全、美好的城市保驾护航。