1、城市大脑与超级智能建设 规范研究报告 1.0 2020 年 3 月 2 日 作作者者介介绍绍 刘刘锋锋 计计算算机机博博士士，2 20 00 08 8 年年受受聘聘于于中中国国科科学学院院虚虚拟拟经经济济与与数数据据科科学学研研究究中中心心， 2 20 01 19 9 年年受受聘聘南南京京财财经经大大学学教教授授( (客客座座），人人工工智智能能学学家家主主编编、沃沃民民高高科科超超级级智智能能 研研究究院院院院长长，远远望望智智库库超超级级智智能能实实验验室室主主任任。主主要要研研究究方方向向为为互互联联网网、人人工工智智 能能和和脑脑科科学学交交叉叉领领域域，发发表表相相关关学学术术论论文

2、文 3 30 0 余余篇篇，出出版版专专著著两两部部（互互联联网网进进 化化论论崛崛起起的的超超级级智智能能）。 2 20 00 05 5 年年，刘刘锋锋博博士士提提出出互互联联网网知知识识共共享享与与交交易易的的“威威客客”模模式式，受受到到中中央央电电视视 台台新新闻闻联联播播、人人民民日日报报、中中国国青青年年报报等等国国内内外外重重要要媒媒体体的的报报道道，引引领领近近百百家家企企 业业进进入入该该领领域域，由由此此推推动动数数家家独独角角兽兽企企业业的的产产生生。2 20 00 07 7 年年通通过过深深入入研研究究互互联联网网 结结构构的的重重大大变变化化，提提出出并并建建立立了了

3、“互互联联网网大大脑脑模模型型”，对对包包括括城城市市大大脑脑、行行业业 大大脑脑、前前沿沿科科技技涌涌现现和和相相互互关关系系进进行行深深入入研研究究。在在人人工工智智能能领领域域，2 20 01 14 4 年年与与石石 勇勇教教授授一一起起建建立立标标准准智智能能模模型型，形形成成 A AI I 与与人人类类通通用用智智商商测测试试方方法法，成成果果受受到到美美 国国 C CB BN NC C、麻麻省省理理工工科科技技评评论论、日日本本每每日日新新闻闻、印印度度排排名名第第一一的的英英文文媒媒体体 I In nd di ia at to od da ay y 等等世世界界主主流流媒媒体体的

4、的报报道道。 目录目录 CONTENTSCONTENTS 简述：本报告核心观点.1 第一章 互联网大脑(超级智能)与城市大脑研究相关背景.4 第二章 城市大脑和超级智能的理论基础-互联网大脑模型.6 第三章 互联网大脑、城市大脑的“大脑”概念阐述. 9 第五章 构建未来超级智能与城市大脑的核心规范.15 第六章 构建城市大脑与未来超级智能产业分析框架.20 第七章 构建未来超级智能和城市大脑关键技术与企业名录.24 第八章 如何测量一个城市大脑的智商，城市智商的测试方法.41 第九章 构建未来超级智能和城市大脑建设规范需要解决的问题.46 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0 1 简述：

5、本报告核心观点 互联网经过 50 年发展，从网状结构发展成为大脑模型，到 21 世纪，数十亿 人类群体智慧与数百亿智能设备机器智能通过互联网大脑架构形成超级智 能。 城市大脑是互联网大脑发育过程中与城市建设结合的产物，一方面会继承互 联网大脑的特征，另一方面是互联网大脑的子集，通过互联网大脑，城市大 脑之间也进行信息互动。 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0 2 互联网大脑有三个重要特征，第一是类脑神经元网络与万物互联 ，第二是 人机双智能中心控制，人类权限最大，第三是云反射弧的形成与信息的跨节 点传递。 根据互联网大脑的三个特征，可以形成城市大脑和未来超级智能的三个顶层 技术规范。第

6、一是：统一的神经元节点技术框架（为人类，设备和软件系统 建立）；第二是：对于每个神经元节点人机双智能控制，人类权限最大；第 三是：跨节点信息路由，实现云反射弧 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0 3 根据互联网大脑的构成，形成能够实现城市大脑和未来超级智能的 19 个相 关技术和企业方向，每个方向举出 8 到 12 个技术或企业作为范例 超级智能（互联网大脑超级智能（互联网大脑/城市大脑）的产业架构城市大脑）的产业架构 1 类脑神经元网络2 视觉神经系统3 听觉神经系统4 躯体感觉神经系统 5 运动神经系统6 定位与空间位置服务7 神经纤维系统8 中枢神经系统 9 神经反射弧系统10

7、梦境世界构建11 记忆系统（大数据存贮与大数据处理） 12 人工智能算法13 群体智能 14 人机交互界面 方向 15 超算与大规模计算 16 安全防护17 芯片方向18 操作系统方向 19 神经系统综合应用 （系 统集成） 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0 4 第一章 互联网大脑(超级智能)与城市大脑研究相关背景 21世纪以来， 21世纪以来， 眼花缭乱的前沿科技新概念喷薄而出， 从Web2.0、 社交网络、物联网、移动互联网、大数据、工业 4.0、工业互联网 到云机器人、 深度学习、边缘计算， 特别是在 2010 年以来，前沿科技领域出现诸多“大脑”概念，企业界出现谷 歌大脑，百

8、度大脑，阿里大脑，360 安全大脑，腾讯超级大脑等，产业界出现城 市大脑，城市神经网络，工业大脑，航空大脑等，其中城市大脑的出现引起了政 府。学术界和产业界的高度重视。并在很多城市开始推动。 在学术领域，科学院团队 2008 年发表论文提出“互联网大脑模型”，提出互 联网经过数十年的发展正在从网状结构发展成为大脑模型， 互联网结构的这一重 大变化也必将对科技，经济，产业，城市建设等诸多领域产生重大影响。 2015 年 2 月，科学院团队根据互联网的类脑特征与智慧城市结合，发表文 章 基于互联网大脑的智慧城市建设 提出“城市大脑”的概念和定义， 内容如下： “城市大脑是城市建设伴随着 21 世纪

9、互联网架构的类脑化过程， 逐步形成自 己中枢神经（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）城市神经纤维（5G、光纤、卫星等通讯技术） 在上述城市类脑神经的支撑下，形成城市建设的两大核心：第一是城市神经 元网络（城市大社交网络）实现城市中人与人，人与物，物与物的信息交互。第 二是城市大脑的云反射弧，实现城市服务的快速智能反应。云机器智能和云群体 智慧是城市智慧涌现的核心动力。 这样基于互联网大脑模型的类脑城市架构称之 为城市大脑”。 在产业领域，2016 年阿里提出阿里 ET 城市大脑，2017

10、 年，华为提出城市 神经网络，2018 年提出城市超级大脑，科大讯飞提出城市超脑。 在城市建设方面，从 2016 年，杭州、上海、北京、广州等城市各自提出和 开展了不同城市大脑建设方案， 其中上海市开展了以建设城市神经元为重点的顶 层方案。 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0 5 2016 年之后，城市大脑领域出现了突飞猛进的发展势头：在基础理论研究 方面，科学院团队分别在 2017 年科学蓝皮书，2018 年 IEEE 国际会议上发表论 文， 进一步阐述了城市大脑的建设框架，重点提出城市大脑是一个聚合机器云智 能与人类群体智慧的类脑智能复杂巨系统。同时提出了城市智商的评价标准，指 出

11、通过对城市神经元网络和城市云反射弧的成熟度考察， 可以评估一个城市的城 市智商。 在城市大脑成为前沿科技和产业的新一轮热点时，学术界，产业界关于什么 是城市大脑意见并不统一。就如何建设城市大脑，存在各种不同的观点和设计规 划， 譬如前文提到的类脑智能复杂巨系统是其中最早的一个定义，也有企业认为 城市大脑是一个综合物联网、大数据、云计算，人工智能的技术综合体，或者认 为城市大脑是一个通过人工智能系统对城市各个部分进行管理和控制的信息系 统。 究竟应该按照那种观点和理论开展城市大脑的顶层设计就成为一个非常重 要的问题，深入研究可以规避信息孤岛的产生，重复性建设以及战略规划失误等 问题。 城市大脑与

12、超级智能建设规范研究报告 1.0 6 第二章 城市大脑和超级智能的理论基础-互联网大脑模型 近 20 年以来，数百万家前沿科技企业不断推进城市、人类社会的智慧发展， 应该说智慧城市，城市大脑原本是互联网发展到一定程度，向城市建设自然蔓延 和深入的结果。因此无乱是建设智慧城市还是建设城市大脑。就不能忽略互联网 的发展趋势和进化规律。 我们知道网状模型是互联网最早也是最重要的模型，某种意义上，互联网可 以说是美苏冷战的产物。为了防止通讯系统在核战争中被彻底摧毁，1969 年， 美国国防部研究计划署开始构建阿帕网， 将美国四个研究机构的四台计算机连接 起来。互联网崛起之路就此开始。可能它的创造者也没

13、有想到，在短短的 50 年 中，互联网已成为对人类社会影响最为深远的技术。 无论从互联网的起源还是从它的名称看， 网状结构一直是互联网留给人类最 突出的印象，即使是在学术领域中，它的定义也是这样描述的“互联网是指将世 界范围计算机网络互相联接在一起的网际网络”（如 1 所示）。 图 1 互联网的网状模型 激烈的竞争和技术的快速应用，使得互联网不断呈现出新的现象和状态。 2004 年以腾讯和 Facebook 为代表兴起的社交网络，担负了链接世界范围的人、 物、系统和数据的功能，并将自己的触角蔓延到人类社会的各个角落，成为互联 网最重要的基础应用之一。如果我们把它们的结构图绘制出来，可以看出有着

14、非 常强的类脑神经元网络特征。2015 年 2 月，自然报道了英国科学家的最新 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0 7 成果， 他们发现， 脑中的神经元放电就像一个社交网络， 也存在社群和好友关系。 这表明社交网络与人脑神经元网络的趋同时在两个方向得到体现。 早在 2009 年 IBM 提出智慧地球导致物联网兴起之前，2007 年中国的水利 部门开始在长江、黄河等水域安放流速传感器，获取水流和水深的变化信息；在 土壤中安放化学传感器，获取酸碱度和压力的变化；在空气中安放温度传感器， 获取温度和湿度的变化。 这些传感器获得的数据通过互联网通讯线路传输到北京 水利部的大型计算机中进行处理，

15、形成实时的水文报告，为防汛抗旱提前做出预 测和判断， 这个基于互联网的传感器网络向人类社会体现了显著的类躯体感觉神 经特征。 2007 年，谷歌的街景系统开始推出，在世界范围安防摄像头和视频观察汽 车，让互联网用户可以实时观看世界各地的场景和景色，不仅仅是 Google 的街 景系统，互联网的视频实时监控在 21 世纪初已经开始大范围应用。一些旅游公 司在风景区安放摄像头，让人们可以提前看到风景区的实时画面；一些公司提供 家庭视频监控服务， 把摄像头安放在家中， 让用户随时可以查看家庭的安全状况。 谷歌街景系统等互联网实时摄像技术涌现出典型的类视觉神经特征。 在上述现象的启发下，从 2007

16、年科学院石勇、刘锋团队开始意识到，在新 的世纪里互联网已经明显突破了网状的结构。越来越多的迹象表明，互联网正在 向与人类大脑高度相似的方向进化。由此石勇刘锋团队基于人类大脑的构造原 理，从 2008 年开始，到 2018 年形成了如下图所示的互联网大脑模型图。 图图 2 互联网大脑模型图互联网大脑模型图 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0 8 如果用文字描述互联网大脑模型（Internet Brain），它的定义是这样的： 互联网大脑就是互联网向与人类大脑高度相似的方向进化过程中， 形成的类 脑巨系统架构。互联网大脑具备不断成熟的类脑视觉、听觉、躯体感觉、运动神 经系统、记忆神经系统、

17、中枢神经系统、自主神经系统。互联网大脑通过类脑神 经元网络（大社交网络）社会各要素（包括但不仅限于人，AI 系统，生产资料， 生产工具）和自然各要素（包括但不仅限于河流、山脉、动物、植物、太空）链 接起来，从而实现人与人、人与物、物与物的交互，互联网大脑在云群体智慧和 云机器智能的驱动下通过云反射弧实现对世界的认知、 判断、 决策、 反馈和改造。 上面的互联网大脑模型图不是描述互联网在 1969 年诞生时的架构，而是根 据科技的进展对互联网经过 50 年甚至是 100 年的进化，形成的未来成熟结构。 相对与互联网诞生之初的网状模型， 互联网大脑的模型出现了如下几个重要的变 化和特点： 第一个重

18、要变化是将人类用户以及商业机构、军事机构、政府机构等社会组 织作为重要元素加入到互联网大脑模型中。 第二个重要变化是将音频传感器、视频监控、温度传感器、压力传感器、机 器人、交通设备、生产设备等元素加入到互联网大脑模型中，形成互联网的听觉 神经系统、视觉神经系统、躯体感觉神经系统、运动神经系统。 第三个重要特点是突出社交网络是实现互联网类脑神经元网络的技术基础， 提出社交网络不仅仅是人与人的社交，也将发展成为人与人、人与物、物与物的 社交网络，我们将其命名为“大社交”网络。 第四个重要特点是依托“大社交”形成的类脑神经元网络架构， 形成互联网的 左右大脑架构，一方面是人类、商业机构、军事机构、

19、政府机构链接起来形成互 联网的右大脑-云群体智能，另一方面是传感器、音频视频监控、机器人、交通、 生产、办公、家庭智能设备链接起来形成互联网的左大脑-云机器智能。云群体 智能与云机器智能的结合也是超级智能实现的基础。 第五个重要特点是体现了人工智能、 大数据等关键技术在互联网大脑中的位 置，同时由于互联网感觉神经系统、运动神经系统、类脑神经元网络，神经纤维 的形成，使得互联网产生类同与人类神经反射的现象，我们将这个新机制命名为 云反射弧。 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0 9 第三章 互联网大脑、城市大脑的“大脑”概念阐述 因为在神经学领域“大脑”有特定的含义，主要是脑的中枢神经高级

20、部分，主 导生物的智能活动，这里大脑是脑的一部分，脑除了包含大脑，还包含小脑、间 脑、脑干，以及延伸出去的神经纤维与神经末梢。一些产业和企业大脑沿用了生 物学大脑的内涵，成为产业级人工智能的一部分。 但另外一方面，包括互联网大脑，城市大脑等科技概念中，大脑的内涵并不 是特指神经学的大脑，而是“巨大的，范围广大”的类脑系统，类同于神经科学的 脑概念，但是一种“大”脑。 科技领域大脑的两种不同含义，对研究互联网类脑模型，构建城市大脑，工 业大脑等产业级智能系统时会带来混淆和误区， 这篇文章重点对这两种大脑概念 和外延进行阐述。 3.1 第一种：“大脑”是神经学领域 “大脑”概念的延伸 在神经学领域

21、，生物脑特别是人脑由大脑、 小脑 、 间脑 、脑干组成。其 中：大脑是中枢神经系统的最高级部分，也是脑的主要部分，人类的大脑最为发 达，是思维的器官，主导机体内一切活动过程，并调节机体与周围环境的平衡， 所以大脑是高级神经活动的物质基础。 图图 3 大脑的主体结构大脑的主体结构 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0 10 目前产业界或企业界所提出的大脑概念， 如谷歌大脑， 百度大脑， 工业大脑， 一些城市建设的城市大脑等主要对应了神经学的这个大脑含义， 主要表达建设一 个企业级，行业级或城市是级的人工智能巨系统，对来自企业，行业或城市感知 传入的各种信息进行综合处理，并作出判断或决策，实

22、现相关的管理需求。 3.2 第二种：大脑是指产业界形成的类脑复杂巨系统 2008 年开始，在互联网产业领域诸多新现象的启示下，互联网大脑模型被 提出，含义是互联网通过 50 年的进化，从网状结构发展成为类脑模型，因为互 联网涉及的设备元素众多，覆盖的范围非常庞大，因此互联网的这个类脑模型被 成为互联网”大”脑，这里的“大“脑主要是指非常庞大或巨大的类脑结构。是包含 了神经元网络，中枢神经，感觉神经，运动神经，神经纤维，神经末梢，神经反 射弧在内较为完整的神经系统体系概念。并不等同于神经学的大脑概念。 2015 年，论文基于互联网大脑模型的智慧城市建设（作者：刘锋）提 出了城市大脑的定义。提出城

23、市的智慧化建设会伴随互联网的类脑化进程，出现 智慧城市的类脑化特征。 城市大脑的两个重要的特征是城市级神经元网络和城市 级云反射弧。 同样， 城市大脑的“大”脑也是巨大的庞大的脑的概念， 是互联网大脑的子集， 而不是神经学里的大脑，因此，从 2015 年提出城市大脑定义时，并不认为城市 大脑是一个城市级的 AI 巨系统或信息管理系统。 3.3 城市大脑的起源与定义 城市的起源可以上溯到 6000 年前以前，考古学证明最早的城市起源于美索 布达米亚平原，但城市产生以后并不是从一个地方扩散的，而是在不同地域产生 后各自传播，这就是城市产生的多元学说。 城市的智慧程度是伴随人类科技和文明的进步发展起

24、来的。 18 世纪中叶开始 的工业革命，城市迎来了一个崭新的发展时期。作为工业化原动力的各种原料产 地，特别是煤炭、沿海地区，资本、工厂、人口的迅速集中，形成了人口集中、 密度高、工业发达的城市。如英国的蓝开夏地区、德国的鲁尔地区、美国的大西 洋沿岸和五大湖沿岸等。 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0 11 到 1950 年世界城市化水平为 29.2%，1980 年上升到 39.6%， 2000 年达到 46.6%， 预计到 2020 年将达到 57.45%。这个时期城市现代化的标志，包括城市 内部与城市之间的分工与协作；基础设施高能化；道路、交通（国内与国际）、 通讯、供排水、供电、

25、供气等现代设施的灵敏化；城市管理工作的信息化等【2】 。 2009 年 1 月，IBM 公司首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”，由此延伸的 智慧城市概念极大推动了世界各个国家的城市现代化进程。 随着互联网类脑化进 程的加速，对人类社会结构的不断深入，智慧城市的建设也无可避免会受到互联 网大脑模型的影响。 近 20 年以来，数百万家前沿科技企业不断推进城市、人类社会的智慧发展， 应该说智慧城市原本是互联网发展到一定程度， 向城市建设自然蔓延和深入的结 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。城市大脑作为 互联网大脑与智慧城市建设结合的产物，会继承互联网大脑的基本特点，因此基

26、 于互联网大脑架构实现的智慧城市系统也可以被称为城市大脑（City Brain）， 而基于互联网大脑架构建设的城市可以成为类脑城市（ Brain City ），如图 3.1 所示。 图图 4 城市大脑示意图城市大脑示意图 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0 12 2015 年基于互联网大脑架构的智慧城市建设一文提出城市大脑的概念， 并在之后形成了更为更为详细的内容和定义： 城市大脑就是城市建设伴随着互联网的发展过程中，逐步形成自己中枢神经 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） ， 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

27、）， 城市神经纤维（通讯技术）。以此为基础形成城市的两个核心功能：第一是城市 神经元网络系统(城市大社交网络），实现城市中人与人，人与物，物与物的信 息交互。第二是城市大脑的云反射弧，实现城市服务的的快速智能反应。云机器 智能和云群体智慧是城市智慧涌现的核心动力。 这样基于互联网大脑模型的类脑 城市系统称之为城市大脑。 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0 13 第四章第四章 从互联网大脑模型中提炼的三个重要特征从互联网大脑模型中提炼的三个重要特征 图图 5 互联网大脑模型互联网大脑模型 从互联网大脑的定义和互联网大脑模型中， 我们可以看到存在三个最重要的 特点。 通过这个三个特点的分析

28、可以为建设未来成熟的城市大脑超级智能系统提 供理论基础。 4.1 类脑神经元网络的建设与万物互联 与神经元网络是人类大脑最重要的结构一样， 类脑神经元网络也是互联网大 脑最重要的结构之一，如上图中的 1 所示，世界万物需要映射到互联网大脑类脑 神经元网络上，世界万物包括真实世界的人，人造设备，自然元素，虚拟世界的 应用程序，控制系统，虚拟人工智能角色，每一个元素都应该在互联网大脑的类 脑神经元网络中映射成一个神经元节点(用户信息管理与控制空间），通过这个 神经元节点，世界万物可以同步自己的信息与知识，运行属于自己的功能程序。 更为重要的是，世界万物可以通过自己的神经元节点相互关注，相互通讯，实

29、现 互联网大脑类脑神经元网络的构成与激活。 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0 14 4.2 云群体智能与云机器智能的双智能中心控制 如上图中的 2 所示，数十亿人类在互联网大脑神经元网络的映射云群体智 能。 数百亿设备在互联网大脑神经元网络的映射构成了云机器智能。这样互联网 大脑运行的智能驱动力来源与 云群体智慧和云机器智能，这两种智能类型联合 控制着互联网大脑的运行。但因为互联网大脑的形成还是为人类提供服务。需要 受控与人类， 因此在这两种智能联合控制时， 必须保证人类智能拥有最高的权限。 4.3 云反射弧的形成与信息的跨节点传递 如上图中的 3 所示，随着人类用户，传感器、云机器

30、人、智能设备、类脑神 经元网络的加入，互联网大脑模型的各神经系统逐渐完善起来。这样在人类神经 系统中一个非常重要的智能现象-反射功能在互联网的大脑模型中也将出现，我 们将互联网大脑的这个反射过程称为云反射弧。 它是互联网大脑成为一个超级智 能体， 从而可以对世界外部和互联网内部的信息刺激产生反应的关键。在具体实 现上， 与人类大脑的机制相同，互联网大脑的云反射弧也需要不同种类的神经元 之间形成联动，将信息从一个神经元节点传送到另一个神经元节点，在根据需求 不断向其他神经元传递。这种机制与当前的社交网络点对点通讯是不一致的。 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0 15 第五章 构建未来超级

31、智能与城市大脑的核心规范 从第四部分互联网大脑的理论基础探讨中， 我们对三个重要的特征进行了深 入的探讨。根据这三个特征可以形成三个重要规范。第一个规范简要的说是统一 的神经元节点技术框架（为人类，设备和软件系统建立）；第二个规范简要的说 是对于每个神经元节点人机双智能控制，人类权限最大；第三个规范简要的说是 跨节点信息路由，实现云反射弧 这个三个特征既是构建未来超级智能顶层规范的基础， 同时作为互联网大脑 的子集， 城市大脑本质上也是一个链接城市居民智慧和城市机器智能的类脑超级 智能系统。因此城市大脑的建设也应该遵循着三个规范。下面就对这三个规范进 行详细介绍： 5.1 世界范围统一的神经元

32、技术框架 从互联网大脑模型可以看出，无论是互联网大脑或者作为子集的城市大脑， 其建设核心并不是人工智能系统，云计算，大数据，边缘计算等技术，而是世界 范围超级智能类脑神经元网络的构建。 基于互联网大脑模型的超级智能类脑神经元网络的建设， 一方面能够将世界 范围（特别是城市范围内）每一个人，物和系统元素，包括大楼，路灯，汽车， 燃气管道，城市的居民，医生，商业机构，市政管理人员(市长），监控城市交 通，医疗，安全的智能系统 提供一个统一的神经元节点空间。 图图 6 超级智能类脑神经元网络超级智能类脑神经元网络 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0 16 在这个节点空间里，人，物，系统可以将

33、自己的信息进行映射同步，可以运 行相应的管理控制程序，通过这个节点空间实现，人与人，人与物，物与物，人 与系统，物与系统，系统与系统的相互关注与信息交流。我们提出在城市神经元 节点中应该有 5 个重要的组成部分，分别是; 1) 信息展示区，对映射对象发布的信息进行显示的权限控制 2) 功能模块区，根据不同的映射对象需求提供不同的功能模块 3) 智能控制区，对信息展示和功能模块进行管理的区域，要求同时允许人 类和 AI 控制 4) 神经元节点编码，对所有的城市大脑神经元节点进行统一的编码 5) 空间位置编码，对所有城市大脑神经元节点所处的地理位置和海拔高度 进行统一的编码，标注其位置（如果是网络

34、智能系统，空间位置将为 0） 图图 7 城市神经元节点中城市神经元节点中 5 个重要的组成部分个重要的组成部分 另一方面， 也是更为重要的是， 每个神经元节点都应该就有统一的技术结构， 节点编码，和地址编码，不但在一个城市内统一，而且在不同城市之间的神经元 节点的规范也要统一，不但是城市大脑要统一，在农业大脑，工业大脑，建筑大 脑等等专业领域里也也要统一，这样才能保证符合城市大脑、行业大脑都是互联 网大脑的子集， 各城市大脑和行业大脑可以通过互联网大脑架构实现相互协同合 作。 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0 17 5.2 每个神经元节点实现人类智能和机器智能双重控制，同时人 类的使

35、用权限最高 互联网的左右大脑分别由人类的群体智能和设备的机器智能构成， 互联网大 脑在这两种智能的驱动下运转，这是概念的描述，但具体技术实现就落在人类和 AI 程序对互联网大脑（城市）神经元节点的双重控制上。 也就是人类用户可能登陆到神经元节点(用户空间）完成人类控制下的神经 元节点运行，在人类不在的情况下，AI 程序在人类的授权下对这个神经元节点 进行控制。譬如市长登录到自己的神经元节点空间同步自己的信息和资料，对某 些城市事件进行处理，链接城市突发事件现场的摄像头观看，但当市长暂时退出 节点时，AI 程序可以根据市长授权对文件和请示进行处理。 同样对于一辆自动汽车，正常情况下 AI 程序对

36、这个汽车进行控制，并将信 息随时同步到这个汽车城市神经元节点上，供其他居民查看，但当汽车出现异常 时，人类管理员应该可以登录到汽车神经元节点对这个自动汽车进行接管。 图图 8 神经远节点中人类的控制权神经远节点中人类的控制权 为了保证人类具有绝对的控制权，每个神经元节点，不论是人，物或系统都 要保证至少有一个人类用户对该节点具有最高控制权。 这样反应在大尺度的城市 大脑和互联网大脑上，人类的群体智慧就是超过机器智能的权限，避免全部交给 机器和 AI 系统进行决策导致的失控现象。 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0 18 5.3 在类脑神经元网络中实现信息路由功能， 与世界范围 （城市）

37、 人类的需求结合从而实现需求云反射弧 当世界范围(城市）的人，设备，物，系统都被链接到类脑神经元网络中， 大量的需求，问题，服务就可以通过诸多城市神经元节点的协作完成，从感知城 市的事件需求到中枢神经处理，最后反馈到现场执行，形成一条条超级智能的需 求云反射弧，满足一个城市，行业，居民区或一个国家的智慧运转和发展。 在这种情况下， 信息就不能只是在一个神经元节点与另一个神经元节点之间 传递，而是可以根据需求，信息从一个神经元到达另一个神经元，并根据路径规 划，继续向下一个神经元节点传递，直到完成需求。 图 9 城市云反射弧机制 譬如在一个大楼里，当某个传感器发现火情信息后，通过自己的城市神经元

38、 节点将该事件调度给灾害管理节点。灾害管理节点中的 AI 控制程序对火情信息 进行判断，将判断结果和火灾信息持续传递给人类管理者，并等待人类管理者反 馈， 如果在规定时间内没有人类管理者反馈，同时有人类管理者之前的授权， AI 控制程序根据事件内容，确定了火情发生的地点、火情的严重程度，生成新 的指令，发送给移动灭火机器人。 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0 19 移动灭火机器人收到指令以后，移动到火情发生的地点，执行灭火任务。移 动机器人同样有 AI 控制程序和人类控制程序， 在执行 AI 控制指令时， 如果出现 人类指令，优先执行人类指令 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.

39、0 20 第六章 构建城市大脑与未来超级智能产业分析框架 图图 10 城市大脑与未来超级智能产业分析框架城市大脑与未来超级智能产业分析框架 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0 21 超级智能（互联网大脑超级智能（互联网大脑/城市大脑）的产业架构城市大脑）的产业架构 1 类脑神经元网络2 视觉神经系统3 听觉神经系统4 躯体感觉神经系统 5 运动神经系统6 定位与空间位置服务7 神经纤维系统8 中枢神经系统 9 神经反射弧系统10 梦境世界构建 11 记忆忆系统（大数据存贮与大数据处 理） 12 人工智能算法13 群体智能方向 14 人机交互界面 方向 15 超算与大规模计 算 16 安

40、全防护17 芯片方向18 操作系统方向 19 神经系统综合应 用（系统集成） 1.超级智能（互联网大脑超级智能（互联网大脑/城市大脑）城市大脑）-类脑神经元网络方向（范例）类脑神经元网络方向（范例） 第三方符合三个顶层 规范（空） 微信、QQ微博Tiktok，抖音、多闪 脸书 FacebookTwitterline阿里巴巴（B2B） 2.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-视觉神经系统方向（范例）视觉神经系统方向（范例） 海康威视 类脑神经元网络 旷视科技商汤科技云从科技 依图科技中科视拓日本基恩士美国康耐视 3.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-听觉神经系统（范例）听觉

41、神经系统（范例） 科大讯飞云知声声智科技捷通华声 思必驰NuanceMSRA 语音出门问问 4.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-躯体感觉神经系统（范例）躯体感觉神经系统（范例） 美国MEAS传感器公 司 霍尼韦尔国际公司美国凯勒公司中电 13 所/55 所 盾安传感华天科技明皜传感矽睿 5.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-运动神经系统（范例）运动神经系统（范例） GE海尔达闼科技abb 发那科（FANUC）大疆pony.aiWaymo 新松机器人 6.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-定位与空间位置服务（范例）定位与空间位置服务（范例） GPS 卫星导航

42、系统“北斗”卫星导航系统俄罗斯 GLONASS百度地图 “伽利略”卫星导航北斗网格编码千寻位置高德地图 7.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-神经纤维系统（范例）神经纤维系统（范例） AT&T中国移动Verizon日本软银集团 Communications沃达丰德国电信中国电信 中国联通华为思科semtech 的LoRa标准 8.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-中枢神经系统（范例）中枢神经系统（范例） 亚马逊 AWS微软 Azure阿里云腾讯云 华为云百度云世纪互联金山云 网易云中国移动云计算 9.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-神经反射弧系统（范例）神

43、经反射弧系统（范例） UBER滴滴淘宝京东 拼多多美团亚马逊顺丰 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0 22 哈啰出行货拉拉 10.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-梦境世界构建（范例）梦境世界构建（范例） AutodeskUnityOculus Rift3ds MAX Epic Games小签科技谷歌地球海云科技 数字冰雹暴雪娱乐魔兽世界Secondlife口袋妖怪 GO 11.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-记忆系统（大数据存贮与大数据处理）记忆系统（大数据存贮与大数据处理） 谷歌百度搜狗中科五极 沃民高科Palantir明略科技神策数据 Salesforc

44、e字节跳动OracleSplunk 12.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-人工智能算法方向人工智能算法方向 （范例）（范例） OpenAIDeepmind图灵机器人深思考 AIBrainCloudMinds第四范式H2O Zebra Medical VisionIris AI地平线寒武纪 13.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-群体智能方向（范例）群体智能方向（范例） 知乎猪八戒网得到Quora 喜马拉雅维基百科互动百科一品威客 ElanceFreelancer 14.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-人机交互界面方向（范例）人机交互界面方向（范例） 华为

45、手机苹果手机三星手机戴尔 联想OculusHTC Vive微软 Hololens 亮丰台NeuralinkBrainCo 15.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-超算与大规模计算（范例）超算与大规模计算（范例） 美国国际商用机器公 司（IBM） 美国克雷美国惠普企业 中科类脑联想比特大陆 曙光国家超级计算济南中心国家超级计算无锡中心 国家超级计算天津中 心 国家超级计算广州中心国家超级计算郑州中心 国家超级计算深圳中 心 国家超级计算长沙中心 16.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-安全防护（范例）安全防护（范例） Optiv Security安天奇虎 360安恒信息

46、Nexusguard瀚思绿盟 深信服奇安信美国雷神Herjavec Group 英国 BAE 系统以色列 CyberArk 17.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-芯片方向（范例）芯片方向（范例） 英特尔AMD英伟达中芯国际 ARM高通华为海思赛灵思科技 荷兰 ASML 公司台基电北京神州龙芯 18.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-操作系统（范例）操作系统（范例） 微软Windows苹果 iOS谷歌 安卓Jolla LinuxYunOSFirefox OSInternetwork Three OSHuawei LiteOS 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0

47、23 RT-ThreadIOS 19.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-神经系统综合应用（系统集成）神经系统综合应用（系统集成） 亚信科技太极信息数字政通中国软件与技术服务 锐安科技神州泰岳网御星云易华录 讯飞智元科大国创擎天科技东软系统集成 城市大脑与超级智能建设规范研究报告 1.0 24 第七章 构建未来超级智能和城市大脑关键技术与企业名录 7.1 北斗时空网格码（定位与空间位置服务） 简评：北斗时空网格码可以为解决神经元节点的地理位置编码提供重要支持。 （信息来源： 北斗时空网格码技术源自由北京大学牵头的国家 973 项目“全球空天信息剖 分组织机理与应用方法研究（2009

48、年-2013 年）”。提出了地球剖分方法（地球 空间剖分成无缝无叠的多层次离散网格）和提出大数据组织参考框架（为现有各 种规格的数据统一组织提供空间参考系， 地球上所有区位信息和空间实体信息均 可通过编码关联到相应的参考网格上，形成空间大数据的降维机制，提升数据关 联计算效率，加快分析与决策）。通过三次地球扩展，实现整度、整分、整秒的 四叉树剖分，形成一个上至地球、下至厘米级面元（32 级）的多尺度四叉树网 格。 北斗网格码是在 GeoSOT 地球空间剖分理论的基础上发展出的一种离散化、 多尺度区域位置标识体系， 它可以为地心至地上 6 万公里地球空间中各种大小不 等、最高精度达 1.5 厘米的任意网格赋予全球唯一的一维整型数编码，并可在同 一区城范围内，与任意一个实体对象和各种不同的数据建立起内在的相互关联。 北斗网格码与北斗导航系统相结合，将提供一种全新的空间位置服务模式， 特别适合作为现代信息社会的大数据入口，并贯穿整个信息链的所有环节。它的 推广应用，不仅能给高精度位