智慧城市的大腦
——智慧模型的概念、類型和作用*

牛 強(qiáng) 夏 源 牛雪蕊 周 燚 NIU Qiang, XIA Yuan, NIU Xuerui, ZHOU Yi

0 引言

自IBM于2009年提出智慧城市的愿景以來，智慧城市的理念就成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)并迅速傳播到中國，在中國掀起一股建設(shè)智慧城市的熱潮。智慧城市旨在通過智能手段解決城市中的管理、環(huán)境、交通和基礎(chǔ)設(shè)施等基本問題，從而實(shí)現(xiàn)帶動城市經(jīng)濟(jì)、培育高智人群、改善環(huán)境質(zhì)量、優(yōu)化城市管理、提升生活品質(zhì)以及促進(jìn)交通可達(dá)性等目標(biāo)[1-2]。智慧城市被視為解決當(dāng)前城市中交通擁堵、環(huán)境污染、就業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展等復(fù)雜問題的萬能藥[3]，得到了產(chǎn)業(yè)界、學(xué)界、政府的廣泛重視。截止到目前為止，我國已經(jīng)有超過500個(gè)城市在進(jìn)行智慧城市試點(diǎn)。

然而在這個(gè)建設(shè)過程中，智慧城市也面臨著許多困境。部分城市把智慧城市建設(shè)等同于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，在這些設(shè)施建設(shè)上投入巨資，收集、存儲了大量數(shù)據(jù)，卻提升不了城市的治理水平。究其原因，在于這些城市忽略了數(shù)據(jù)的分析和利用，不能將數(shù)據(jù)應(yīng)用到城市問題解決、城市治理中來?？梢哉f，當(dāng)前的智慧城市能做到“眼觀六路，耳聽八方”，但是缺乏一個(gè)智慧的“大腦”來分析、利用收集到的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問題的癥結(jié)，給出智慧的解決方案。

針對這些問題，本文提出智慧模型就相當(dāng)于智慧城市的大腦，可以滿足智慧城市分析的需要；然后詳細(xì)論述了智慧模型的概念、類型、作用及其在智慧城市中的運(yùn)作機(jī)制，以期喚醒政府、企業(yè)和市民對智慧本原的認(rèn)識，推廣智慧模型在智慧城市中的應(yīng)用，推動智慧城市早日實(shí)現(xiàn)“智慧”。

1 智慧城市的智慧現(xiàn)狀

1.1 智慧城市的智慧所在

對于智慧城市（Smart city）的概念，學(xué)術(shù)界并未形成統(tǒng)一的認(rèn)識。我們從“智慧”入手，來解讀智慧城市的概念。智慧城市的核心在于實(shí)現(xiàn)智慧，其概念起源于國外的“smart city”。smart的英文釋義中就能體現(xiàn)智慧的含義，即“intelligent, capable of independent and apparently intelligent action”[4]（聰明的，能夠獨(dú)立明智行動的）。而中文“智慧”的釋義為“對事物能認(rèn)識、辨析、判斷處理和發(fā)明創(chuàng)造的能力”[5]。綜合國內(nèi)外對智慧的解釋，可以發(fā)現(xiàn)感知、分析和應(yīng)對3個(gè)要素涵蓋了智慧的主要特征。

同理，智慧城市必須具備這3個(gè)特征才能實(shí)現(xiàn)“智慧”。首先是感知的實(shí)現(xiàn)，相當(dāng)于給城市裝上眼、耳、鼻，使城市能夠通過各種傳感器設(shè)備來感知、采集城市中的各種數(shù)據(jù)。然后是分析的實(shí)現(xiàn)，相當(dāng)于給城市裝上大腦，使城市能夠通過數(shù)據(jù)分析，了解城市現(xiàn)狀、發(fā)現(xiàn)城市問題、探尋城市運(yùn)營機(jī)制、預(yù)測城市未來、生成問題解決方案。最后是應(yīng)對的實(shí)現(xiàn)，相當(dāng)于給城市裝上手腳，使城市能夠自主解決城市問題，迅速、靈活、準(zhǔn)確地對城市進(jìn)行調(diào)控。智慧城市的實(shí)現(xiàn)，3個(gè)特征缺一不可：感知是先導(dǎo)，感知到數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)分析和應(yīng)對的源泉；分析是核心，感知的數(shù)據(jù)必須通過分析才能發(fā)揮作用，而應(yīng)對也是基于分析出的應(yīng)對方案來開展調(diào)控；應(yīng)對是智慧城市的理想目標(biāo)，理想中的智慧城市可以像人一樣獨(dú)立自主地解決城市問題。

1.2 當(dāng)前的智慧實(shí)現(xiàn)情況

針對智慧的3個(gè)特征，我們從3個(gè)方面來分析當(dāng)前我國智慧城市中“智慧”的實(shí)現(xiàn)情況。

在感知層面，我國很多城市已經(jīng)建起了大量設(shè)備，并收集到了大量數(shù)據(jù)，能夠初步實(shí)現(xiàn)感知的功能。然而，智慧城市建設(shè)中還是廣泛存在“數(shù)據(jù)孤島”、“信息孤島”等問題。對此國家也要求“加強(qiáng)市政設(shè)施運(yùn)行管理、交通管理、環(huán)境管理、應(yīng)急管理等城市管理數(shù)字化平臺建設(shè)和功能整合，建設(shè)綜合性城市管理數(shù)據(jù)庫”[6]。因此，當(dāng)前感知層面的難點(diǎn)和未來的重點(diǎn)在于數(shù)據(jù)整合共享。

在分析層面，現(xiàn)狀智慧城市中已使用的分析工具數(shù)量較少，也不能很好地滿足智慧城市的分析需要，主要體現(xiàn)在3點(diǎn)：其一，城市作為復(fù)雜巨系統(tǒng)，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)數(shù)量多、頻率高，現(xiàn)有的分析工具難以高效、實(shí)時(shí)地分析這些數(shù)據(jù)；其二，現(xiàn)狀分析工具缺乏對城市運(yùn)作機(jī)制的分析與理解，導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析浮于表面，不能抓住問題關(guān)鍵；其三，現(xiàn)狀分析工具缺少決策支持能力，目前的分析主要停留于對現(xiàn)狀的測度評價(jià)，無法指導(dǎo)方案制定和選擇，決策者往往仍然需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)制定方案。因此，中國的智慧城市建設(shè)在智慧分析層面，還處于起步階段。

在應(yīng)對層面，我國的實(shí)踐尚處于萌芽階段。目前能實(shí)現(xiàn)的如：智能紅綠燈系統(tǒng)可以根據(jù)道路交通流量和行人數(shù)，自動調(diào)節(jié)紅綠燈的信號，以減少停車次數(shù)和延誤時(shí)間。但是目前城市中類似的應(yīng)對還非常少，因?yàn)閼?yīng)對的實(shí)現(xiàn)需要城市達(dá)到更高的智慧程度，十分依賴分析的支撐。而當(dāng)前城市中還沒有建立起成熟的分析技術(shù)體系，應(yīng)對也就難以實(shí)現(xiàn)。

綜上，當(dāng)前階段，感知已初步實(shí)現(xiàn)，分析才剛剛起步，而應(yīng)對還在待開發(fā)階段。智慧城市建設(shè)要想更進(jìn)一步發(fā)展，給它裝上一個(gè)智慧的“大腦”是關(guān)鍵。

2 智慧城市的大腦——智慧模型

智慧城市的大腦必須綜合運(yùn)用測度、評價(jià)、預(yù)測、模擬、決策等多種類型、不同側(cè)重點(diǎn)的方法和模型，才能滿足智慧城市多方面、多層次分析的需要。我們將這些能滿足智慧城市分析需求的模型、工具、方法的集合稱為智慧模型。正是這些模型的應(yīng)用，使得城市的運(yùn)轉(zhuǎn)更加智慧。智慧模型的來源廣泛，包括智慧城市中正在使用以及可能使用的各種數(shù)學(xué)模型和大數(shù)據(jù)分析等新技術(shù)方法。

圖1 5類智慧模型資料來源：作者自繪。

2.1 智慧模型的類型

智慧模型種類數(shù)量眾多，為方便智慧城市應(yīng)用智慧模型，本文從智慧城市的需求出發(fā)，按照智慧模型不同的作用，將其分為5類（圖1）。5類模型共同作用，可以應(yīng)用于智慧城市中從問題發(fā)掘到問題解決的全過程。

（1）城市測度評價(jià)模型

城市測度評價(jià)模型通過一系列精煉的指標(biāo)、圖示或特征類別來反映城市當(dāng)前的各種狀態(tài)，如交通流量現(xiàn)狀、醫(yī)療教育設(shè)施分布現(xiàn)狀等。該類模型具體包括協(xié)調(diào)度分析、多準(zhǔn)則評價(jià)等多種量化評估方法。運(yùn)用該類模型可以監(jiān)測、評估城市運(yùn)行狀態(tài)，從而即時(shí)發(fā)現(xiàn)城市問題。

（2）城市預(yù)測和模擬模型

城市預(yù)測和模擬模型可以基于現(xiàn)有發(fā)展條件或者特定政策情景來預(yù)測或模擬城市未來的改變。具體可采用時(shí)間序列分析、回歸分析等統(tǒng)計(jì)分析方法、系統(tǒng)動力學(xué)方法和元胞自動機(jī)、多主體系統(tǒng)等現(xiàn)代計(jì)算方法。運(yùn)用該類模型在一定程度上可以對城市未來的人口分布、交通分布、公共服務(wù)需求量等情況進(jìn)行預(yù)測，輔助發(fā)現(xiàn)城市問題，合理制定策略以應(yīng)對未來變化。

（3）運(yùn)籌和決策模型

運(yùn)籌和決策模型主要用于問題解決方案的生成。運(yùn)籌決策模型包括運(yùn)籌學(xué)、單目標(biāo)決策、博弈論等多種方法。運(yùn)用該類模型一方面更加科學(xué)，可以更準(zhǔn)確地找到相對最優(yōu)的解決方案；另一方面更加迅速，可以大大加快問題的解決速度和響應(yīng)速度。

圖2 智慧模型的作用資料來源：作者自繪。

（4）城市改變影響評估模型

城市改變影響評估模型主要用于評估不同的城市問題解決方案對經(jīng)濟(jì)、社會、交通、生態(tài)、物質(zhì)空間環(huán)境等產(chǎn)生的影響。所采用的方法主要有數(shù)理統(tǒng)計(jì)法、應(yīng)用模型法、仿真法等。城市改變影響評估模型的評價(jià)結(jié)果為人們選擇最優(yōu)問題解決方案提供了科學(xué)依據(jù)。

（5）城市運(yùn)作模型

城市運(yùn)作模型可以解析城市構(gòu)成要素之間的相互聯(lián)系和相互作用關(guān)系以及城市現(xiàn)象的成因，成果表現(xiàn)為反映城市運(yùn)作機(jī)制的數(shù)學(xué)模型或者規(guī)則。該類模型內(nèi)涵廣泛，包括元胞自動機(jī)、重力模型等多種模型。城市運(yùn)作模型是上述4類模型的基礎(chǔ)，是發(fā)現(xiàn)城市問題、合理運(yùn)籌決策的科學(xué)保障。

2.2 智慧模型的作用

上述5類智慧模型不是孤立地發(fā)揮作用，而是協(xié)調(diào)配合著共同解決城市中的問題或提供更智能的城市服務(wù)。例如，智慧城市在實(shí)時(shí)監(jiān)控過程中，利用測度評價(jià)模型發(fā)現(xiàn)了某個(gè)異?，F(xiàn)象或城市問題，就可能會馬上從運(yùn)作模型庫中尋找、匹配可以合理解釋該現(xiàn)象或問題的運(yùn)作模型，并進(jìn)行標(biāo)定，作為后續(xù)分析的基礎(chǔ)；然后運(yùn)用預(yù)測模型模擬問題的演化趨勢；接下來通過運(yùn)籌決策模型生成多個(gè)方案，并通過改變影響評估模型對這些方案進(jìn)行綜合評估，從中挑選出最優(yōu)方案進(jìn)行實(shí)施；在方案實(shí)施過程中，智慧城市還會通過測評模型，監(jiān)測城市運(yùn)行狀況，評估問題的解決情況，繼續(xù)“發(fā)現(xiàn)問題——解決問題”的過程。如此形成一個(gè)智慧的循環(huán)（圖2），不停循環(huán)往復(fù)，保證城市的健康運(yùn)行。

3 智慧模型在智慧城市中的應(yīng)用

為了具體說明5類智慧模型在智慧城市運(yùn)行中如何協(xié)調(diào)配合、共同發(fā)揮作用，下文選取智慧城市中的6個(gè)關(guān)鍵子系統(tǒng)：智慧管治、智慧產(chǎn)業(yè)、智慧交通、智慧基礎(chǔ)設(shè)施、智慧環(huán)境、智慧生活，結(jié)合具體場景，詳細(xì)展現(xiàn)智慧模型在其中的應(yīng)用。

3.1 智慧模型與智慧管治

智慧管治是應(yīng)用移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代技術(shù)手段構(gòu)建的統(tǒng)一的城市綜合管理與服務(wù)平臺[7]。智慧管治強(qiáng)調(diào)管治主體多元化、管治形式合作化和管治過程協(xié)商化的政府、企業(yè)和公眾三位一體的管治體系。它涵蓋了城市的市政管理、公共安全管理、公共設(shè)施管理、社會生活管理等多個(gè)領(lǐng)域。

以公共服務(wù)設(shè)施管理為例，政府和市民可以應(yīng)用智慧模型分析現(xiàn)狀公共服務(wù)設(shè)施的數(shù)量、分布和使用情況等數(shù)據(jù)，測評公共服務(wù)可達(dá)性、居民滿意度等指標(biāo)（亦即測度評價(jià)模型），發(fā)現(xiàn)當(dāng)前公共服務(wù)設(shè)施存在的問題；然后通過相關(guān)性分析判定公共服務(wù)布局與居民滿意度之間的關(guān)系（亦即城市運(yùn)作模型）；根據(jù)分析結(jié)果，可以構(gòu)建起公共服務(wù)選址模型、公共服務(wù)分配模型（亦即運(yùn)籌決策模型），進(jìn)而構(gòu)建出確保居民滿意的公共服務(wù)設(shè)施布局方案（包括公共服務(wù)設(shè)施位置、等級和數(shù)量的安排）。最后政府和市民還可以運(yùn)用改變影響評估模型來評估這些方案的綜合效益，以此為標(biāo)準(zhǔn)來選擇最優(yōu)方案。通過智慧模型將居民需求與公共服務(wù)設(shè)施布局對接起來，實(shí)現(xiàn)了自上而下與自下而上相結(jié)合的管理。

在智慧管治中智慧模型以社會管治問題為導(dǎo)向，不停地分析城市數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)城市問題，并迅速制定解決方案反饋給城市管理者，幫助解決城市問題。整個(gè)分析決策過程中，不同類型的智慧模型分工協(xié)作，共同提升城市管治的科學(xué)性和高效性。

3.2 智慧模型與智慧產(chǎn)業(yè)

智慧產(chǎn)業(yè)一方面指新一代信息技術(shù)催生的云計(jì)算產(chǎn)業(yè)、RFID產(chǎn)業(yè)、傳感器產(chǎn)業(yè)等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，另一方面也指工業(yè)、服務(wù)業(yè)、農(nóng)業(yè)等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的智慧化，包括智慧物流、智慧零售等。智慧模型在智慧產(chǎn)業(yè)中，一方面可以幫助政府制定城市產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，一方面可以幫助企業(yè)自身制定企業(yè)發(fā)展規(guī)劃。

以產(chǎn)業(yè)規(guī)劃為例，運(yùn)用智慧模型，政府可以對城市的產(chǎn)業(yè)體系、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)空間布局等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，測評城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，挖掘產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題（亦即測度評價(jià)模型）；然后可以對影響城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響因素如產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)業(yè)聯(lián)系等進(jìn)行分析，并總結(jié)其影響機(jī)制（亦即城市運(yùn)作模型）；根據(jù)解析的機(jī)制，可以預(yù)測城市未來的產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r（亦即預(yù)測模擬模型)；綜合這些分析預(yù)測結(jié)果，可以運(yùn)用模型生成多種產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方案：包括產(chǎn)業(yè)發(fā)展方案、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級方案、產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化方案等（亦即運(yùn)籌決策模型）；最后還可以建立指標(biāo)體系，評估不同方案的綜合效益，包括經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益等多個(gè)方面（亦即改變影響評估模型）。根據(jù)評估結(jié)果，政府可以挑選出最優(yōu)的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方案。產(chǎn)業(yè)規(guī)劃實(shí)施后，政府可以繼續(xù)應(yīng)用模型，對反饋的產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對城市產(chǎn)業(yè)的動態(tài)監(jiān)控，實(shí)時(shí)調(diào)整產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。

在智慧產(chǎn)業(yè)中，政府應(yīng)用智慧模型可以在分析了解市場現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，選擇正確的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，全面地整合產(chǎn)業(yè)資源，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，從而科學(xué)地實(shí)現(xiàn)對城市產(chǎn)業(yè)的宏觀調(diào)控；企業(yè)運(yùn)用智慧模型可以根據(jù)市場狀況快速反應(yīng)，制定正確的產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略，從而在市場競爭中占據(jù)主導(dǎo)權(quán)。智慧模型可以幫助城市產(chǎn)業(yè)更加健康平穩(wěn)地發(fā)展。

3.3 智慧模型與智慧交通

智慧交通指的是城市交通系統(tǒng)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析為代表的智能傳感技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信傳輸技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)等多種技術(shù)，以期解決交通擁堵、能源消耗、環(huán)境污染等問題，實(shí)現(xiàn)交通智慧化的過程[8]。

以共享單車投放優(yōu)化為例，決策者運(yùn)用智慧模型可以分析共享單車的時(shí)空分布數(shù)據(jù)，通過單車使用率等指標(biāo)來判斷共享單車在各個(gè)停車點(diǎn)的投放數(shù)量是否合理（亦即測度評價(jià)模型）；然后可以分析數(shù)據(jù)，了解居民使用共享單車的行為習(xí)慣（亦即城市運(yùn)作模型）；根據(jù)居民使用單車的習(xí)慣，可以預(yù)測城市共享單車的適宜投放地點(diǎn)及數(shù)量（亦即預(yù)測模擬模型）；綜合預(yù)測結(jié)果，智慧模型可以生成多種單車投放方案（亦即運(yùn)籌決策模型）；最后，決策者可以構(gòu)建指標(biāo)體系，對這些方案的綜合效益做出評估，根據(jù)評估結(jié)果選擇最優(yōu)的單車投放方案（亦即改變影響評估模型）。

智慧模型應(yīng)用在智慧交通中，一方面可以協(xié)助政府科學(xué)規(guī)劃交通設(shè)施，管理交通運(yùn)行，緩解交通擁堵問題；另一方面還可以為運(yùn)輸公司和市民提供出行服務(wù)，保證其出行的環(huán)保、便捷、安全、高效、可視、可預(yù)測，提高其出行品質(zhì)。智慧模型在智慧交通中的應(yīng)用相對成熟，高德地圖、百度地圖等公司已經(jīng)可以通過對城市交通運(yùn)行狀況的分析，為居民提供行車路線建議，這正是應(yīng)用智慧模型進(jìn)行智慧分析的一種體現(xiàn)。

3.4 智慧模型與智慧基礎(chǔ)設(shè)施

智慧基礎(chǔ)設(shè)施包括新一代信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)施及經(jīng)過智能化轉(zhuǎn)型的城市基礎(chǔ)設(shè)施[9]。其中信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)施包括寬帶網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等；城市基礎(chǔ)設(shè)施智能化轉(zhuǎn)型指水、電、氣、熱管網(wǎng)及道路橋梁等設(shè)施的智能化建設(shè)。

以智慧供電為例，管理者應(yīng)用智慧模型可以分析供電數(shù)據(jù)，迅速發(fā)現(xiàn)問題，實(shí)時(shí)監(jiān)管供電設(shè)施。具體來說，管理者可以通過智慧模型來分析城市中電力設(shè)施、用電終端的能源生產(chǎn)使用情況，測評設(shè)施現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)供電不足或供電浪費(fèi)等供電問題（亦即測度評價(jià)模型）；然后分析城市用電量的影響因素和影響機(jī)制（亦即城市運(yùn)作模型），預(yù)測城市各地區(qū)未來用電量情況（亦即預(yù)測模擬模型）；根據(jù)分析預(yù)測結(jié)果，可以模擬保證居民需求的儲能供能設(shè)施規(guī)劃布局方案（亦即運(yùn)籌決策模型），從而精準(zhǔn)匹配能源消費(fèi)需求，科學(xué)合理調(diào)配資源，解決供電不足或資源浪費(fèi)問題。最后還可以評估供電方案的經(jīng)濟(jì)成本和可行性，作為管理者挑選方案的依據(jù)（亦即改變影響評估模型）。

智慧模型應(yīng)用在智慧基礎(chǔ)設(shè)施中，不僅能夠通過實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)城市基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行中的問題，并迅速生成解決方案；還可以幫助人們在分析設(shè)施使用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，科學(xué)規(guī)劃設(shè)施布局，全面提升基礎(chǔ)設(shè)施的服務(wù)質(zhì)量和運(yùn)營效率。

3.5 智慧模型與智慧環(huán)境

智慧環(huán)境強(qiáng)調(diào)運(yùn)用傳感器、智能卡、RFID、識別碼和攝像頭等感知設(shè)備來采集和捕獲環(huán)境信息，然后分析感知信息，發(fā)現(xiàn)環(huán)境問題并迅速反應(yīng)，如此實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)管的智能化。智慧環(huán)境涵蓋了城市的生態(tài)保護(hù)、污染防治等多個(gè)領(lǐng)域。

以大氣污染防治為例，智慧模型可以協(xié)助管理者分析大氣污染成因，制定大氣污染防治方案。對于收集到的大氣污染相關(guān)數(shù)據(jù)（PM2.5數(shù)據(jù)、工廠位置數(shù)據(jù)、道路汽車通行量等），管理者可以運(yùn)用智慧模型清洗加工數(shù)據(jù)，提取出能測評地區(qū)大氣污染嚴(yán)重度、工廠廢氣量、汽車尾氣排放量的指標(biāo)（亦即測度評價(jià)模型）；然后對這些指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，分析判斷不同地區(qū)造成大氣污染的主要因素（亦即城市運(yùn)作模型）；根據(jù)分析的大氣污染成因，可以構(gòu)建模型，生成多套大氣污染防治方案供人挑選（亦即運(yùn)籌決策模型）；對于這些方案，可以采用指標(biāo)體系法構(gòu)建指標(biāo)體系，評價(jià)其綜合社會效益，便于管理者挑選最優(yōu)方案（亦即改變影響評估模型）。

在智慧環(huán)境中，智慧模型可以實(shí)時(shí)分析獲取到的環(huán)境數(shù)據(jù)，結(jié)合GIS系統(tǒng)，進(jìn)行環(huán)境影響評估，發(fā)現(xiàn)環(huán)境問題，自動生成解決方案并評估，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境質(zhì)量和污染排放的智慧監(jiān)測、預(yù)警和管理[10]。

3.6 智慧模型與智慧生活

智慧生活強(qiáng)調(diào)通過收集分析生活相關(guān)數(shù)據(jù)，為居民提供智能的生活服務(wù)，使居民的生活更加便捷。智慧生活包括智慧醫(yī)療、智慧教育、智慧旅游等多個(gè)領(lǐng)域。

以智慧旅游為例。智慧模型可以分析旅游相關(guān)數(shù)據(jù)（手機(jī)APP訂單信息、用戶旅行項(xiàng)目軌跡、景區(qū)的實(shí)時(shí)游客人數(shù)等），梳理數(shù)據(jù)，整理不同景區(qū)的旅游人數(shù)變化情況（亦即測度評價(jià)模型）；分析得到居民旅游習(xí)慣和景點(diǎn)游客數(shù)時(shí)空變化規(guī)律（亦即城市運(yùn)作模型）；據(jù)此預(yù)測未來景點(diǎn)游客數(shù)目變化情況（亦即預(yù)測模擬模型），為居民推薦旅游路線，保證居民旅游時(shí)避開游客高峰；甚至可以綜合景點(diǎn)附近的交通、住宿數(shù)據(jù)，為居民提供涵蓋交通方式選擇、旅館選擇的旅游規(guī)劃（亦即運(yùn)籌決策模型）。

在智慧生活中，智慧模型以滿足居民的生活需求為導(dǎo)向，對居民的生活行為、情感表達(dá)等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，快速實(shí)時(shí)地為居民提供問題解決方案和生活規(guī)劃。智慧模型甚至可以在居民行動之前發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，最終實(shí)現(xiàn)“思人所思，想人所想，做人所做”。

4 結(jié)語

經(jīng)過多年的建設(shè)與探索，智慧城市已經(jīng)初步建立起多種數(shù)據(jù)采集渠道，并逐步解決了“信息孤島”、“行業(yè)孤島”等問題，其工作重心正在從數(shù)據(jù)管理轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)分析。而智慧的分析需要智慧的模型，通過計(jì)算分析來發(fā)現(xiàn)城市問題、解析成因、提供解決方案。從這個(gè)作用來看，智慧模型就相當(dāng)于智慧城市的大腦，是智慧城市建設(shè)的關(guān)鍵所在。為此，本文針對智慧模型，解析了它的概念、特征，將其分為5大類型，初步構(gòu)建出了智慧模型的框架，并結(jié)合實(shí)例介紹了其在智慧城市6個(gè)子系統(tǒng)中的應(yīng)用。該成果可以從理論和方法論層面指導(dǎo)智慧城市構(gòu)建自己的“大腦”，從根本上提升城市的智慧程度。

盡管如此，智慧模型的研究才剛剛開始，存在大量工作要做：一方面，現(xiàn)成的智慧模型尚為數(shù)不多，需要眾多專家學(xué)者一起來針對智慧城市建設(shè)的需求進(jìn)行研究開發(fā)；另一方面，智慧模型要能集成到智慧城市系統(tǒng)中，系統(tǒng)地發(fā)揮作用，還有大量的開發(fā)工作?？傊?，智慧模型的體系充實(shí)和付諸實(shí)踐，尚需學(xué)者和從業(yè)者的深入研究和長期不懈努力。

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