人工智能城市、多智能體城市及其評價研究

文｜杜明芳

黨的十八大提出“堅持走中國特色新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化道路，推動信息化和工業化深度融合、工業化和城鎮化良性互動、城鎮化和農業現代化相互協調，促進工業化、信息化、城鎮化、農業現代化同步發展。國家新型城鎮化規劃（2014-2020）明確提出推動新型智慧城市建設。國家互聯網信息辦提出了新型智慧城市概念，并牽頭組織國家發改委等26個部委聯合推動新型智慧城市建設。《“十三五”國家信息化規劃》（國發〔2016〕73號）給出了新型智慧城市建設行動的具體規劃方案。

人工智能城市（AI City）和多智能體城市（MAC）

為搶抓人工智能發展的重大戰略機遇，構筑我國人工智能發展的先發優勢，加快建設創新型國家和世界科技強國，國務院2017年7月發布了《新一代人工智能發展規劃》，指出當前人工智能的戰略態勢為：人工智能成為國際競爭的新焦點，成為經濟發展的新引擎，帶來社會建設的新機遇。新一代人工智能相關學科發展、理論建模、技術創新、軟硬件升級等整體推進，正在引發鏈式突破，推動經濟社會各領域從數字化、網絡化向智能化加速躍升。當前，新一代人工智能正在加速融入我國經濟社會各領域，為工業化、信息化、城鎮化、農業現代化均注入了新動能，帶來了新的發展思路。另一方面，從發展趨勢看，“十一五”、“十二五”及“十三五”前期“互聯網+”、大數據、智慧城市已經充分發展起來，為人工智能城市的到來奠定了堅實的基礎。

人工智能城市定義：在遵循城市發展規律和滿足社會經濟發展需求前提下，以城市科學、人工智能、信息物理系統、系統工程理論為支撐，在城市大腦統一管理下，在人類智慧空間、信息空間、物理空間三大空間支撐下，綜合采用人工智能、大數據、云計算、物聯網、移動互聯網、工業互聯網、現代通信、區塊鏈、量子計算等新一代信息技術實現實時感知、高效傳輸、自主控制、自主學習、智能決策、自組織協同、自尋優進化、個性化定制八大特征的高度智能化城市。“人工智能城市”簡稱為“AI城市”。人工智能城市是支撐我國“十三五”期間新型智慧城市向縱深建設發展的一套以“智能+”為特色的綜合技術體系和方法模式體系，是新型智慧城市的高級階段，是數字中國戰略的一個具體實現。

人工智能城市的具體實現是多智能體城市。智慧城市的業務體系涉及智慧建筑、智慧社區、智慧園區、智能制造、智慧交通、智慧物流、智慧能源、智慧環保、智慧醫療健康、智慧教育、智慧旅游、智慧政務、智慧零售、智慧安全應急、智慧水務、智慧金融、智慧信用、智慧農林、智慧媒體社交等相關內容。本文按照智慧城市發展現狀將智慧城市業務劃分為若干個產業鏈相對獨立（特定情況下也有少部分交叉）的垂直領域，這些垂直領域又分別包含若干個子系統及其組成單元，城市管理中心（智慧城市主智能體/Smart City Main-Agent，SCMA）與各垂直領域（智慧城市子智能體/Smart City Sub-Agent，SCSA）的不重復性、完整性累加構成完備意義上的智慧城市，能夠覆蓋智慧城市全部業態，這樣的智慧城市定義為多智能體城市（Muti-Agent City，MAC）。除城市管理中心（主智能體）外的每個相對獨立業務板塊對應著智慧城市子智能體。這樣，多智能體城市MAC就由有限個智慧城市子智能體組成，智慧城市多智能體MAC的系統架構具有嵌套性、分布式、自組織等特征，如圖1所示。

圖1 多智能體城市（Muti-Agent City）

中國人工智能城市發展評價

人工智能城市是智慧城市發展形態的進一步演進，是智慧城市發展的新階段，也是必然趨勢。根據清華大學互聯網產業研究院超智能城市研究中心的研究，自《國家新型城鎮化規劃（2014-2020年）》和《全國主體功能區規劃》頒布以來，結合實施“一帶一路”建設、京津冀協同發展、長江經濟帶建設等戰略，我國傳統的省域經濟和行政區經濟逐步向城市群經濟過渡，城市的集聚效應日益凸顯，城市群發展格局初步形成，城市群已成為我國“人工智能+智慧城市”高速發展的聚集地，先發優勢明顯。位于城市群的一些優秀城市表現出強勁的發展勢頭。據統計，截止目前，全國約有45%的人工智能創業公司位于北京，18%的人工智能創業公司位于上海，而深圳則以16%的比例位列第三。從人工智能行業相關企業的市級分布情況來看，布局最多的是北京市，其次是上海市，然后依次是深圳市、杭州市。

目前，人工智能與智慧城市的融合點越來越多，核心的有：城市智能化基礎設施、智慧城市平臺（大腦）、產業鏈、產品、市場、投融資、現代服務平臺、信用體系、政策法規、學術科研等。本文結合以上融合點對中國城市群及地級市進行了廣泛的調研與分析，力圖綜合多種維度客觀剖析當前人工智能與中國城市的區域融合發展情況。為了反映中國城市與人工智能融合發展的現狀，合理評估評價當前我國智慧城市智慧化發展的深度與廣度，提出并制訂了“人工智能城市評價指標體系”。該評價指標體系包含5個一級指標，12個二級指標，每個一級指標下包括若干個二級指標，每個一級指標和二級指標分別賦予相應的權重。根據該指標體系，結合調研數據和專家意見，堅持定性與定量相結合原則，采用模糊灰度算法，綜合評價得出中國人工智能城市綜合實力排名（前20名），如表1所示（評價范圍：各直轄市、副省級城市、省會城市、各地級市）。

北京、上海、深圳、杭州四個城市處于五星級第一梯隊，在中國城市的人工智能融合發展及綜合實力方面處于領跑隊列；南京、蘇州、合肥、廣州、青島五個城市處于四星級第二梯隊；重慶、沈陽、寧波、廈門、西安五個城市處于三星級第三梯隊；武漢、長沙、徐州三個城市處于二星級第四梯隊；福州、濟南兩個城市處于一星級第五梯隊。

表1 中國人工智能城市綜合實力排名（前20名）

中國人工智能城市綜合實力20強城市區域分布情況如圖3所示。

在綜合各城市數據的基礎上，進一步分析得出全國人工智能省份綜合實力排名。中國人工智能省份綜合實力排名（前10名）情況如表2所示。（評價范圍：中國各省）

在人工智能10強省份中，江蘇和浙江兩省處于第一梯隊，廣東、河北、山東三省處于第二梯隊，陜西、福建兩省處于第三梯隊，四川、湖北兩省處于第四梯隊，安徽處于第五梯隊。

中國人工智能10強省份區域分布情況如圖4所示。

智慧城市“AI發展指數”

圖2 中國人工智能城市綜合實力20強

圖3 中國人工智能城市綜合實力20強城市區域分布情況

表2 中國人工智能省份綜合實力排名（前10名）

圖4 中國人工智能10強省份區域分布

圖5 2018年中國城市AI發展指數省級得分與排名

為了更加精準的反應城市的智能化發展推進程度，提出面向智慧城市的“AI發展指數”的概念，它是用來衡量“城市+人工智能”和“人工智能+城市”綜合能力的指標，指標采用百分制表示（取值范圍：1～100分），各城市、各省份的“AI發展指數”是一個隨著智慧城市發展不斷動態更新的數值。

依據前面提出的中國人工智能城市評價指標體系，綜合城市的各項指標得分和專家評價結論，給出“AI發展指數”省級排名，具體排名情況如圖5所示。

未來展望

今后我們將繼續對中國人工智能城市的持續發展進行觀測分析和深入研究，每年發布中國人工智能城市領域發展指數、中國人工智能城市綜合實力20強排名、中國人工智能省份10強排名、中國人工智能城市群5強排名。致力于將研究成果打造成為中國新型智慧城市、中國人工智能城市發展的風向標。希望這一系統性、前瞻性的研究工作能為推進人工智能與新型智慧城市的深度融合發展做出貢獻，為新一代人工智能落地應用到城市治理和智慧社會做出積極探索，能夠為數字中國建設提供具體實施路徑，能夠助力全國各級各類城市實現“智能+”轉型，從而豐富我國新型城鎮化戰略的理論和實踐體系。