我国智慧城市建设已经进入大数据与人工智能技术驱动的统筹推进阶段。智慧城市建设在人工智能技术赋能下的应用场景不断落地和拓展，以云计算、大数据、人工智能技术为核心的新一代信息技术逐渐成为建设智慧城市和城市治理转型的关键。而在城市级各类应用场景中，城市大脑是智慧城市发展到一定阶段的产物，可以实现对城市体征的全面感知、精准分析、整体研判和协同治理，也是实现城市全面数字化转型、推动城市治理体系和治理能力现代化、以技术创新形成城市发展新格局的关键抓手。城市大脑可以有效解决城市管理效率、业务协同、事件及时处置等重要技术难题，具有大规模通用和普遍适用的意义。近年来，各地方结合自身发展需求，积极探索推进城市大脑建设，积累了丰富的实践案例，但同时也面临着各种各样的发展难题，不同企业和城市对“城市大脑”“城市智能中枢”等概念的理解不同，建设技术框架也各不相同。为建立社会各界对城市大脑的统一认识，系统分析城市大脑发展现状、问题与挑战、发展趋势，为城市大脑健康发展建言献策。白皮书针对城市大脑发展现状、发展趋势、内涵定义、总体架构、应用场景等方面进行系统性总结与分析，为相关各方参与城市大脑规划、建设、运营与管理提供了科学指导。值得一提的是，白皮书通过充分整合城市大脑领域相关研究机构、建设运营单位的力量，创新性地以多维度架构形式界定了城市大脑的内涵和外延，对城市大脑与相关近似概念间的区别与联系进行了分析与阐述，为统一社会各界对城市大脑的认识提供了重要参考。
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