城市是一個(gè)生命體。城市生命體系統(tǒng)的高效與安全運(yùn)行是城市可持續(xù)發(fā)展的前提。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局2023年末發(fā)布的數(shù)據(jù)，我國(guó)人口已超過14億，其中9.3億人口居住在城市，城鎮(zhèn)化率高達(dá)66.16%。特別是在北京、上海、廣州等大城市，2018年的城市化率已超過86%。

然而，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的逐步深入，眾多相互關(guān)聯(lián)的"城市病"問題逐漸凸顯，同時(shí)城市發(fā)展亦面臨來自自然與社會(huì)環(huán)境的潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此，如何針對(duì)城市復(fù)雜系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行深入分析、模擬及智能預(yù)警，以實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)澇、地震等自然災(zāi)害以及人群聚集等公共安全事件的預(yù)測(cè)與預(yù)警，成為當(dāng)前亟待解決的關(guān)鍵問題。這不僅是構(gòu)建宜居城市形態(tài)的重要前提，也是城市科學(xué)領(lǐng)域長(zhǎng)期關(guān)注的核心議題。

在此背景下，北京大學(xué)趙鵬軍教授團(tuán)隊(duì)深入探索了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的城鄉(xiāng)規(guī)劃理論與實(shí)踐，研發(fā)了我國(guó)具有自主產(chǎn)權(quán)的城市系統(tǒng)模擬、預(yù)測(cè)和預(yù)警平臺(tái)—博雅智城·CitySPS平臺(tái)及其核心的城市計(jì)算引擎技術(shù)，為提升城市規(guī)劃的科學(xué)性、前瞻性和可操作性作出了積極貢獻(xiàn)，為理解城市系統(tǒng)模型研發(fā)最新前沿動(dòng)向提供了新的參考。

《城市生命體運(yùn)行系統(tǒng)模擬預(yù)測(cè)與智能預(yù)警 》

內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書介紹了城市生命體運(yùn)行預(yù)測(cè)與智慧預(yù)警技術(shù)（CitySPS_SPSW），該技術(shù)依托我國(guó)自主產(chǎn)權(quán)的城市系統(tǒng)模擬、預(yù)測(cè)和預(yù)警平臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)（博雅智城·CitySPS）及其城市計(jì)算引擎（CitySPS_UCE）應(yīng)用。本書闡述了城市生命體運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)及其復(fù)雜性，總結(jié)評(píng)價(jià)了國(guó)內(nèi)外城市系統(tǒng)模擬與運(yùn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)的進(jìn)展及其關(guān)鍵瓶頸，介紹了CitySPS_SPSW的模型架構(gòu)、功能設(shè)計(jì)、量化算法、平臺(tái)開發(fā)、操作流程和場(chǎng)景應(yīng)用等，展望了未來城市生命體運(yùn)行模擬預(yù)測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

本書可供城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)、管理學(xué)、地理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和社會(huì)學(xué)等學(xué)科的高校教師和研究生，以及城市安全管理、城市計(jì)算、社會(huì)計(jì)算和智慧城市等領(lǐng)域的科研人員閱讀，也可供國(guó)土空間規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃和城市管理等決策部門行政決策人員參考。

核心亮點(diǎn)

城市計(jì)算引擎（CitySPS_UCE）基于城市全系統(tǒng)計(jì)量模型和城市生命體運(yùn)行預(yù)測(cè)與智慧預(yù)警技術(shù)（CitySPS_SPSW），實(shí)現(xiàn)了四大核心功能，即城市運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、城市發(fā)展趨勢(shì)推演、城市系統(tǒng)智能預(yù)警以及城市決策場(chǎng)景模擬。通過量化模擬，深入剖析了城市復(fù)雜系統(tǒng)整體及其內(nèi)部子系統(tǒng)的生長(zhǎng)演化過程和動(dòng)力機(jī)制，全面模擬了城市治理的“監(jiān)測(cè)診斷—模擬預(yù)測(cè)—評(píng)估預(yù)警—優(yōu)化方案”全流程，為城市治理提供了科學(xué)、精準(zhǔn)的技術(shù)支持。

城市計(jì)算引擎（CitySPS_UCE）內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)與地域性參數(shù)，以“白箱機(jī)理模型+AI”融合技術(shù)方案，支持用戶根據(jù)特定城市的規(guī)劃目標(biāo)與發(fā)展愿景輸入決策調(diào)控參數(shù)，實(shí)現(xiàn)城市發(fā)展預(yù)測(cè)預(yù)警和決策模擬。

CitySPS城市系統(tǒng)模型能夠融合機(jī)理模型與AI模型，開展精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，并從系統(tǒng)計(jì)算、預(yù)測(cè)預(yù)警和智慧決策3個(gè)維度為城市信息模型（CIM）和國(guó)土空間信息模型（TIM）賦能，具有城市系統(tǒng)精準(zhǔn)計(jì)算、多類規(guī)劃預(yù)測(cè)評(píng)估、優(yōu)化方案智能推薦、技術(shù)框架拓展靈活和數(shù)據(jù)參數(shù)輕便普適等優(yōu)勢(shì)，可以賦能城市數(shù)字孿生，支撐城市治理。

作者簡(jiǎn)介

趙鵬軍，北京大學(xué)博雅特聘教授，中國(guó)地理學(xué)會(huì)會(huì)士，英國(guó)社會(huì)科學(xué)院院士，北京大學(xué)城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)學(xué)院教授院長(zhǎng)、北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院教授，北京大學(xué)校學(xué)術(shù)委員會(huì)委員，自然資源部陸表系統(tǒng)與人地關(guān)系重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。擔(dān)任國(guó)際地理聯(lián)合會(huì)交通地理執(zhí)委會(huì)副主席，國(guó)際SSCI期刊Cities主編。長(zhǎng)期從事交通地理學(xué)、區(qū)域規(guī)劃等領(lǐng)域的科研和教學(xué)工作。主持國(guó)家杰出青年科學(xué)基金及其延續(xù)資助項(xiàng)目等，在PNAS、Nature Cities、Nature Communications等期刊發(fā)文240余篇，出版中英文著作11部，多年入選Elsevier中國(guó)高被引學(xué)者和全球前2%頂尖科學(xué)家，獲自然資源科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)（第1完成人）等獎(jiǎng)項(xiàng)。

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城市從不是冷冰冰的鋼鐵森林，它是一個(gè)充滿呼吸與感知的生命體。我們居住其中，感受著它的律動(dòng)，也承擔(dān)著它的風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)。

趙鵬軍教授的這本《城市生命體運(yùn)行系統(tǒng)模擬預(yù)測(cè)與智能預(yù)警》，不僅是一次理論的前沿探索，更是一次技術(shù)的深度落地——它為城市裝上一顆“智慧心臟”，讓預(yù)測(cè)不再遙遠(yuǎn)，讓治理更為主動(dòng)。

城市的發(fā)展，不能總是“走一步看一步”。在這個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的時(shí)代，我們需要讓城市“看見自己”，聽見未來的低語，從而更從容地面對(duì)明天的風(fēng)雨與光亮。

本文摘自《城市生命體運(yùn)行系統(tǒng)模擬預(yù)測(cè)與智能預(yù)警》（ 趙鵬軍著. -- 北京 : 科學(xué)出版社, 2025. 6.）一書“前言”，有刪減修改，標(biāo)題為編者所加。

(本文編輯：鄭紫宸）

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