城市治理网格化数智化创新发展与应用

通过剖析城市运行复杂巨系统机理与治理现代化趋势，紧随社会变革需求和技术迭代步伐，历经二十余年“政产学研用”协同与多学科交叉研究及应用实践，城市管理领域实现了从狭义网格化城管到广义网格化与“一网统管”的“0 → 1 → N”持续创新，推进了城市综合治理现代化发展与数智化转型，提高了城市综合管理效能、运行服务水平和韧性城市运行风险防控能力，促进了城市治理科学化、精细化与智能化的高质量发展。

一、城市治理网格化数智化

背景需求与研发历程

城市管理是城市运行健康、民众生活幸福和社会稳定和谐高质量发展的基础保障，城市治理数字化、精细化、智能化是我国新型城镇化战略发展与国家治理体系现代化建设的重大需求。习近平总书记明确指出加强国家治理体系和治理能力现代化，抓好城市运行“一网统管”，要注重在科学化、精细化与智能化上下功夫。城市综合运行管理服务平台已成为城市新型基础设施。

在国家、住房城乡建设部和北京市科技项目支持下，北京大学数字中国研究院、数字政通公司等单位通过“政产学研用”协同与多学科交叉研究，深入剖析城市运行复杂巨系统难点与治理现代化需求，凝练解决相关科学问题与关键技术，创建了中国特色城市运行管理信息化方法论、网格化城市精细管理模式及标准体系，形成了拥有自主知识产权的成套关键技术、系统产品与专用装备，并在全国普及应用。

历经二十年发展，项目团队紧跟社会变革需求和技术迭代步伐，实现了从狭义网格化城管到广义网格化“一网统管”的“0 → 1 → N”持续创新，推进了城市综合治理现代化发展与数智化转型（见图 1）。

图 1 网格化城市管理发展历程主要阶段与事件

二、主要科技创新

（一）首创网格化城市管理模式、理论方法与技术体系，奠定数字城管网格化基础

城市网格化管理信息协同交互机理。剖析多主体协同机制与交互机理，定义城市管理主体要素、环境要素及系统边界，明确各个主体（G、B、C要素）的活动类型与行为约束，通过系统关联、要素层次、信息机理等分析，发现了城市管理与运行复杂系统内部主体要素的相互作用及驱动机制，揭示了主动主体要素环绕公共服务核心主体要素 P 交互的三角网络拓扑关系 ；提出主体要素空间耦合信息重构数字化表达、最短循环周期反馈系统状态信息过程建模等方法，解决了现实城市复杂系统的整体性与关键性数字化表达问题。

构建 eGBCP 电子公务信息模型。构建要素模型、空间模型、运行模型、效能模型、交互模型和功能模型等 6类信息模型，创建中国城市管理和运行服务信息化建设理论，形成了政府G、企业B、市民C多方参与治理的完整方法体系，为城管运行服务平台构建和网格化模式提供了理论依据。城市管理网格化模式与精细化管理方法。提出多级多尺度城管单元分割和地理编码方法，解决了海量城管部 - 事件空间建模及其与城管主体的空间耦合问题，提出以“城市网格管理法”和“城市部 - 事件管理法”为核心的数字化精细化管理方法，创建了“网格化城市管理模式”。网格化关键技术、平台系统与专用装备。城管部件 / 事件采集技术 ：突破嵌入式 GIS 系统的地图矢量瓦片技术、高精度可量测实景影像数据融合技术、移动数据采集同步等关键技术，解决了海量城管部件高精度普查与高效巡查、频发事件快速采集 / 移动执法等难题。网格化平台与装备 ：研发了网格化城市管理信息支撑系统和城管部件移动测量、“城管通”和“执法通”移动巡查处置终端等成套系统产品与专用装备，并编制了国家及行业标准，推进了我国城市管理的数字化转型。

（二）拓展“网格化 +”应用方法及领域，引领城市与社会智慧管理发展

1.“网格化 +”城市与社会管理拓展应用模式及人机物泛在感知技术体系

提出“网格化 +”应用模式（参见图 2），拓展了智慧社会管理等网格化泛在应用 ；提出了“社会感知 + 物理感知”融合的时空信息泛在感知与智能认知技术方法，克服了以往城市感知“对物不对人”的局限，增强了人地关系精确刻画与耦合建模能力 ；构建了基于大数据的人群行为识别、出行规律挖掘和城管事件人地耦合时空分析模型，增强了网格动态感知能力与事件可预见性，实现了城市与社会管理防范关口前移。

图 2 网格化 + 应用拓展模式示意图

2. 多模态数据城市事件智能识别与快速发现关键技术

面向监控视频数据的城管事件智能识别关键技术。突破视频语义对齐与城市管理场景理解关键技术，提出 10 种具有国际领先水平的基于深度神经网络的物体检测和语义分割算法，构建事件检测和标识算法库，解决了高频多发识别的城管复杂事件快速精准识别发现难题。平均识别达到89%，误报率小于 8%，事件检测的延迟不超过 5 秒，北京城管执法局物联感知平台实际应用表明城管事件发现时间分辨率由小时级别进一步提高到分钟级。

面向互联网文本的民情事件检测和标识关键技术。突破城管自然语言语义识别关键技术，提出基于句法分析和知识库的短文本特征提取、基于语法信息增强和语义知识增强的预训练语言模型优化等方法，解决了互联网 / 热线记录文本用词不规范、文字简略、民情事件识别精度低等难题。经测试 62 个部门归口分类标识任务准确率达到 81%，较传统基于 TF-IDF 的平均准确率提升 14%，性能提升 12%。

3. 构建城市运行特征指标体系与城市运行态势分析调度决策方法体系

建立我国特色的多维度多层次的城市运行体征指标体系。面向城市运行服务和监测的实际要求，全面梳理城市运行体征，构建了包含 5 大系统、21 个类别、400 余项指标的城市运行体征指标体系。

建立城市运行体征动态监测、态势建模、分析预测方法体系。基于 Bayesian Network，建立了城市运行指标体系关联分析方法，实现了关联指标的动态监测、城市运行指标的优化；基于空间数据仓库和空间联机分析处理技术，建立了“常态－非常态”相结合的城市运行态势模型，实现城市运行体征的动态分析、科学研判和趋势预测。

提出了基于 eGBCP 交互模型的城管地图服务模式和 GIS 动态资源调度方法，研发了城市运行监测与智能调度系统。系统依托城管调度模型库，利用实时态势信息与资源定位信息，实现协同调度与信息共享一体化的城市常态运行调度和应急决策指挥，为北京奥运、广州亚运等重大活动期间城市运行保障提供有效手段。

（三）创建数字孪生“一网统管”新模式与新方法，赋能城市治理现代化

1. 构建基于数字孪生的一网统管时空智能方法与立体网格化管理新模式

剖析城市一网统管多领域多主体多层级业务协同与信息交互机理，提出在平面网格化基础上增加领域维度和层级维度，构建城市时空智能网格体，将城市网格由平面网格拓展到三维立体网格，形成“一网统管”城市运行数字孪生时空智能技术体系。建立面向“一网统管”的“人机物”网格融合与数字孪生交互映射机制，提出基于时空区块链的多主体信息交互、“左右脑 + 大小脑”结合的城市综合管理复合中枢大脑及“双魔方”立体网格化可视管控方法。提出围绕感知处置、监督评价双轴心的多主体跨部门跨层级“双金字塔”立体网格化城市综合管理新模式，形成了智能感知、网格融合、多方共治、层级联动、业务协同、综合监管、透明实时的“一网统管”城市治理体系。

图 3 一网统管 ：城市立体网格化综合管理新模式

2. 城市事理图谱与城市运行管理全过程模型

提出了面向时间序列数据的通用表示学习模型、事理图谱构建和图神经网络推理等方法技术，构建了覆盖城市管理全过程的事件演化、关联预警、综合决策与服务评价模型，发布了城市治理行业“人和”大模型，提升了城市安全运行能力与服务保障水平。基于深度学习技术，提出了面向时间序列数据的通用表示学习模型 TS2Vec、分类和回归模型 EA-DC-Transformer、异常检测模型 LEIAD，形成了城市管理事件的演化分析和预测分析算法库。基于图神经网络技术，提出了事理图谱的构建和推理技术。基于城市运行管理中的城市生命线运行数据，以关联分析为重点，构建了气象、电力、能源、重大活动等事件的事理图谱，平均准确率达到 83%。

3. 空天地一体、人机物融合、云边端协同的新一代网格化平台与智能装备体系

提出了“多源感知、智能分析、协同指挥、精细服务、综合评价”五位一体城市网格化综合管理服务业务架构，研制了人机物融合的新一代城市网格化运行管理服务综合平台和网格无人车、无人机等智能装备，形成了“左右脑 + 大小脑”结合的复合中枢神经网络和“空天地一体 + 云边端协同”智能装备构成的“一网统管”数字孪生技术体系，显著提升了主动上报、协同处置、决策指挥能力与智慧化水平，促进了城市管理扩容增能、场景应用智慧赋能和综合服务统筹提能。目前，智能网格车已在天津、青岛、杭州等 50 余个城市实际应用 , 实现无人化主动发现问题，完成了由人巡到技巡的转变。

三、应用情况与效益

自 2004 年网格化城管成果获住房和城乡建设部认可并发文全国推广以来，全国 630 个城市已普及应用于网格化城管信息化建设，项目标准与网格化模式研究成果应用率接近100%，系统产品成果市场占有率约70%。

新近取得的国家重点研发计划项目成果及“一网统管”城市网格化综合管理平台已在北京、上海、天津、重庆、青岛等 9 个超大 / 特大城市进行示范应用，并在长沙等 50 余个城市推广应用。其中，青岛、重庆、杭州被住房和城乡建设部列为典型案例，助力了城市综合治理水平提升。

成果还应用于北京奥运城市运行指挥系统、广州番禺城市综合管理与运行指挥系统，为保障北京奥运会 / 冬奥会、广州亚运会的成功举办做出了重要贡献。

成果应用产生直接经济效益约60亿元，并带动形成逾百亿规模的产业链条，同时还产生了重大社会效益，实现了城市管理和运行服务的扁平化，形成了市民、政府和企业之间的良性互动共同管理城市的格局，提高了社会热点问题和急难愁盼问题的处置效率，提高了城市治理公众参与度和群众的幸福感、获得感和安全感，实现了“以人为本”和“人民城市为人民”的管理理念，降低了城市管理和运行服务成本，提高了城市综合管理效能、运行服务水平和韧性城市运行风险防控能力，改善了城市市容市貌与社会环境，为维护社会和谐稳定奠定坚实基础并促进了城市治理现代化与城市高质量发展。

（感谢国家重点研发计划项目组全体同仁及数字政通公司等合作研究单位的大力支持与成果贡献）

（作者单位：北京大学）

摘自《中国建设信息化》2025年11月上