，英国社会科学院院士，北京大学博雅特聘教授，北京大学校学术委员会委员，北京大学城市规划与设计学院院长，北京大学城市与环境学院教授。国家杰出青年科学基金获得者、自然资源部科技创新领军人才（国土空间规划领域）。现任国际地理联合会（IGU）交通地理委员会副主席，国际SSCI 期刊Cities：The International Journal of Urban Policy and Planning主编，英国剑桥大学土地经济系客座教授，自然资源部陆表系统与人地关系重点实验室主任等。主要从事交通地理学和城乡规划学研究。

　　2022 年是人类发展史的重要标志年。在2022 年，全球人口突破80 亿，其中超过45 亿的人口居住在城市。城市贡献了全球80%的GDP，同时，排放了全球75%的温室气体。城市在给人类提供生存空间、社会福祉、文明进步、文化繁荣的同时，自身也面临着人口拥挤、住房紧张、交通拥堵、环境污染、疾病传播等“城市病”问题。城市已成为全球可持续发展的主战场。如何缓解城市问题已成为学界、政界、产业界所关注的前沿科学问题、关键决策难题和重要产业发展议题，也成为与老百姓日常生活密切相关的民生线 月，第四届世界科技与发展论坛发布了由来自10 余个国家和地区涵盖生物学与生命科学、能源科学、环境科学、城市科学、先进制造、材料与微纳米科学、人工智能与信息科学、地球科学以及社会科学等多个领域的科学家所评选的“2022 年度人类社会发展十大科学问题”，其中三个问题是关于城市的问题（如何构建绿色、高效的城市废弃资源的再利用体系？如何构建高速、立体、网络、智能的人类宜居城市形态？如何优化城市布局和功能来降低资源消耗？）。探究城市问题解决方案，已远远超出单一学科的研究范畴，需要诸多学科共同努力。

　　城市是一个复杂生命体。这个生命体有地貌、气候、水文、人、植物、动物、土壤等要素，有人口流、运输流、能源流等“血液”，有以居住区、工业区、生态区等功能区为主的“肌体”，有道路、电力、绿廊等基础设施构成的“骨骼”，有水、空气、土地、矿产、粮食等资源“营养供给”，也有垃圾、污水、大气污染物等废物排放。这个生命体具有生长、衰败（收缩）、生病、更新、自适应等生命过程。城市各个要素、流、功能、设施、环境等之间相互联系、相互作用，共同形成

　　对“城市病”的监测、诊断、治疗需要统筹考虑，不能“头疼医头”“脚疼医脚”，要从以单一职能部门为主的解决方案向多部门协同解决转换。这客观上需要对城市复杂生命体开展系统的精准模拟与预测。城市系统模拟与预测技术

　　智慧城市的技术难点。已有城市模型存在全系统分析能力不足，缺少对城市复杂巨系统整体运行规律的解析能力，尤其是忽略了城市复杂系统的本质，对城市各子系统之间动态影响、互联互馈规律认识不足，无法全面精确地反映城市运行特征的问题；现有城市模型致力于数据可视化、数字孪生、城市单一子系统信息化等工作，数理计算模型匮乏，缺少城市系统预测与解析能力，难以对城市发展趋势做出预测和预警；已有模型应用场景单一，缺乏城市系统决策支撑，无法满足同时模拟土地、人口、交通等全系统的决策需求，导致智慧城市软件的应用受限，不易落地和推广。

　　近年来，随着窄带物联网（narrowband internet of things，NB-IoT）、5G、大数据、人工智能等新兴技术的快速发展，城市决策已进入“智慧决策应用”时期，对城市模拟软件提出了“平台集成”“AI+白箱模型”“时空计算”“仿真推演”等系列新需求。由万物互联走向万物智联，更加强调城市复杂性、科学决策、预测预警。

　　博雅智城·CitySPS 平台（city simulating & planning system，CitySPS），该平台是面向城市与区域治理的智能决策系统。研发团队历时3 年精心打磨，在国家自然科学基金项目的支持下，依托自然资源部陆表系统与人地关系重点实验室，融合地理学、城乡规划学、交通工程学、经济学、系统科学等理论，聚焦城市系统的定量化模拟、科学评估和协同优化，研发能够支撑城市规划、建设、管理和运营等多样治理需求的综合技术平台。该平台构建时空大数据等多源数据库，量化解析城市土地、交通、人口、产业等子系统的运行状态、发展趋势及其相互作用规律，以“城市全系统计量模型”为技术内核，融合城市机理模型（“白箱模型”）和数据驱动模型（“黑箱模型”），实现城市系统的精确计量、精准预测和精细模拟。

　　该平台是智慧城市应用软件，旨在创新智慧城市关键核心技术，推动智慧城市由“数字化、信息化”阶段向“智慧化”阶段跨越。该平台集数字平台、业务平台、决策平台于一体，推动城市治理精细化、科学化、智能化变革。其核心内涵是“科学计算，决策赋能”，聚焦决策中枢功能，推动场景应用落地，挖掘数字底座价值。在技术定位上，该平台体现出融合型架构、模块化组织、高性能计算、自主可控性等特点；在客户定位上，服务对象包括政府部门、规划院与设计院、房地产行业、智慧城市平台建设服务商等相关部门或机构，提供多种服务模式和部署方式。该平台在功能方面，包含城市计算、城市预测、城市决策三大核心功能，支持辅助城市治理、模拟开发建设等多类型典型应用场景。该平台具有面向决策的平台定位、全面系统的原理架构、量化精确的方法等主要优势。从数据、信息、知识和智慧等四个方面赋能CIM（城市信息模型，City Information Modeling），为面向五级三类国土空间规划实施监测的TIM(国土空间信息模型,Territory Information Modeling）提供城市模型与模拟技术。

　　总之，博雅智城·CitySPS 平台是城市复杂系统模拟研究的成果，涵盖了城市运行规律的量化测定、城市系统的数学建模、城市计算的高性能技术研发、城市决策的系统化评价等多个方面，该平台开发是对城市理论的完善、城市模拟技术的创新、城市决策科学化和城市治理能力现代化手段的提升，也是研发我国自主产权的智慧城市软件的重大突破。

　　第一部分（第１～４章）介绍了博雅智城·CitySPS 平台的科研与技术意义，该平台对完善城市复杂系统理论、突破城市系统模拟技术瓶颈、促进智慧城市平台的决策应用等具有重要价值。

　　本书介绍了北京大学赵鹏军教授团队研发的博雅智城·CitySPS 平台。该平台聚焦城市系统的精确计量、精准预测和精细模拟，综合运用地理学、城乡规划学、交通工程学、经济学、系统科学等基础理论，量化解析城市运行规律，构建城市全系统计量模型，具有支撑城市规划、建设、管理和运营等多样治理需求的综合技术能力。该平台开发是对城市理论的完善、城市模拟技术的创新、城市决策科学化和城市治理能力现代化手段的提升，也是研发我国自主产权的智慧城市软件的重大突破。