当前，软件应用深度和广度不断拓展变化：几十年前，以个人级应用为主，逐步发展到企业级应用为主;现在，则以城市级应用为主，并且正在重新定义城市，“创造”出更为复杂、更为多样的应用场景。实施“城市软件工程”，是城市未来规划建设发展的战略重点。
软件正在重新定义城市
软件定义城市(Software Define City)是软件城市级应用的高级阶段。围绕“城市级应用”，以万物互联、大数据和人工智能为代表的新供给，无处不在的软件应用，正在重新定义城市并改变着城市，重塑城市的基本功能、服务模式和运行管理。
一是软件重新定义城市的基本功能。城市是由多种复杂系统所构成的有机体，承担着生产、服务、管理、协调、集散、创新等基本功能。今天我们看到，软件应用正在重新定义其中的某些功能。比如，生产功能。传统城市的生产链条是紧耦合的，布局是集中的。而现在，基于网络化生产模式和工业云服务，产业链的各环节实现了业务分散、数据集中，非常容易进行异地协同。又比如，城市集散功能。传统城市的物流、人流、信息流都是中心节点式的组织方式，先汇聚到城市，再从城市分散开去。而现在依托软件系统，信息网络化、多节点、分布式处理，资源配置和物流组织相应就做出调整，城市不必再是物流的集散中心，人流也相应重新优化布局。从这个角度看，北京加快疏解非首都功能，也体现了软件定义城市的必然逻辑。
二是软件重新定义城市服务模式。公共服务水平决定着现代城市的竞争力。随着科学技术的不断进步，城市提供公共服务的能力和模式也不断演进升级，目前也进入了软件定义城市公共服务的时代。以交通服务为例，城市交通体系早期是以步行、非机动化的个体出行为主，19世纪汽电车的公共交通出行开始普及，20世纪50年代后私人拥有汽车的个体出行又成为主流。现在，超大城市的交通体系仍未脱离巨量个体出行和大容量公共交通两种基本服务模式。近几年来。软件技术的深度应用开始重新定义城市交通服务。已经普遍使用的打车软件和网约车服务，可以将之称为软件定义的共享交通模式。未来，随着无人驾驶的普及，现有的私人汽车和公共汽车都可能会退出历史舞台，就像今天大家不会每家每户购买自行车一样，我们将不再购买小轿车，但是我们将拥有更加高效、直达、个性、智能的出行服务，我们将看到一场由软件驱动的城市交通革命。
三是软件重新定义城市运行管理。像北京这样的超大城市，管理难度超大、运行要求超高。在软件定义的时代，城市管理和运行的诸多环节和整个体系将被软件颠覆。未来城市运行将基于智能设施实现“自管理、自运行、自优化”，城市管理将基于超级城市大脑实现“自组织、自升级”。现在我们已经看到的软件定义城市管理的雏形出现在治安管理领域。今后视频系统可以对特定人群自动发现、自动跟踪、自动上传信息到城市大脑，城市大脑将自动判断、自动预测，自动发出指令，从而更精准、更及时地采取安全措施。我们相信，类似的新一代城市管理软件技术，将在不远的将来更加广泛应用和普及，让城市从各个方面变得更加美好。
可以看出，软件定义城市的时代已经到来，这就需要我们改变对城市建设和发展的传统认知。过 去，我们的城市建设投资，更多是水电路房等传统基建硬投资;未来，我们的城市建设投资，更多是网络数据平台等新兴要素软投资。城市的发展要树立 “软件定义”理念，把实施“城市软件工程”作为城市未来规划建设发展的战略重点。
实施“城市软件工程”
“城市软件工程”是适应软件定义城市的要求，把软件作为城市发展的新要素，当作城市运行的新细胞，对软件体系进行总体规划、系统设计和集成实施。这是一项整合应用工程，更是一项集成创新工程。目的是让软件覆盖各领域、贯通各环节、链接各主体，赋予城市以智慧，将城市打造成一座能够有序运行、自我调节、良性互动的宜居生命体。
在这个体系中，人与物等城市所有元素都是通过统一标准的信息编码后形成的可感知的数字化存在;人与人、人与物的经济社会活动与城市运行信息都可转化为可采集汇聚的数据;这些数据经过一个类似人脑的城市中枢控制大脑和类似人体免疫系统的信息安全体系，进行加工处理和应用分发;城市的管理者、企业、市民都可基于这样的数据提供和接受更高效、便捷的政务、商务和生产生活服务;整个城市的运行管理由此逐步走向精细化，资源配置走向精准化、社会服务走向精益化。
“城市软件工程”架构包括五个方面。一是统一的城市大脑系统。主要是利用云计算、增强现实和人工智能等技术，建设一个能够整合汇聚城市各类数据资源、能够运算处理复杂数据信息的城市中枢控制系统，即智慧大脑。利用这个大脑，可以解剖城市中相互交织的各种因素、互为关联的各个领域、互为影响的各类问题，支撑决策、服务市民，实现城市各个“器官”的协调运转。比如目前我们在城市副中心建设的城市运行管理中心，就是一个城市大脑项目。
二是全域的城市编码体系。主要是对城市所有基础设施、楼宇、车辆等物体和所有市民和机构，进行标准统一的位置、身份等数字信息编码，实现空间、主体全覆盖。这是建设数字智能城市的基础工作。比如我们目前正在实施的“北京通”，就是用一个伴随一生的虚拟号贯通了社保卡、交通卡、就诊卡等各类卡证的数据和服务，用一个APP汇聚集成全市已有的40余项公共服务能力，实现“百姓少跑腿、信息多跑路”。
三是动态的数据采输体系。主要是在城市编码基础上，结合互联网、物联网建设，分门别类、因地制宜推进城市基础运行、企业产销活动和市民生活服务等各类数据的感知、采集、传输体系建设。要认识到，数据庞大不等同于形成大数据，大数据也不是简单地汇聚数据。必须加强对数据模型的研究，探索构建集时间、空间、主体、行为、属性和价值于一体的六维数据模型;同时，积极发展数据挖掘、筛选、清洗、处理的软件技术工具。
四是重构的服务应用体系。主要是发展基于互联网、物联网的信息服务和数据服务架构，深入推进软件向平台化、网络化、移动化应用延伸，突破行为主体的时空属性制约，全面重构政务、商务和生活服务，整体优化城市生态。创造智能家居、机器人等“软件+硬件”的智能科技产品，扩大数字内容、网络教育等“软件+内容”的信息消费供给，培育在线服务、共享经济等“软件+服务”的新型服务经济。
五是可靠的安全保障体系。着眼城市安全是整体而不是割裂，动态而不是静态，开放而不是封闭，共同而不是孤立的特征，坚持核心技术攻关和系统综合防护。聚焦城市的金融、能源、电力、通信、交通等关键领域，突破操作系统和数据库等领域核心基础技术，开发高端可信计算系统、构建自主可控的保障体系。对于产业、生活等领域，推广综合性云安全解决方案、发展大数据的网络安全服务。
