城市是一个生命体。城市生命体系统的高效与安全运行是城市可持续发展的前提。根据国家统计局2023年末发布的数据，我国人口已超过14亿，其中9.3亿人口居住在城市，城镇化率高达66.16%。特别是在北京、上海、广州等大城市，2018年的城市化率已超过86%。

然而，随着我国城市化进程的逐步深入，众多相互关联的"城市病"问题逐渐凸显，同时城市发展亦面临来自自然与社会环境的潜在风险。因此，如何针对城市复杂系统的运行进行深入分析、模拟及智能预警，以实现对内涝、地震等自然灾害以及人群聚集等公共安全事件的预测与预警，成为当前亟待解决的关键问题。这不仅是构建宜居城市形态的重要前提，也是城市科学领域长期关注的核心议题。

在此背景下，北京大学赵鹏军教授团队深入探索了数据驱动下的城乡规划理论与实践，研发了我国具有自主产权的城市系统模拟、预测和预警平台—博雅智城·CitySPS平台及其核心的城市计算引擎技术，为提升城市规划的科学性、前瞻性和可操作性作出了积极贡献，为理解城市系统模型研发最新前沿动向提供了新的参考。

《城市生命体运行系统模拟预测与智能预警 》

内容简介

本书介绍了城市生命体运行预测与智慧预警技术（CitySPS_SPSW），该技术依托我国自主产权的城市系统模拟、预测和预警平台应用系统（博雅智城·CitySPS）及其城市计算引擎（CitySPS_UCE）应用。本书阐述了城市生命体运行的风险及其复杂性，总结评价了国内外城市系统模拟与运行监测预警技术的进展及其关键瓶颈，介绍了CitySPS_SPSW的模型架构、功能设计、量化算法、平台开发、操作流程和场景应用等，展望了未来城市生命体运行模拟预测技术的发展趋势。

本书可供城乡规划学、管理学、地理学、计算机科学和社会学等学科的高校教师和研究生，以及城市安全管理、城市计算、社会计算和智慧城市等领域的科研人员阅读，也可供国土空间规划、城乡规划和城市管理等决策部门行政决策人员参考。

核心亮点

城市计算引擎（CitySPS_UCE）基于城市全系统计量模型和城市生命体运行预测与智慧预警技术（CitySPS_SPSW），实现了四大核心功能，即城市运行状态监测、城市发展趋势推演、城市系统智能预警以及城市决策场景模拟。通过量化模拟，深入剖析了城市复杂系统整体及其内部子系统的生长演化过程和动力机制，全面模拟了城市治理的“监测诊断—模拟预测—评估预警—优化方案”全流程，为城市治理提供了科学、精准的技术支持。

城市计算引擎（CitySPS_UCE）内置标准化数据与地域性参数，以“白箱机理模型+AI”融合技术方案，支持用户根据特定城市的规划目标与发展愿景输入决策调控参数，实现城市发展预测预警和决策模拟。

CitySPS城市系统模型能够融合机理模型与AI模型，开展精准预测，并从系统计算、预测预警和智慧决策3个维度为城市信息模型（CIM）和国土空间信息模型（TIM）赋能，具有城市系统精准计算、多类规划预测评估、优化方案智能推荐、技术框架拓展灵活和数据参数轻便普适等优势，可以赋能城市数字孪生，支撑城市治理。

作者简介

赵鹏军，北京大学博雅特聘教授，中国地理学会会士，英国社会科学院院士，北京大学城市规划与设计学院教授院长、北京大学城市与环境学院教授，北京大学校学术委员会委员，自然资源部陆表系统与人地关系重点实验室主任。担任国际地理联合会交通地理执委会副主席，国际SSCI期刊Cities主编。长期从事交通地理学、区域规划等领域的科研和教学工作。主持国家杰出青年科学基金及其延续资助项目等，在PNAS、Nature Cities、Nature Communications等期刊发文240余篇，出版中英文著作11部，多年入选Elsevier中国高被引学者和全球前2%顶尖科学家，获自然资源科学技术奖特等奖（第1完成人）等奖项。

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城市从不是冷冰冰的钢铁森林，它是一个充满呼吸与感知的生命体。我们居住其中，感受着它的律动，也承担着它的风险与挑战。

赵鹏军教授的这本《城市生命体运行系统模拟预测与智能预警》，不仅是一次理论的前沿探索，更是一次技术的深度落地——它为城市装上一颗“智慧心脏”，让预测不再遥远，让治理更为主动。

城市的发展，不能总是“走一步看一步”。在这个数据驱动的时代，我们需要让城市“看见自己”，听见未来的低语，从而更从容地面对明天的风雨与光亮。

本文摘自《城市生命体运行系统模拟预测与智能预警》（ 赵鹏军著. -- 北京 : 科学出版社, 2025. 6.）一书“前言”，有删减修改，标题为编者所加。

(本文编辑：郑紫宸）

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