2018年11月，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平总书记考察浦东新区城市运行综合管理中心时指出“一流城市要有一流治理，要在科学化、精细化、智能化上下功夫”。2020年3月，习近平总书记考察杭州“城市大脑”运营指挥中心时，指出“通过大数据、云计算、人工智能等手段推动城市管理手段、管理模式、管理理念创新，从数字化到智能化再到智慧化，让城市更聪明一些、更智慧一些，是推动城市治理体系和治理能力现代化的必由之路，前景广阔”，为城市大脑建设指明了战略方向。
城市大脑是面向城市治理现代化需求，利用云计算、大数据、5g、物联网、人工智能、区块链等新一代信息技术，推动城市数据资源汇聚融合和运行态势全域感知，驱动业务流程优化、重塑和再造，实现城市治理能力提升、产业结构优化和管理模式创新的综合平台，是城市新一代的数字基础设施、现代化治理的智能中枢。
城市大脑架构以时代云为底座，通过前端物联感知设备，汇聚城市政务、民生和企业数据，搭建城市数据中台、业务中台、技术中台、ai中台，提供面向政务、企业和民众的智能决策和运行管理平台。
城市治理
通过城市大脑统一汇聚城乡社区服务管理涉及的人、事、地、物、情、组织信息，整合城市各类网格化信息与服务资源，打造全域范围内综合性的网格化社会治理平台，建成城市运行的中枢指挥体系、社会服务的综合平台、民政互动的有效载体。
智慧交通
构建智慧交通城市大脑，以人工智能、大数据、车联网等技术以及城市交通数据为基础，全面实现城市交通的自动感知、认知和决策，保障城市居民出行交通安全、发挥交通基础设施效能、提升公共运输系统运行效率和管理水平，构建安全、绿色、通畅和可持续发展的智慧交通体系。
智慧应急
智慧应急是基于城市大脑的智能化支撑能力，打造城市现代化应急管理体系，推动政府在自然灾害、重大事故等应急事件的事前预防、事发应对、事中处置和事后评价分析过程中，充分发挥有限的应急力量控制事态发展，保障公众生命财产安全。
智慧生态
智慧生态城市大脑将监测设备及其系统统一接入，提供数据汇聚接入、人工智能和大数据算法支撑、3d数字孪生展示与指挥交互，将城市重点区域水生态、大气生态、森林防火生态、智能井盖的生态数据进行可视化呈现，实现生态环境的监测、预警、辅助决策、展示交互和综合指挥的管理闭环。
产业融合
运用云计算、大数据、物联网、5g、工业互联网等平台技术，通过对城市产业发展数据和形势进行深入分析，实现基于创新技术的产业发展新模式，为招商引资、产业布局提供决策支撑，明确产业发展与布局优化方向，在城市产业融合中释放的数据融合价值。
智慧能源
城市大脑通过全面整合电力、燃气、燃煤、冷热、风光、氢能等能源数据，为政府提供城市能源运行综合支持应用，优化能源资源配置流程，辅助政府制定能源规划、板块布局、产业调整等重大决策，提升城市的精细化管理水平。
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