海淀城市大脑是以“信息流”为主线，综合利用人工智能、大数据等新一代信息技术，实现对城市建设、运行、管理和服务的流程再造、模式创新、效率提升，是支撑和引领未来城市可持续发展的新型基础设施。
城市大脑建设是海淀智慧城市建设的一部分，是与智慧海淀高度融合的基础上的升级、发展和改造，与智慧城市建设即为一体，又存在明显的区别，城市大脑以顶层设计、人工智能、大数据原则等技术标准划定城市大脑范围，是智慧城市建设的“高端部分”、“创新特区”。
城市大脑研究院院长刘访表示，海淀城市大脑以“需求牵引、业务驱动”为引领，共建、共治、共享为原则，树立“城市大脑”一个大局、一张蓝图、一盘棋的思想、以‘三融五跨’（即技术融合、业务融合、数据融合，实现跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务）为方式，全面统筹牵动政府各部门、相关科技企业、公服企业、电信运营商和社会资本各方力量参与建设。海淀城市大脑总体设计架构为“1+1+2+N模式”（即一张感知神经网、一个智能云平台、两个中心（大数据中心、AI计算处理中心）、N个应用场景），以城市治理的精细化为目标，构建全面感知、数据汇集融合、智能分析计算、统筹决策的新一代城市智能基础设施，实现业务和技术的融合。
多场景纵横联动
海淀城市大脑通过数据跨行业、跨部门流转汇聚和“类人脑”处理，实现城市治理领域的全感知、全互联、全分析、全响应、全应用，实现公共资源高效调配、城市事件精准处置，全面提升城市治理精细化、智能化水平，为有效缓解交通拥堵、城市管理、环境保护、公共安全等领域长期存在的痛点难点问题提供支持。
海淀城市大脑在城市管理领域采用“城市运行一网统管”的模式，运用人工智能、大数据等科技手段，从城市治理的痛点、难点入手，提高城市治理能力和治理水平。
海淀城市大脑为克服传统化信息项目弊端，按照需求牵引、业务驱动、场景封装、动态演进的模式，实行“统筹建设、管运协同、纵横联动、权责清晰”的管理机制。按照数据化、智能化、智慧化三个层级逐步推动海淀垃圾分类的建设，目前已经实现垃圾分类全面数据化，正在探索智能化，最终将基于人工智能及大数据等技术，完成全面智慧化建设。
数据化方面，城市大脑推出具有海淀特点的分类率、分出率、合格率的三率推动全品类、全主体、全流程三全的覆盖，推动垃圾分类建立数字化的业务现场，完成垃圾分类数据结构。
智能化方面，采用AI算法、视频监控、机器学习等手段对垃圾分类智能监管，实现场景的智能化管理。分成了三个场景进行了尝试，第一个场景打造无人值守智慧眼，做到无人值守无人监管的智能化尝试；第二个场景对于违规投放，采用视频监控技术以及视频结构化分析技术，对于违规投放的行为进行完整的视频提取；第三个场景，就是对于垃圾楼违法收运的过程进行了智能化的监管，海淀城市大脑在垃圾楼中建设有视频监控网络，采用计算机视觉分析技术，完成记录刷卡，称重和倾倒过程。
智慧化方面，采用了大数据或者人工智能技术，通过小区人口，租户数量，入住率，人口密度，建设完成程度等因素完成数据化的建模，形成画像，预测到各小区的产量。基于物联网及大数据智能调度系统，可实现快速车辆运输路线规划，比如说某地发生了溢满，可以智能化安排车辆的运输路线，来解决车辆的智能化调度。
除了居民生活垃圾之外，城市建筑垃圾，渣土车治理也是城市管理领域是一个比较大的课题，渣土车作业时间多为夜间，再加上人为污损遮盖，车辆和车牌识别技术难度大，而且管理跨层级、涉及部门多，执法业务独立，监管数据分散，管理难度大。
因此，海淀城市大脑建设采用创新的“三融五跨”方式，为渣土车治理提供了解决方案。首先进行业务融合，成立了专项治理工作小组，统筹推进，协同共治。工作组包括指挥中心、城管委、住建委、生态局、城管执法局、交通队、市交通执法六队等，然后开展数据融合，围绕渣土车从源头到路上，以及集约消纳等各阶段，全链条整合各方、多维度数据。围绕识别分析、数据融合和执法监管展开科研，对重难点技术问题进行攻克，实现了针对渣土车治理的高端技术融合。
主要体现在交通和工地管理两方面。交通方面，在年9月到12月，三个月期间，非现场抓拍违法大货车起，针对渣土车、大货车限行的数据录入率高达70%。
渣土车和工地管理方面，在去年11月21日至12月20日，辅助支撑城管执法局对渣土车和工地加强管理，立案查处未按规定运输等施工工地类案件52起，罚款.78万元；共立案查处违规建筑垃圾(渣土)运输车辆起，罚款40.5万元。有些工地通过接受执法教育，形成管理压力，由原来无准运证车辆占比26%，下降到4%,同比下降了22个百分点，为非现场执法提供了有效的手段，对违法违规行为起到了极大的震慑作用。区域内各执法部门通过使用平台实现了互联互动，也形成了更精准更高效的执法模式。
目前，海淀城市治理已进入用大脑思维谋事，用大脑规划办事阶段，城市大脑跑出应用“加速度”，项目建设进入“快车道”。
多中心协同响应
城市大脑不是孤立的技术创新活动，也是机制创新，加速了从数据封闭到数据开放的观念转变，通过打通城市的神经网络，对整个城市进行即时分析和研判，让数据帮助城市思考、决策和运营。
刘访介绍，AI计算中心是海淀城市大脑先行探索的创新项目，不同于传统的计算中心，AI计算中心采用百度飞桨人工智能框架（开源），并与国产芯片适配，实现了80%的自主可控率，促进了人工智能国产软件与硬件产业生态的发展；大数据中心主要是汇聚各应用系统实时产生的城市运行数据，并随着城市大脑的不断进展，逐渐打通各层级、各专业、各区域的数据，同时在此基础上，实现更有效的数据共享，打破信息孤岛，在脱敏的条件下，探索向产业和公众开放，为数字产业和人工智能产业的发展提供公共资源保障；城市智能运行中心（IOC）是海淀城市大脑的具象化，是领导驾驶舱，是辅助进行城市运行管理决策的智慧中枢，是全区大应急管理调度的核心；时空一张图项目作为海淀城市大脑三大基础平台之一，集成了三大版块的数据资源，百度及各政务部门的二维地图数据资源、城市三维数据模型资源、各业务部门的业务数据。通过时间、空间两个维度构建数据关系，构建出一个完整的数字孪生城市，强力支撑城市管理运营。
城市大脑的建设促进了各业务系统打通、汇聚、共享，有力地支撑技术融合、业务融合、数据融合，实现跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务（简称“三融五跨”）的协同管理和服务，让管理思想创新带动机制创新，从而从根本上改变治理方式，推动智慧城市建设从技术驱动向业务驱动转变、从部门级场景向城市级场景转变。
