讓城市學會思考

閔萬里

2008年IBM提出智慧城市的概念后，全球多個城市開始持續投入巨資建設基礎設施，帶動一大批相關產業的發展，城市信息化建設基本普及。但是，電線桿上不斷增加的攝像頭數目與越來越慢的行車速度反差強烈，讓群眾對智慧的感知不明顯。縱觀過去十年智慧城市建設，很多城市普遍有“重硬輕軟”、重管理輕服務的問題。新型智慧城市需要直面老百姓對安全感、獲得感、幸福感的訴求，從治理智慧化進階到服務智慧化。

新型智慧城市的核心理念

新型智慧城市的核心，是實現業務流、數據流與管理流的智慧共振，避免“感而不動”的現象，讓城市像智慧體一樣具備思考能力。為此，阿里云推出了ET城市大腦，以云計算、大數據、人工智能三駕馬車，結合城市既有公共數據資源，來實現城市治理與服務過程的數字化轉型。豐富而完整的數據成為創新原材料；云計算能力改變原來望“數”興嘆的遺憾局面，成為堅實的技術載體；ET城市大腦具有足夠的AI洞察能力，掌控全局、見微知著，從看似松散無序的數據背后提取其潛藏的巨大價值。當把正確的算法和充分的算力嫁接在城市公共數據資源上時，沉睡的數據會被喚醒，冰冷的信號燈會變得智能，出行道路也會更加暢通。

新型智慧城市的建設具有“硬—軟—硬”的螺旋式上升內在規律。基礎物理設施等硬件提供了動態感知能力與服務下行渠道，而ET城市大腦正推動“由硬及軟”的轉變，利用既有硬件設施采集的數據資源提升治理及服務水平的“軟”實力，強健體魄與聰明大腦齊頭并進。ET城市大腦的應用場景還可“由軟及硬”，延伸至城市基礎設施規劃，告別經驗式規劃，讓大腦指導城市新區及老區改造的精細化發展，實現“優生優育”。

城市大腦在交通領域的創新實踐

阿里云ET城市大腦在交通領域實現了一系列的技術突破：從“事后統計”到“預測性調控”，從“被動適應”到“主動介入”，從“固定相位差/綠信比”到“客制化”，并且成功落地打造了一批直接解決痛點的業務應用創新。

實時預測、提前洞察。2015年9月，阿里云與浙江交通廳信息中心合作推出了未來60分鐘高速路況滾動預測，覆蓋省內1300多公里主要高速路段，預測準確率在91%以上，幫助出行者避開未來一小時可能出現的高速堵點。如果導航APP基于當前時刻的路況規劃路線， 殊不知在行駛中遠方的路況時刻在變化，現在的堵點在15分鐘之后就可能變暢通。這種基于某個時刻全網路況規劃路線隱含著一個假定：每個路段的路況都會固化延續當前時刻的狀態，此即“刻舟求劍”的現代版。要解決這個矛盾則需要及時預測未來路況，比如能夠提前5分鐘、10分鐘或者60分鐘進行預測，但由于交通系統的“牽一發而動全身”的內在交織性及海量數據特點，要實時預測未來60分鐘全網路況需要有機結合數學模型、多源數據處理技術及海量計算能力，缺一不可。將高速公路歷史車速記錄、實時路況數據及路網拓撲結構結合，基于阿里云大數據平臺，在20分鐘完成歷史數據分析，10秒鐘完成實時數據分析，實時路況監測成本下降了90%。

放眼全局、精準點穴。2016年8月，阿里云與廣州交警合作上線了“互聯網+信號燈”控制優化平臺，利用高德APP提供的實時交通流信息，在天河區和海珠區的實驗區域內，對路口的車流壓力與信號燈配時方案進行“需求與供給”實時解析，及時準確發現供需失衡的路口并且給出紅綠燈配時改進建議。試運行期間，這套系統幫助繁忙路段的擁堵指數下降高達25%。這次成功實踐于2016年9月見諸媒體后，也帶動了其他城市探索“互聯網+信號燈”的方案。

這個案例給我們的最大啟發是，信號燈的IQ（智能）是可以被大幅提升的。傳統交通信號燈有幾個缺點：近視眼、被動、僵化。所謂“近視眼”，是指信號燈只看到局部路口的傳感器與交通探頭信息，無法看到周邊路口的“在途”車流，所以視野狹窄。“被動”則指當擁堵已經發生后信號燈才被動響應調節配時，無法提前10分鐘預測匯集的車流需求并做到“防患于未然”。“僵化”指信號燈的控制邏輯被固化在初裝時候的水平，而路網結構及交通流特性的演變導致原有控制邏輯無法匹配新形勢。而移動互聯網APP的實時交通流信息天生具備“俯視全城”的全局視野，開闊的數據視野與實時預測未來交通流的能力相結合恰恰就解決了前述的“近視眼、被動、僵化”三個缺點。

這個案例的第二個啟發是城市道路網絡疏堵需要精準點穴，交通信號燈作為“穴位”的開關，首當其沖需要實現智能化。基于在廣州的成功實踐，2017年以來，阿里云ET城市大腦在其他城市推廣信號燈優化控制，獲得顯著成效。杭州市下城區主動脈中河—上塘路高架上車輛平均通行時間縮短15.3%，莫干山路部分路段平均通行時間縮短8.5%，蕭山區試驗路段的平均通行速度提升15%，平均通行時間縮短3分鐘。2018年上海實施阿里云ET城市大腦后，浦西世博區的區域信號燈協同控制效果顯著，區域擁堵指數下降了15%，出行時間減少了8%。上海市南京路—四川路交叉路口，夜間車流極少而紅燈周期過長，實施信號周期動態調節方案后，將夜間車輛等待時間縮短14%。

原本因為交通信號燈的權威性，出行者被迫接受了它的智商。但是今天云計算的能力幫助我們利用大數據技術和AI算法，讓信號燈也有了“與時俱進”的思考能力。

全局智能、眾志成城。救護車被擁擠車流阻擋的新聞屢屢見諸報端，是否有可能讓每一輛救護車享受到“鐵騎開道”的待遇呢？ 2017年9月，阿里云ET城市大腦在杭州市蕭山區上線了“特種車輛先行”的系統，為急救車開辟“綠色生命通道”，把救護車的行程時間平均壓縮了50%（約7分鐘）。通過科技的力量助力救護車與死神賽跑，讓信號燈聽見救護車的鳴笛聲，其背后又是將實時預測未來路況與信號燈“點穴”控制的結合。首先預測周邊區域未來60分鐘路況，基于未來路況為救護車規劃最優行駛路線并精準預測到達中間每個路口的時間，再結合預測的路口到達時間與信號燈控制系統做“零時差”接力提前開通綠燈，實現“彈性綠波帶”，既能提前清空救護車前方的車流，同時也減少對城市正常交通流的影響。“彈性綠波帶”技術，能夠在任何時候以及城市的任何兩點之間開辟一條綠色通道，不久它將在杭州的城市大腦2.0中結合高德APP終端為緊急出行的市民（孕婦、高考學生等）提供服務。作為全球首創的技術成果，它已隨著ET城市大腦于2018年3月已經在馬來西亞吉隆坡落地。

主動巡檢、明察秋毫。2018年，ET城市大腦推出視頻解析產品“天曜”，升級監控球機智能感知系統，通過自動跟蹤識別與智能感知技術，使其具備城市級大規模攝像頭的實時分析能力，在監控球機的使用效率上進一步突破。在杭州市上線運行效果顯著，僅用20秒即可發現事件，準確率達95%以上，真正實現機器視覺替代交警巡邏。上海黃埔泛外灘區域通過視頻數據分析人群與車流的波動，幫助優化交通信號燈配時，使行人路口等待時間縮短8.2%，車輛路口等待時間縮短9.1%，做到“人車雙贏”。

智慧城市的前景展望

新技術催生新應用。隨著多家科技公司與傳統智慧城市廠商積極跨界合作，眾智與眾志的結合，不僅能突破很多受技術制約的老大難問題，還可能孵化一些嶄新的應用模式。例如，動態擁堵收費在倫敦、新加坡及斯德哥爾摩等地實施多年被證明行之有效，但是此措施在國內論證多年未見落地，其中一個原因就是缺乏足夠的計算能力與數據覆蓋，道路擁堵程度無法成為動態可實時監測的管理指標。于是只好采用了搖號、限購、限行等剛性的計劃管理手段，但是難以適配快速增長的交通出行需求。ET城市大腦通過實時融合現有的交通探頭、地磁線圈和移動互聯網APP數據，結合AI算法分析和強大計算力，已經可以實現實時掌握道路擁堵程度。再例如，全城停車位即時共享也將成為可能。如果停車位資源數據動態透明，那么依托高效的供需實時匹配機制，停車需求與周邊停車位供給可以有效撮合，系統自動向車主推薦周邊的可用停車位資源，使得有限的供給充分流通起來，提升全社會公共資源的配置效率。

數字規劃預見未來。過去的道路規劃、公共設施布局等往往是依賴管理者的經驗，而今ET城市大腦城市規劃已實現在虛擬的數字城市中不斷模擬，最終尋找到最優的規劃方案。目前城市數字規劃平臺包含規劃藍圖、實時仿真、全局決策三大功能，能夠全面優化城市空間格局，實現規劃、建設、運營的閉環。城市大腦能夠對整個城市進行實時、全面、全量的感知，并且調動手和腳做出行動，這將是對城市的重新發明。

數據中臺是城市數字化轉型的核心抓手。盡管很多人都在說數據是新能源，但有別于石油等不可再生能源，今天數據高速通脹的事實說明城市公共數據的價值周期很短且價值密度稀薄。如何“眼明手快”并有效地“集腋成裘”？這就需要打造一個公共數據資源平臺，即城市數據中臺。它是一個城市的數據底盤，依托強大的云計算與大數據處理技術，實時匯集城市運行過程中產生的各種數據原材料。基于這個底盤，開采者對城市數據資源“看得清、看得及時、用得徹底”，實現數據的全量、標準、純凈、智能，快速為城市大腦供血。可以想象，城市交通、能源、供水、建筑等基礎設施在云端將全部被數字化，實體城市和數字虛擬城市同生共長相互映射，大到建筑物，小到每條電力線路，都能在虛擬城市中找到數字化的自己，極大地提高城市管理精度與效率。

結語：找到適合自己的智慧之路

阿里云ET城市大腦當前在交通領域的實踐只是解決了幾個點狀問題，但是它足以證明幾個重要事實：（1）城市公共數據資源蘊藏巨大的可開采價值；（2）云計算、大數據及人工智能技術是開采城市公共數據資源的有效工具；（3）城市大腦可以提升精細化治理與服務水平。云計算、大數據及人工智能等技術必須直面城市治理中的切實痛點，才可能真正實現理想中的智慧城市。一味追逐無人駕駛、人臉識別、掃臉支付等熱點，而在喧囂之后發現只是望梅止渴式的“水中月、鏡中花”，腳踏實地、砥礪前行的愚公精神是人工智能時代打造新型智慧城市的筑路機。

智慧城市的發展經驗不能跨城市照搬照抄，盲目引進、追求熱點、強硬嫁接是不理性的。政府要結合既有情況，因地制宜繼承式發展，讓城市像智慧體一樣思考，每個城市都找到自己獨特的“智慧”。