智慧城市創新生態

文｜本刊記者 陳桂龍

十三屆全國政協教科衛體委員會副主任 曹健林

國務院參事、中國城科會理事長 仇保興

日前，由中國城市科學研究會與海口市人民政府聯合主辦2018國際智慧城市峰會暨智慧城市創新生態博覽會上。十三屆全國政協教科衛體委員會副主任曹健林，國務院參事、中國城科會理事長仇保興，中國科學院院士、美國科學院外籍院士、華大基因理事長楊煥明，中國工程院院士、瑞典皇家工程科學院院士、同濟大學副校長吳志強，圍繞“智慧協同 生態創新”主題，分別從不同角度出發，集中探討人工智能、未來城市、大數據等新技術革命給城市發展帶來的機遇和挑戰。

曹健林：創新智慧城市新生態

“在我國改革開放四十年的歷史進程中，城市建設和城市化率不斷提高，城市也在迅速現代化、智能化。同時，堅持綠色發展、節能減排，取得了舉世矚目的成就。四十年前中國的城市化率不到20%，今天達到了60%。”十三屆全國政協教科衛體委員會副主任曹健林表示。

中國科學院院士、美國科學院外籍院士、華大基因理事長 楊煥明

曹健林認為，四十年間，中國人民的居住條件、工作條件、交通條件等都發生了天翻地覆的變化。在中國城市的發展進程中，科學技術起到了至關重要的作用，聚焦城鎮發展的需求，這里既有城鎮建設與發展的創新技術應用，又有與綠色科技新興產業支撐城鎮的轉型升級和可持續發展。

我們這一代人是中國改革開放四十年巨變的親歷者和見證人，改革開放也徹底改變了我們這一代人的命運。

曹健林表示，在過去的四十年中，中國的諸多產業完成了歷史性跨越，從小到大、由弱到強甚至走到了世界領先的地位。

在過去的四十年間，中國的照明產業完成了從白燈到氣體放電燈到今天半導體照明的跨越，在國家半導體照明聯盟推動下，過去十幾年中，我國的半導體產業年復核增長率超過了25%，2018年的產值突破7500億，其中芯片的國產化率達到了80%，中國已經成為全球半導體照明產業的中心。

中國工程院院士、瑞典皇家工程科學院院士、同濟大學副校長 吳志強

此外，半導體照明還拓展了智慧照明、光通信、光生物、光健康等創新應用領域，已經成為中國高技術產業一個強大競爭力的突出代表，中國半導體照明也正在大步的走向世界，走向全球的每一個角落。

曹健林認為，智慧城市建設和創新生態的發展與所有的科技進步都有密切的聯系，都應該成為科技進步的應用場景和發展機遇。讓我們共同努力，為人類文明進步貢獻更多的中國智慧和中國方案。

仇保興：5G是智慧城市創新催化劑

中國是5G時代最早投入應用的國家。5G給我們創造了一個人類歷史上前所未有的緊密聯系的社會。

國務院參事、中國城科會理事長仇保興表示，智慧城市的主體是復雜的，是千變萬化的，但是所有的主體都有一個共同的特征，可以簡化成四個方面：第一，感知的系統；第二，會運算的系統；第三，會執行的系統；第四，執行了能夠反饋。這構成了一個閉環，城市就是由這樣的主體構成的。CAS（復雜適應理論）作為第三代系統論，是指系統每個主體都會對外界干擾做出自我適應反應，而且各種異質的自適應主體相互之間也會發生復雜作用，造就系統的演化路徑和涌現出難以預知的豐富結構。

仇保興認為，CAS有四個新的規則，產生了一個新的集聚狀態，有一種越來越強化的多樣性，多樣性就是一切創新的源頭。內部有模型，可以準確的預知近期發生什么變化，更重要的是它有固定的模式，這些模式可以無限的組合產生巨大的復雜的系統，每一個方面都具有不同的特征，這些特征有可能產生巨大的互補共振效應。

“我們用這個基本規律來看待城市的發展，2000多年來人類追求城市文明的時候永遠記住了亞里士多德說過的那句話：人們為什么到城市里來，因為城市的生活更美好。所以，城市首先的目標就是活力宜居；第二個城市目標是綠色智慧、可持續發展；第三個目標就是安全、人性化。城市的理論千變萬化，城市的烏托邦無窮無盡，但是這三大目標千古不變。”仇保興說。

仇保興表示，5G時代CAS理論新規則包括六個方面：新集聚、多樣化、流空間、積木、內部模型、標識。CAS六大新規矩是連接在一起的，六大新規矩總是協同的，六大新規矩都會產生共振。我們在虛擬的空間里面，比如當一個人進入海口，我們就可以讀出，他具有什么樣的潛在標識。無人駕駛的時代是一個夢寐以求的時代，但是無人駕駛光靠雷達不行。5G產生了一個環境感知，把環境的數據整合在一起，使駕駛員的前瞻能力大幅度提高，可以前瞻到幾十公里或者百公里全域。

5G的超級聯接，是價值傳輸、大數據、AI等新技術簡易武裝到每個主體，使每個主體自適應性快速提高，因為系統的變化本質來源是主體的適應性，主體的集聚、多樣性、流空間、積木、內部模型和標識等新規則相互循環強化涌現出新的智慧城市。

5G將是各行各業融合創新的催化劑，是巨大的創新孵化平臺。舊的智慧城市設計規則是從上而下的，講究頂層設計。但是新的規矩就是從下而上。新的規矩是自組織演化多次迭代的，5G變成了催化劑，這是一個新時代的到來。

楊煥明：以“人與生態”為本 建設“智慧城市”

“建設‘智慧城市’要以人為本，以自然生態為本。”中國科學院院士、美國科學院外籍院士、華大基因理事長楊煥明表示，在研究中，需從生態、健康、文化、信息大數據幾個方面來分析城市的“基因元素”。“我們要尊重自然，達到人與自然的和諧相處，是自然造就城市，也是城市建造自然。”

楊煥明強調，海口要維護好自身生態優勢，把生態經濟、循環經濟作為城市發展的新亮點。在發展“智慧城市”的過程中，應遵循“城市修補”和“有機更新”的方法，留住城市特有的地域環境、文化特色、建筑風格的“基因”。

楊院士回顧了基因組學的發展歷程。他說，人類基因組計劃是生命科學的一場全新革命。20世紀生命科學取得了兩次革命性進展，第一次是遺傳定律的再發現和基因論；第二次是DNA雙螺旋模型。基因組是一個生物體所有基因遺傳和功能單位的總和，人類有約2萬個基因，其中有6000多種“單基因”遺傳病。

楊煥明表示，中國參與“人類基因組計劃”的“1%測序項目”使得我國具備了自己的、接近世界水平的基因組研究的強大實力，為21世紀我國的生活技術產業帶來了光明和希望。經過科研工作者的不懈努力，目前中國對基因組學的發展具有九大貢獻，包括10%國際單體型圖計劃、國際千人基因組計劃、國際癌癥基因組計劃、水稻和家蠶基因組計劃、META基因組等。

楊煥明指出，未來是生物科技的時代，基因組學又是生物科技中最前沿的學科之一。作為“國際濕地城市”“全國美麗山水城市”，海口的生態環境對于生態物種的基因多樣性保持相對完好，在基因庫建設等領域的發展將會有廣闊前景，值得期待。

吳志強：人工智能規劃城市未來

中國工程院院士、瑞典皇家工程科學院院士、同濟大學副校長吳志強從世博會與IBM合作成立智慧城市研究中心開始談起，對于智慧城市的發展，經歷了以下幾個階段，功能——感知、判斷、反應、學習。在此基礎上，可以形成智慧城市四大功能循環聯動的模型，并進行細分；需求方面，智慧城市要滿足生活城市的需求，涵蓋醫療、就學、交通、服務、文化等，把整個過程智能化；行動者——政府、企業、市民，將政府、企業、市民，三者的需求與經濟、社會、環境三大問題結合起來，智能城市應該是多層決策；內外部系統，內部系統感知需要收集數據，外部形成多方面應用。將不同區域的需求進行整合，形成城市不同的功能和選擇出重要的節點；規律關系，沒有規律，城市不能稱之為”聰明“。邏輯層（學習、感知、判斷、反應）——運行層（規律）——支撐層（CBDB）。通過這些方面的不斷推進，確定了智能城市的概念。

吳志強介紹，在做北京城市副中心城市設計中，我們讓CityGo學習了整個通州的樣片，從2018年進行推演，一直推演到2035年，完成了世界上第一個純粹人工智能推演的發展模型。這個模型里面有六種棋子，職、住、學、商、醫、休；城市規劃往后不再是一張2035年的圖，而是一年比一年推進演化的圖，為什么城市規劃那么累，因為我們只有一個空間的模型，而不知道“前后手”，“前后手”的決定，可以影響一個城市的興旺和衰退，我們過去長久以來只有空間問題，不提時間的前后秩序。

另外，我們還訓練了城市新區的“GO”，區域的“GO”，模擬了長三角等地區的發展。而目前，我們在繼續推進人工智能城市的原型設計與研發。城市的發展我們一直在依靠外力，讓我們的城市尺度在不斷發展，高度不斷擴張，但只有到了人工智能階段，才是城市的革命性的時代。通過長期的積累，2016年中國工程院向中央提出了關于中國人工智能的戰略報告，得到迅速的批復，2017年7月，發布了《新一代人工智能發展規劃》，而在同時，美國、英國、歐盟都在做，這次的革命是從來沒有過的，中國與世界同步的革命。

從2020、2025、2030，整個中國推進人工智能中間，特別注意這一條：“推進城市規劃、建設、管理、運營全生命周期智能化”，這是人工智能的五大發展計劃之一，這是第一次出現城市規劃與建設。

“未來中國城市人工智能的發展，以人的需求為核心，把生產、生活、生態、共享的智能化，插入到城鄉的整個空間，通過時間過程的智能化，在規劃、設計、建造、運行進行推進。”吳志強表示，希望中國的人工智能城市，能夠像中華民族曾經有過的城市輝煌那樣，再一次復興。