新加坡基于虛擬模型發展智慧城市

李偉

全球領先的智慧城市發展方案，可分為兩種類型：一種是以日本城市為代表，重視能源管理，使城市具備可持續發展能力。節能減排，防范、抵御自然災害是其主要功能;另一種是以新加坡為代表，以數字技術為依托優化城市功能。

新加坡在數字技術領域全面布局，被視為全球智慧城市技術準備最充分的城市之一。這與新加坡發展較快，其信息和通信產業較為成熟發達，信息化一直處于全球領先地位有關。

讓城市規劃者擁有現場視角

新加坡早在1992年就提出了“智慧島”計劃。經過近30年的發展，該計劃升級為“智慧城市”，其核心理念是“3C”，即連接（Connect）、集成（Collect）和理解（Comprehend），強調在建設通信網絡、傳感器網絡的基礎上，進行數據的分析和共享，推進智慧城市發展。

SingPass給居民帶來極大便利

新加坡智慧城市發展的一大亮點，是將整個城市轉換成一個虛擬模型，即在網絡世界中呈現一個數字化的新加坡。不同的城市管理部門可以根據該模型實現對城市動態的監測和協同管理。例如，根據城市中已有建筑物的分布，以及即將新建的建筑物的位置，判斷其如何影響城市交通;嘗試采用多種方案，對道路通行方向和停車場的位置進行模擬調整;根據城市布局的變化，模擬調整能源供應方案和綠化配置方案等。

在數字化、網絡化時代，大多數人沒有手機幾乎都寸步難行。新加坡擁有近580萬居民，撐起這個城市數字經濟的是近900萬部手機。虛擬城市模型就以這些通信終端代表居民。同時，24條海底光纜、上百家跨國企業中心等，都在虛擬城市模型中有所體現。

弗勞恩霍夫研究所的負責人沃爾夫岡·維蒂希，是虛擬城市模型項目的主導者。他說：“設計并運行虛擬工廠模型是很常見的，但針對現代化大都市，這項工作極為復雜和艱難。”

技術人員用“數字映射”技術將城市實體的活動及其引起的變化同步到虛擬模型中。維蒂希舉了一個例子：如果軟件工程師想改進地鐵列車的操作系統，那么他可以在虛擬城市模型的演示室里戴上數字化頭盔，“置身于”地鐵列車的駕駛室中，獲得直觀的體驗。虛擬城市模型能讓每一位城市規劃者和管理者擁有現場視角，從而拿出更好的解決方案。

榜鵝數字區

虛擬模型是新加坡在建設智慧城市的過程中使用的重要工具。虛擬模型的研究成果通過一個特殊的區域加以展現——榜鵝數字區（也稱榜鵝新城）。該地區占地50公頃，提供2.8萬個工作崗位，是新加坡智慧城市的示范區。

新冠肺炎疫情暴發初期，榜鵝數字區中每一名居民的活動軌跡都被虛擬城市模型記錄下來，這些信息可用于對患者及其密接者進行追蹤定位。新加坡政府將這一數據記錄方案推廣到全國，對20萬個地點進行監控拍攝，在疫情防控工作中發揮了重要作用。

基于虛擬城市模型的研究成果，榜鵝數字區在居民中推廣名為“合力追蹤”的應用程序。它涵蓋社會生活的方方面面，查詢信息、預約公共服務甚至尋找走失的寵物，都可以通過該程序獲得幫助。

以智慧交通為例，“合力追蹤”中的交通App，可以通過每輛公交車的刷卡記錄來判斷其擁擠程度，并提前告知出行者，非常人性化。

榜鵝數字區還率先推行新型個人身份信息系統——SingPass。新加坡數字身份項目主管肯德里克·李說：“隨身攜帶身份證件，或者記住自己的身份證件號碼，這些對于居民來說都不是良好的體驗。我們將人臉識別和電子簽名集成到SingPass中，解決了這個問題。”

以銀行業務為例，榜鵝數字區率先引入基于SingPass的財務數據交換平臺。居民通過刷臉和電子簽名，即可在該平臺上調出自己所有財務數據：支票賬戶狀態、養老金儲備情況、信用卡額度、債務狀況等。以往需要一兩個小時才能辦理完的業務，現在幾分鐘內就可完成。

虛擬模型預測2023年時的新加坡城市一角

虛擬模型中的新加坡公共廣場

智慧公路

榜鵝數字區中的智慧公路，也是新加坡智慧城市建設的一大亮點。

當能見度下降到100米時，智慧公路會自動開啟智能引導系統，地面上閃爍的黃色、紅色引導燈，組成類似飛機跑道的指示系統，為迷霧中的車輛導航;當車輛經過時，激光測距器會判斷車輛占用哪一條車道，車輛駛過后，黃光變為紅光，車輛后方形成兩條更高頻率的紅色閃爍軌跡，警示后車保持車距;一旦發生交通事故，智慧管控平臺能夠在第一時間監測到，并觸發就近的公路情報板，開啟車道管控模式……

智慧公路的發展趨勢是數字化、智能化、網聯化和綠色化。榜鵝數字區通過智慧公路關鍵技術的示范應用，面向未來嘗試如何將傳統的基礎設施和新基建結合起來，全面提升公路的安全性、可靠性和綠色化的水平。借助通信技術，推進大數據、物聯網、云計算等與公路建設深度融合。通過車路協同、云平臺+人工智能、信息化管控等前瞻性、先進性技術，構建安全、智能、綠色、舒適的應用場景。

智慧公路的科技創新可謂無處不在。所有功能都由位于指揮中心和服務區的綜合管養平臺控制完成。它是智慧公路的“大腦”，其數據實時同步到虛擬城市模型中。

綜合管養平臺上顯示車輛分流合流情況、情報板歷史記錄及實時預警信息。一旦路上出現拋灑物、逆行、違停、碰撞等，系統就會通過設備聯動及時生成預警信息，并快速制定應對方案。

另外，智慧公路路面上的復合瀝青材料，可實現“自我調節溫度”，平均調節幅度為2.5攝氏度，最大可調節9攝氏度。有了這種技術，在新加坡炎熱的夏季，道路能夠自主降溫，以免出現車轍，影響車輛行駛。

真正反映城市居民的實際需要

新加坡是一個城市國家，其產業以信息和通信業、金融業為主。這些產業與數字技術的關系較為密切。當前，數字技術的蓬勃發展為實現智慧城市發展目標提供了更為便捷的方式。不過，需要強調的是，智慧城市技術發展的關鍵，并不在于它是不是最先進的，而在于它是不是能夠真正反映城市居民的實際需要。

新加坡立足于居民的需求，通過公共服務平臺，調動居民參與城市建設。REACH（Reaching everyone for active citizenry @ home）是新加坡政府在1985年設立的，目前已發展為極具特色的數字化互動平臺，以數字化手段鼓勵居民參與城市發展和管理政策的制定。

維蒂希說：“智慧城市建設包括很多方面。必須利用盡量少的數據為城市和居民做更多的事情。我們需要整合的不僅僅是數據——新加坡正放眼世全界，招募最出色的規劃人才和管理人才。”

維蒂希指出，新加坡智慧城市建設所采用的每一項技術都不是獨一無二的，其他國家也在開發利用這些技術。但是，將這些技術整合運用在一起，目前只有新加坡等少數城市做到了。在這里，政府、經濟界、科技界和學術界人士通力協作，取得了令人矚目的成果。

編輯：姚志剛 winter-yao@163.com