近年來，全國乃至全世界都掀起了智慧城市建設(shè)熱潮。有數(shù)據(jù)顯示，全球智慧城市相關(guān)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模預(yù)計從2017年的4246.8億美元增至2022年的12016.9億美元，年復(fù)合增長率達(dá)23.1%。近日在江蘇烏鎮(zhèn)舉行的2017世界互聯(lián)網(wǎng)大會上，有眾多企業(yè)發(fā)布了自己的智慧城市云解決方案。

智慧城市要解決的是日益凸顯的交通擁堵、環(huán)境惡化、能耗增加等城市問題。“在人工智能時代，城市計算是解決城市問題的必然選擇，也很可能是最好的路徑。”微軟亞洲研究院首席研究員鄭宇在12月2日于北京舉辦的2017人工智能前沿應(yīng)用與人才發(fā)展論壇上說。

據(jù)介紹，城市計算包括城市數(shù)據(jù)的感知和獲取、數(shù)據(jù)的管理、數(shù)據(jù)的分析和挖掘以及數(shù)據(jù)的服務(wù)和提供。“這四個層面連成一個環(huán)路，不斷自動地在不干擾人生活的情況下，用大數(shù)據(jù)應(yīng)對城市的大挑戰(zhàn)。”鄭宇說。

城市計算 預(yù)測未來

城市計算是一個交叉學(xué)科，是計算機科學(xué)以城市為背景，跟城市規(guī)劃、交通、能源、環(huán)境、社會學(xué)和經(jīng)濟學(xué)等學(xué)科融合的新興領(lǐng)域。具體地說，城市計算是一個通過不斷獲取、整合和分析城市中多種異構(gòu)大數(shù)據(jù)來應(yīng)對城市所面臨的挑戰(zhàn)的過程。按鄭宇所述：“城市計算能幫助我們理解各種城市現(xiàn)象的本質(zhì)，甚至預(yù)測城市的未來。”

“城市發(fā)展是從數(shù)字化到信息化再到智慧化遞進(jìn)的過程，數(shù)據(jù)是智慧的基礎(chǔ)。”山東大學(xué)計算機與軟件學(xué)院院長陳寶權(quán)指出，從眾多候選集中選出所需要的數(shù)據(jù)很重要，可以解決很多實際問題，比如在城市區(qū)域內(nèi)確定設(shè)立充電樁的位置，規(guī)劃空氣質(zhì)量檢測站點的設(shè)置等。

為了進(jìn)一步說明數(shù)據(jù)感知與獲取對城市公共設(shè)施配置的重要性，鄭宇展示了天津市的救護車站布局圖。“以前選救護車站點基本是根據(jù)人口數(shù)量或者道路房屋密度決定。但是人的急救需求的影響因素很復(fù)雜，我們可以根據(jù)真實的120求救信號數(shù)據(jù)和救護車搶救病人的GPS軌跡等數(shù)據(jù)對站點進(jìn)行重新布局，以優(yōu)化平均搶救時間。”鄭宇說。

另外，救護車輛如何在各個站點之間動態(tài)調(diào)度，使得系統(tǒng)運力最大化是第二步需要解決的問題。“就是要找到一個使很多人到此的匯聚時間最優(yōu)化的點。”鄭宇建議，所有以速度優(yōu)先級最高的應(yīng)用都可以考慮這個選址模型。

城市大數(shù)據(jù)平臺發(fā)揮效力

未來的智慧城市該是什么樣？陳寶權(quán)認(rèn)為，智慧城市有兩個層面的含義：一是宏觀層面，城市總體資源的分配是智慧的，特別是基礎(chǔ)設(shè)施能合理滿足市民需求，比如交通設(shè)計能完全按照人流的需求來考慮；二是微觀層面，智慧城市下人人都能享受到更加便利、高效、安全和環(huán)保的服務(wù)，生活舒適度不斷提高。

要達(dá)到以上目標(biāo)，數(shù)據(jù)的管理不可或缺。城市中所有數(shù)據(jù)根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為兩種：點數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。一旦建成后任何屬性都不會變動的是空間和時間都靜態(tài)的點數(shù)據(jù)；位置不變，但是每個小時的讀數(shù)不斷變化的是空間不變但是時間屬性在不停變化的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。

“在摩拜單車使用中，不同時間有不同的人在不同地方發(fā)出請求，這就是一個時空多變的數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，路網(wǎng)就是一個靜態(tài)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，把路網(wǎng)疊加了交通流量信息以后就變成空間不變、時間變化的數(shù)據(jù)。”鄭宇說，最復(fù)雜的是軌跡數(shù)據(jù)，時間和空間都在變，并且點和點之間有連續(xù)的關(guān)系。

“定義好這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型以后，我們就可以針對特定的模型設(shè)計特定的算法，提高系統(tǒng)的利用率。”鄭宇說，“我們是給整個城市提供服務(wù)，對整個城域作推斷、預(yù)測，運算量非常大，而且要求實時。因此，數(shù)據(jù)和應(yīng)用之間就需要一個平臺來連接。”

鄭宇主導(dǎo)的在貴陽落地的第一個城市大數(shù)據(jù)平臺，把分布式計算環(huán)境跟索引方法結(jié)合在一起，可以使算法完成時間從幾個小時變成幾秒鐘。“這就是平臺強大的力量。”鄭宇說。