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智慧城市:走向城市全域數字化轉型

作者:ZBIM推薦
智慧城市:走向城市全域數字化轉型

4月2日,國家資料局釋出了《深化智慧城市發展推進城市全域數字化轉型的指導意見(征求意見稿)》(以下簡稱指導意見)。在标題裡提出的“城市全域數字化轉型”,成為全文的指導思想,也是指導意見的最大亮點。

距離國家發改委等八部委印發《關于促進智慧城市健康發展的指導意見》已有十年。回首大陸智慧城市建設,經曆幾起幾落,已經形成了包括一網統管、一網通辦、一網協同等數字政府的基本模式,也大大推進了資料開放、公衆參與的理念的落地。但在市場化、可營運方面,一直差強人意。城市≠政府,如果不重新全面認識“城市”這個概念,隻将其了解為直接買單的政府,是不可能真正實作“智慧城市”的。本文就指導意見中對智慧城市的幾個關鍵性認知的提升,稍作分析。

一、綜合載體

2014 年的《關于促進智慧城市健康發展的指導意見》中,第一條就是科學制定智慧城市建設頂層設計。但我們看到的頂層設計往往還是一本數字政府的技術方案,到底什麼是“頂層”?其實本質上是站在什麼高度了解城市。指導意見中提出,“城市作為國家經濟發展、社會治理、公共服務的單元,是推進數字中國建設的綜合載體”。從這個角度上認識,城市就是整個人類文明的載體,更是所有新質生産力的載體。

“着力夯實城市全域數字化轉型基礎,着力推進城市經濟、政治、文化、社會、生态文明全域數字化轉型,着力建構數字化轉型可持續發展生态”。“因地制宜發展新興數字産業,加強大資料、人工智能、區塊鍊、先進計算、未來網絡、衛星遙感、三維模組化等關鍵數字技術在城市場景中內建應用……”

這些表述,都在反複強調,要把智慧城市了解為整個社會經濟系統的新形态。這是一個最好的概念,可以從整體上闡述數字技術作用于實體空間和社會空間以後,呈現出來的新文明形态。

基于類似的了解,馬斯克正在把人工智能、自動駕駛、超級工廠、人形機器人、可再生能源、儲能、航天、天基網際網路等技術能力高度整合,表面上緻力于星際探索,實際上也是在儲備未來城市建設技術體系。美國宇航局前局長詹姆斯·韋伯曾提出,“假如目前技術能夠解決宇航員在惡劣太空環境中所遇到的飲水、空氣、排污處理等複雜生存問題,這些工程創新對城市建設具有借鑒意義和實用價值。”

二、複雜系統

“整體性重塑智慧城市技術架構、系統性變革城市管理流程、一體化推動産城深度融合”,“全面提升城市全域數字化轉型的整體性、系統性、協同性”。

城市是一個開放的複雜巨系統,各子系統既有其自身的規律特征,也在與其他子系統發生廣泛深刻的互相作用,并表現出複雜系統的非線性、湧現、自發秩序、适應、回報循環等特征。當年 IBM 、 CISCO 們創造的,将智慧城市分解成若幹子系統的還原論方法有其價值,但僅止于此則遠遠不夠。這也是指導意見中反複提到系統性、整體性和協同性的原因。

人工智能深度融入城市後,城市基礎設施和服務管理将從自動化到自主化演進,人工智能即将在相當程度上代替人類智能控制城市的運作,這在人類文明史上是史無前例的。在高頻、高維資料輔助下,人工智能已經開始能處理城市複雜系統問題,城市與區域的治理将呈現新方式,會更加高效和扁平。任何國家掌握了這種能力與先機,将極大地促進經濟增長和社會創新,有效提高治理體系和治理能力的現代化。對于城市這個開放複雜的巨系統,如果仍然以正常的資訊實體系統方法去了解和控制,就可能造成災難性的後果。毋庸諱言,目前相關行業對此無論理論上還是實踐上都缺乏必要的警醒和積累,需要我們創造融貫綜合的新方法論。

智慧城市:走向城市全域數字化轉型

三、資料驅動

指導意見提出,“發揮資料要素協同優化、複用增效、融合創新作用”,“探索基層一體化智慧治理體系,加快高頻資料按需合規回流基層,形成基層資料可有效沉澱、可快速共享的應用服務體系,促進業務協同和上下關聯。”

“城市的本質即通過設施與服務的集中供給,解決人們日益增長的需求。”如果說工業時代我們通過發明和生産更多的産品、創造更多的城市空間來滿足需求的增長,那麼資訊時代,我們需要通過資料和計算更加高效地連接配接供需雙方,實作更精準的比對,使有限的存量資源能發揮更大的效率。這就是基于資料要素實作城市系統協同優化的基本機制。

能夠描述人口流動、設施使用、服務需求等動态資訊的城市資料,是面向高頻、高維城市治理的必要支撐。它提供的不僅是宏觀彙總資訊或者截面片段資訊,而是通過對城市中各種“流”和“場”的運作情況的描述,幫助我們精準識别和調控城市“人流—設施—資源—空間”的動态耦合關系,進而實作對于城市複雜系統及時全面的治理響應。疫情更讓我們體會到這一變化趨勢。在各種人員資訊、物資資訊、政策指令資訊、輿情資訊全部高速流動的條件下,我們更強烈認識到城市治理應更加關注高頻、高精度、多元度的資料刻畫與時空比對問題。

在大模型時代,資料的用途和意義正在發生變化,但資料之于智慧城市的價值還在與日俱增。作為大模型訓練的基礎,人工智能已經能了解包括文字、圖像、聲音、視訊和 3D 在内的各種資料模态。一些之前僅在細分領域發揮作用的資料,突然具有了更加戰略性的價值。無論是資料采集、模型訓練還是資料開放,都需要重新認識各類資料的價值。例如城市空間的三維資料,之前隻是用來描述和管理實體空間,而這些珍貴的三維空間語料,也同時是 3D 大模型的基礎,如果像以往一樣采集之後就束之高閣或者僅作為空間底圖,就顯然不合時宜了。政府和公共機構,應重新了解和評估資料價值與資料開放的範圍和政策,以促進各類城市大模型的建立,真正實作資料要素協同優化、複用增效、融合創新。

四、時空架構

“鼓勵有條件的地方推進城市資訊模型、時空大資料、國土空間基礎資訊、實景三維中國等基礎平台功能整合、協同發展、應用賦能,為城市數字化轉型提供統一的時空架構,因地制宜有序推進數字孿生城市建設,推動虛實共生、仿真推演、疊代優化的數字孿生場景落地。”表面上,這是一個技術整合要求,實際上是開始真正了解,若幹個聽起來不同的平台概念,本質上都是指向城市最重要的時空屬性。

人居環境各子系統演進的一種趨勢是,功能、設施、服務與固定的空間解耦,并通過“流、場、網”的連接配接,在時空次元上重新耦合。網際網路在連接配接“人—物”之後的下一步,會是人和物體與空間容器的連接配接,形成新的“時空場景”,然後通過時空算法去精确比對各種資源及供需關系。這種對時空資源供需關系的高效比對也就是智慧城市的基本邏輯。

共享單車、網約車、快遞外賣、自動駕駛計程車等各種新興業态,都是典型的時空資源動态比對場景。設施和服務的需求與供給都是動态變化的,需要的是高頻動态的連接配接與計算能力。更進一步的,則是空間功能與實體空間解耦,并通過裝配式建造、智能傳感器等實作空間、功能與使用者需求的動态比對。

ICT 技術帶來的功能與實體空間的解耦合重構,改變了空間運作的基本邏輯。在産業層面,重構産業空間的組織邏輯,響應制造業和農業的無人化、C2M(使用者直連制造)定制化的趨勢,重新布局城鄉産業分工;在城市層面,工作、生活與遊憩在時空上融合,自動駕駛和新能源車輛改變城市的交通組織模式乃至基本結構;在街區層面,混合功能、分時複用的小型複合功能區逐漸取代嚴格的單一功能分區;在社群層面,人們越來越基于共同的工作和興趣結成社群,更靈活地選擇居住地,住宅内的低頻低私密功能轉化進共享化的準公共空間。而這些趨勢的響應和統籌,都需要一個高度彈性、開放的時空架構。

智慧城市:走向城市全域數字化轉型

五、場景思維

“推動綜合能源服務與智慧社群、智慧園區、智慧樓宇等用能場景深度耦合,利用數字技術提升綜合能源服務綠色低碳效益。推動新能源汽車融入新型電力系統,推進城市智能基礎設施與智能網聯汽車協同發展。”這雖然隻是對創新能源系統與建築、交通系統協同的指導,但展現了從單一系統思維到跨系統場景思維的轉變。

在過去十年中,城市尤其是政務服務領域的資訊化水準快速提高,已經在城市中廣泛搭建起城市感覺的原始基礎。然而,這些感覺網絡主要基于各部門、各企業為自身業務需求建立,缺乏整體統籌。在相當程度上,以移動網際網路為代表的數字技術完成的還隻是人、物、流的淺層連接配接,或者說基本的數字化改造。在物聯網和人工智能技術為代表的新技術發展階段,将對社會空間和實體空間進行更深層次的解耦與重組,創造新的産業邏輯和空間價值。

“場景”規劃是一個很抽象和綜合的概念,可以了解為對城市空間容器裡各種要素的統籌安排,天然就是打破系統邊界的思維方式。城市規劃側重實體空間要素。芝加哥學派的場景理論對城市空間和社會空間已經有全面研究,而智慧城市則需要綜合考慮空間要素和ICT要素。智慧城市場景設計可以類比電影和遊戲的場景設計,從故事線到世界觀,從鏡頭語言到燈光道具,需要從整個系統的運作邏輯層面進行綜合分析。

未來有多種實作路徑和可能,絕大多數場景不存在唯一的技術解決方案,不是科學家能在實驗室決定的,而需要在真實的城市場景裡試錯、疊代和完善,最終成為共識。創新企業現場研發和完善産品,通過對所有城市系統的流程再造,形成從産品研發、落地,到收集和分析使用者資料,完善和疊代産品的閉環,自然也會形成一個基于創新的産業生态。這類需求其實也是自上而下的頂層設計的真正意義所在。

指導意見的資訊量很大,以上隻是對其中若幹關鍵性創新點的個人了解。這些方面都展現了我們對智慧城市乃至于城市系統認知和方法的全面提升。相信在其指導下,大陸的智慧城市建設将迎來新一輪更加健康和均衡的發展。