解码智慧雄安 探析智慧城市规划建设新趋势
万博manbetx网址  www.cilnblog.com 2018-6-1 6:19:04 来源: 万博manbetx网址
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    中共中央、国务院批复的《河北雄安新区规划纲要》(以下简称《纲要》),进一步明确了雄安新区的战略定位和发展要求,对于高起点规划、高标准建设雄安新区具有重要意义。这张规划“未来之城”的宏伟蓝图,描绘着新时代高质量发展的前景,凸显着“雄安模式”的精髓。
    为解决城市发展难题,实现城市可持续发展,建设智慧城市已成为不可逆转的历史潮流。随着物联网、人工智能、大数据技术的发展,各大互联网公司也纷纷进入该领域,提出了各自的智慧城市解决方案。
    目前,我国的智慧城市已经从理念探讨、初期尝试、跨界融合、模式完善到新的思维创新、落地,并取得了一定的成绩。但真正以问题为导向、市场需求驱动的优秀产品还为数不多,智慧城市的建设仍需继续深化。
    《纲要》没有大规模诠释智慧城市规划与建设的内容,而是以一种更为谨慎务实的态度,将智慧城市建设的内涵融于其中。它提出,要建设绿色智慧新城。即按照绿色、智能、创新要求,推广绿色低碳的生产生活方式和城市建设运营模式,使用先进环保节能材料和技术工艺标准进行城市建设,营造优质绿色市政环境,加强综合地下管廊建设,同步规划建设数字城市,筑牢绿色智慧城市基础。
    Google旗下Sidewalk Lab在加拿大多伦多滨水区项目中提出了一种新的智慧城市建设模式,即从城市建设之初就对基础设施进行完整的IT化改造,在实体城市之外同步建设数字城市。城市本身作为一个大型数据基础设施,成为一个综合的技术示范区,给大量相关的城市软硬件、物联网、传感器企业提供了实地示范和采集数据的试验场地,城市建设和产业发展得到了完美的结合。
    这个以“数字孪生”城市为基础的智慧城市模式在雄安新区规划里也得到了很好的体现。《纲要》提出,“坚持数字城市与现实城市同步规划、同步建设,适度超前布局智能基础设施,推动全域智能化应用服务实时可控,建立健全大数据资产管理体系,打造具有深度学习能力、全球领先的数字城市。”《纲要》在整个城市规划中融入了智慧城市的思维方式,其中有很多细节值得其他城市借鉴。

    以智慧城市为基础的数字城市
    数字城市的提法比智慧城市要更早出现,本意是指对城市时空信息的数字化描述,其主要依托技术包括GIS(Geographic Information System 地理信息系统)、BIM(Building Information Modeling 建筑信息模型)等。而随着物联网和大数据技术的发展,城市的基础设施和实体空间建设的同时,城市将先实现数字化,随之而来的是城市全面的智慧化。数字城市不仅是传统的二三维图纸和模型,更是叠加了来自互联网和物联网的多维度实时数据,全面描述了城市的运行状态。
    如果不能用数据描述城市的运行状态,用算法驱动城市的运营就成了空中楼阁。在现阶段,一个与现实城市高度同步的数字城市建设尚无成熟的案例,城市的四肢和神经系统还未发育完成,城市大脑的思维运算能力无从谈起。因此,《纲要》中多次提到“数字城市”,清晰认识到我国智慧城市的正确发展阶段,并明确指出了建设早期的工作重点。
以产业为驱动的智慧城市
    《纲要》在“发展高端高新产业”一章中明确了产业发展重点,其中包括“新一代信息技术产业”,即围绕建设数字城市,重点发展下一代通信网络、物联网、大数据、云计算、人工智能、工业互联网、网络安全等信息技术产业。还包括“高端现代服务业”,即接轨国际,发展金融服务、科创服务、商务服务、智慧物流、现代供应链、数字规划、数字创意、智慧教育、智慧医疗等现代服务业,促进制造业和服务业深度融合。
    整个重点发展的高新产业体系都围绕着智慧城市和数字城市建设展开。在新区规划主要指标中,要求数字经济占城市地区生产总值比重超过80%。目前,数字经济在国内生产总值(GDP)的占比约30%左右,可见,实现地区占比超过80%的目标,具有相当大的难度。但从中也可以看到雄安以高新产业作为其主打特色的决心。智慧城市建设本身,包括了完整的信息技术软硬件产业链,而基于大数据的城市运营机制,又产生了大量的新兴服务业形态。可以确定的是,在线上流量逐渐饱和的今天,线下还有无数的产品和场景等待着被数据化改造,这一改造的过程也就具备了大量的产业机会。

    以城市大数据为基石的实时感知能力
    《纲要》提出,“与城市基础设施同步建设感知设施系统,形成集约化、多功能监测体系,打造城市全覆盖的数字化标识体系,构建城市物联网统一开放平台,实现感知设备统一接入、集中管理、远程调控和数据共享、发布。”要求大数据在城市精细化治理和应急管理中的贡献率超过90%,这就需要对城市里几乎所有事件都具备动态监测和实时感知能力,而目前智能摄像头为主的方案只能解决其中一小部分问题,大部分数据还分散在多个部门。
    一体化的数据采集物联网,是智慧城市最重要的基础设施,可以从根本上解决多维数据采集和多部门数据汇聚的问题,实现包括环境、气象、噪声、积水、视频、人车流量、速度等完整的城市运行数据的同步采集。一些团队也把集成传感器作为主要研究方向,具有重要意义。通过机器学习乃至深度学习进行城市发展预测和决策支持的前提就是长期海量的数据采集和标注,对各种城市事件的数据建模。城市大脑不会凭空出现,必须尽早开始数据采集和分析,才能提供足够的数据积累作为人工智能的原材料。

    数据集成与汇聚平台
    《纲要》提出,“搭建云计算、边缘计算等多元普惠计算设施,实现城市数据交换和预警推演的毫秒级响应,打造汇聚城市数据和统筹管理运营的智能城市信息管理中枢,对城市全局实时分析,实现公共资源智能化配置。”
    作为一个典型的开放的复杂巨系统,城市数据是十分丰富而复杂的,其多源异构属性远超常见的数据架构,而最核心的特征就是其时空属性。GIS和BIM分别作为城市和建筑数据的行业平台,已经非常成熟。而近年来,融合二者优势的CIM(City Information Modeling 简称CIM)城市信息模型系统越来越受到关注,也逐渐成为智慧城市数据平台的基本原型。CIM是以城市信息数据为基础,建立起三维城市空间模型和城市信息的有机综合体。从范围上讲是大场景的GIS数据+小场景的BIM数据+物联网的有机结合。未来智慧城市所依托的相关技术,都会围绕城市信息的采集和使用展开,这些就是城市信息模型CIM的由来。
    CIM城市信息模型系统的搭建,将实现城市资源整合共享,智慧城市的整体监管、智能协同、管理决策支撑等目标,成为智慧城市的核心枢纽及智慧城市的展示窗口。

    构建智能出行交通体系
    道路和交通系统是城市的基本骨架,未来无人驾驶、共享出行等技术改变的不仅仅是出行本身,对城市空间结构也必然带来深远的影响。
    《纲要》提出,搭建智能交通体系框架。以数据流程整合为核心,适应不同应用场景,以物联感应、移动互联、人工智能等技术为支撑,构建实时感知、瞬时响应、智能决策的新型智能交通体系框架。建设数字化智能交通基础设施。通过交通网、信息网、能源网“三网合一”,基于智能驾驶汽车等新型载运工具,实现车车、车路智能协同,提供一体化智能交通服务。示范应用共享化智能运载工具。推进智能驾驶运载工具的示范应用,发展需求响应型的定制化公共交通系统,智能生成线路,动态响应需求。探索建立智能驾驶和智能物流系统。打造全局动态的交通管控系统。建立数据驱动的智能化协同管控系统,探索智能驾驶运载工具的联网联控,采用交叉口通行权智能分配,保障系统运行安全,提升系统运行效率。
    未来交通体系,是以人及其出行目标为核心的一体化系统,以无人驾驶和共享出行交通工具为核心的MAAS(Mobility as a Service 出行即服务)模式会将多种交通方式通过数据逻辑耦合,并为市民提供集成化的出行服务。滴滴、摩拜等公司都在通过不同的切入点横向拓展,探索未来出行模式。未来在这一领域,无疑将会产生新的产业巨头。政府也应该积极应对,在基础设施、示范项目、政策支持等方面予以扶持。

    绿色生态可持续的智能基础设施体系
    《纲要》提出,“按照绿色、智能、创新要求,推广绿色低碳的生产生活方式和城市建设运营模式,使用先进环保节能材料和技术工艺标准进行城市建设,营造优质绿色市政环境,加强综合地下管廊建设,同步规划建设数字城市,筑牢绿色智慧城市基础。”“结合数字城市建设,运用互联网、物联网融合技术,推进能源管理智慧化、能源服务精细化、能源利用高效化,打造新区智能能源系统,进一步提高能源安全保障水平。”基础设施智慧化水平要超过90%。
    以地下管廊为代表,包括应急防灾、能源供给在内的整个基础设施体系,都会建立在全面感知和数据化运营基础之上,保证城市的高效运行和可持续发展。这个系统也是依靠全面覆盖的传感器网络,物联网平台和低功耗物联网体系建立的数据采集和控制能力来实现的。城市物联网平台领域,微软、亚马逊、阿里和腾讯等互联网公司也都投入了大量的资源布局,但在智慧城市建设中往往被忽略,仍然没有统一的技术标准和解决方案能够覆盖城市建设的各种场景。

    智慧城市,从目标到手段
    总的来说,智慧雄安的最大亮点就是用数字化完整地重新定义城市本身,数据驱动的整个城市规划、设计、建设、运营、管理本身,就已经成为一个巨大的产业。通过构建全域智能化环境,智慧城市从一个虚无缥缈的目标,变成了城市发展的战略和手段,全方位地融入了城市的基因和血脉。
    《纲要》中提到的一些具体领域包括“构建全域智能化环境。推进数字化、智能化城市规划和建设,建立城市智能运行模式,建设智能能源、交通、物流系统等;构建城市智能治理体系,建设全程在线、高效便捷,精准监测、高效处置,主动发现、智能处置的智能政务、智能环保、数字城管。建立企业与个人数据账户,探索建立全数字化的个人诚信体系。健全城市智能民生服务,搭建普惠精准、定制服务的智能教育医疗系统,打造以人为本、全时空服务的智能社区。”
    除此之外,还有很多的领域面临全面的数字化改造。每个城市的发展阶段不同,其智慧城市和数字城市的建设重点也应该各具特点。雄安规划可以说是一个城市新区智慧城市规划的优秀范本,在其它的新城新区的建设中,可以着重关心以上要点,立足全面感知和数字化改造,致力于在基础设施建设阶段实现“数字城市”的务实目标。

    作者:王鹏,清华大学城市规划学院博士

 
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