“数字孪生城市”:在虚拟空间再造一座城

在中国智博会上,嘉宾们热议智慧城市的方方面面。

嘉宾畅谈5G十大应用场景。 广州日报全媒体记者刘畅 摄

“城市超脑”计划发布。 广州日报全媒体记者刘畅 摄

文/广州日报全媒体记者刘畅、肖博峰

图/广州日报全媒体记者轩慧(署名除外)

昨天,“2018(第四届)中国智慧城市国际博览会”和“中国工程科技论坛”逾十场主题论坛同步召开。围绕“智慧城市”的顶层设计、规划、建设、运营等多方面,与会的院士、专家学者、企业精英提出了数字孪生城市、“城市超脑”计划、人工智能变革智慧医疗、智慧交通、智慧金融等多个热点领域的新畅想。

看点一:“数字孪生城市”

必须能穿透规划建设应用三个场景

在“人工智能推动智慧社会发展趋势”论坛现场,与会专家围绕“数字孪生城市”的新理念展开了热议。

“数字孪生城市,在虚拟空间再造一个城市。它是现实城市的映射、镜像、仿真、辅助与实验。”国家发展改革委城市与小城镇改革发展中心智慧低碳发展部副主任、智慧城市发展联盟执行秘书长冯波将问题率先抛了出来,数字孪生城市是虚拟镜像的,它是现实中城市在网络中的体现。那么,“数字孪生城市”该如何推动城市发展智慧化?

“实体城市和数字城市孪生化,它们俩是一一对等的关系,但在具体路径上应有不同。”安徽省互联网+政务服务专家咨询组副组长承孝敏认为,新城可以让数字新城走在前面,让实体新城走在后面。而在已建成的城市里,应恰恰是相反的。城市的自然形态已经存在,在此基础上进行“城市数字化”,而且将来城市和数字化的目标应该是“以人为本”。

科大讯飞股份有限公司轮值总裁陈涛则明确指出,“数字孪生城市”首先是精准的映射,即物理城市和孪生城市一一对应,物理城市这边有一条马路,数字城市那边就有一条马路;更厉害的是软件定义,也就是不用对物理城市做任何的改变,或暂不着急做改变,我们可以用软件的方式在孪生城市进行模拟运算,可以有令人震撼的效果, 如做园区规划时,我们可以根据人群行为特点、人员组成进行模拟运算。小孩喜欢吃东西,吃东西后上厕所的频率比成年人多,这些特点带到模型中,从而映射出来。这是数字孪生城市的模拟实验和预测功能。

“但是,我们现在的数字孪生城市,是在以科幻的眼光描述其功能,我们没有看到明确的实践路径。”他说,未来,我们需要的数字孪生城市必须能够穿透三个场景,即“城市的规划、建设和应用”,现在大家只关注应用的环节,这是不对的。

他表示,解决“城市病”挑战是人类的认知,但需注意因果关系。比如科大讯飞和腾讯员工的平均年龄是27岁,各有2万名员工。中国电信的员工平均年龄是35岁,同样是2万人的公司搬到一个地方,大家认为他们对周边设施的需求、生活要素的需求是一样的吗?肯定不一样。因为27岁的人还没孩子,他有更多的时间休闲娱乐。35岁后,他至少有一个小孩,他要把更多的时间放在家庭中。时间分配方式不一样,对于周边生活要素、生产要素的要求肯定也不一样,交通习惯也不一样。用人数推导周边设施的影响,这在目前城市规划中是基本原则,但这个基本原则现在是有问题的。我们要重视在规划阶段即导入“智慧化”的理念。用人工智能结合规划、建筑,它们的科学性达到一定标准后,后面不需要花太多的精力和投入,就能达到城市智慧化。

看点二:人工智能打造“城市超脑”

跨领域学习智慧解决“城市病”

论坛现场,陈涛发布了基于人工智能技术解决“城市病”和“让城市更智慧”的“城市超脑”计划。

他指出,从工业4.0延伸到城市3.0有三个阶段,分别是第一阶段,人靠智力和体力管理城市;第二阶段,通过信息化系统管理城市,它缩短了信息交流的复杂度,但其智慧化程度没有发生很大的变化。比如城管拍照后,让后台城管人员在中心进行人脸识别、任务派发,最后做闭环管理,这是通过信息化解决手段,节省了时间,但生产效率没有提高。就像早期的淘宝、微信,拉近了人与人交流的距离,但劳动生产率并没有得到提高;第三阶段,是参考工业4.0模式,人和城市之间会有智慧化的系统。这些智慧化系统应该是具备认知和学习能力的智能系统。比如城市出现内涝,原因是什么?城市管理者在应急反应方面做了哪些动作,全程记录后,下次如何进行优化,智能系统可以认知和学习。这样,第一次我们花了一个半小时达到目标,第二次发生同样的事情时,我们只需1小时10分钟就能实现目标。这是一个综合学习的过程,不只完全依赖人的复盘。

“城市超脑”就是这样一个基于互联网、物联网的基础设施,在统一的时空坐标体系上汇聚城市现实和历史、时间和空间数据,利用人工智能学习不同行业知识,发掘数据关联关系,对城市发展与运行有系统性理解,并进行全局性的即时分析和模拟仿真,进而促进物理现实城市的公共资源优化,社会管理精细有序,居民时间效率提升,城市高效可持续发展的一种智慧系统。城市,将可在“城市超脑”驱动下进行科学规划和精细化管理。

“可以说,只有‘城市超脑’是理解历史的,它才能对未来进行推演。同时,在数据的基础上,必须让人工智能学习不同行业的知识,发掘数据的关联关系。”陈涛说,“城市超脑”追求城市知识上的融通,利用统一的知识体系辨识和探索城市发展的目标和路径。其最终目标是在城市规划、建设和运营过程中连通所有知识,从而使我们在城市规划和建设过程中,用最绿色、最环保,对环境影响最少,同时可以体现不同年龄层、不同需求以及未来需求方式,实现建筑、环境和人居之间的平衡关系。他表示,为实现未来的“城市超脑”,目前我们需要做的包括有统一数据,打通数据体系;建立完善的基础信息、基础设施,坚持规划引领、多个规划一致;政府引导,多方参与,建立共创共享建设运营体系;面向场景构建平台化生态。据悉,科大讯飞即将与合肥高新区共同打造“人工智能小镇”,探索在规划、建设和运营阶段实现数字化贯通的“城市超脑”实践。

看点三:智能助手机器人参与诊疗

“智慧城市”以人为本,围绕人各方面需求的智慧化也是专家们关注的重点。

据与会专家学者介绍,在智慧医疗领域,人工智能技术已经开始改变了很多原先做系统的方式。比如远程诊疗系统,之前远程诊疗系统可以把北京协和医院专家和贵阳山村诊所的医生在预约时间内专家连线,从而让优质医疗资源遍布全国。但是,这样的信息化手段只解决了空间距离问题,在专家资源稀缺的现实情况下,专家一天内服务病人对象的数量没有发生变化,生产效率也没有发生变化。

但使用人工智能技术就很不一样了。比如医疗影像辅助诊疗,对早期肺部结节,目前机器可以在100个问题里找到95个以上问题,而一般三甲医院的专家只能找到70%的问题,也就是说病症识别准确度提高了。而且机器还可以全年无休,且复制性非常强。一般来说,培养三甲医院影像科医生需要7年时间,而用医疗影像辅助诊疗,如果网络能通,可以立刻复制10万份甚至100万份,效果达到三甲医院的水平。

而医学医疗机器人半年时间内可学会53本医学院教科书和200万份去标识化的病例和科学研究成果,它参加全国执业医师考试(满分600分),得分456分,超过96%的考生。在规范表达知识方面,医疗智能机器人完全碾压人类。目前,医疗智能助手机器人已经在三甲医院进行辅助诊疗。它现在可以看150多种病,一个月可以增加几十种。从问诊到下处方,人可以不用参与。这项技术可以用于家庭医生,缓解我国优质医疗缺乏的问题。

而在建筑领域,人工智能机器人已可以规范“审图”。据介绍,目前我国建筑领域的强制性规范大概有200多本,其中民用建筑相关标准大概20多本。人工智能机器人学习了5本,它首先就可以做人工智能审图了——现在建筑设计院工程师设计完后,并不确定画出来的图是否符合国家规范。一个小区大概20万~50万平方米,画图一般需要用1~4周时间。反过来,从图上看是否符合规范,非常浪费时间。但是,审图机器人知道规范,它可以用十几分钟就完成审图。只要连通指示体系,智能机器人就可以在建筑领域从规划到建设、应用把场景串联起来。“不过,目前人工智能处于弱人工智能的阶段,我们要不断地用数据和专家结合在一起,最后把系统做得更加聪明。”陈涛说。

看点四:“交通大脑”引领城市智慧发展

智慧城市的建设离不开交通的智慧化。在“智慧交通物流与城市治理”分论坛上,中国工程院院士、中国铁道学会理事长卢春房在论坛上指出,建设智能交通是智慧城市发展的基础与关键。

清华大学交通研究所所长陆化普认为,中国发展智能交通是有优势的。随着物联网、大数据、人工智能、北斗等高新技术的迅速发展,这都为中国智能交通提供了实现赶超发展的可能。技术层面上看,智慧化离不开大数据。在数据方面中国有天然的优势。据其介绍,到2020年,预计中国数据总量将达8000EB,占全球总量的20%,届时会成为世界第一大数据资源大国和全球数据中心。而中国的专利数累计也达到了15745项,仅次于美国的26891项,互联网应用促进共享经济迅速发展,中国已成为5G技术、标准、产业应用的引领者之一。

陆化普指出,打造“交通大脑”是关键,其“功能的实现才是真智能”,也就是交通大脑需要实现数据的采集和接入、提炼、分析、评估、改进方案的自动生成,以及与智能方案实施后的效果评价与实证检验这些具体的功能,才算是真正“落了地”。

还有一种畅想,未来,通过人工智能快速学习顶尖专家的知识,达到一流专家的水平。在人机协同的情况下,可以达到优秀的从业者水平。比如,自动驾驶可以大大释放居民时间。在交通问题短期内无法得到缓解的情况下,自动驾驶可以让人把注意力从驾驶放在自己的工作上,车自己开。这是时间释放的过程,也可以提高我们一天的劳动生产率。

《智慧城市建设深圳共识》发布

第269场中国工程科技论坛暨第十二届中国工程管理(智慧城市)论坛闭幕

广州日报讯 (全媒体记者肖博峰、刘畅)昨天下午,“第269场中国工程科技论坛暨第十二届中国工程管理(智慧城市)论坛”在深圳闭幕,《智慧城市建设深圳共识》正式发布。

《智慧城市建设深圳共识》指出,数字化、网络化、智能化是人类社会发展的趋势和潮流,历史已经进入信息驱动的数字时代,网络空间日益成为人类生存和发展的“第二空间”。

智慧城市是以人为本践行“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念,基于现代信息通信技术开发利用第二空间,推进城市管理治理能力提升,解决城市可持续发展问题的关键选择,是建设网络强国、数字中国、智慧社会的重要路径,也是推动质量、效率、动力三大变革的重要手段。

《智慧城市建设深圳共识》指出——

一、智慧城市建设亟待上升到战略高度。需要进一步秉持以人为本的理念。

二、智慧城市建设必须全面统筹协调合作。构建全国信息资源共享体系和各界联动的合作机制,实现城市功能、资源等的合理匹配。

三、智慧城市建设需要建立科学决策机制。充分发挥专家的作用,强化专家评审的实质性和责任性,赋予科技更多的话语权。

四、智慧城市建设必须做好信息工程文章。要挖掘数字背后的规律,强化数字整合的顶层设计。

五、智慧城市建设需要优化标准梯度实施。

六、智慧城市建设需要加强立法确保安全。要科学界定政府和社会运转过程中主动采集和自动沉淀数据的权利属性,界定数据应用的合法合规性,保证数据的依法有序公开和共享。要保障网络安全,保护数据安全和个人隐私,打击网络犯罪和数据违法使用,保护数字环境下的集体和个体权利。

七、智慧城市建设必须坚持以人为本。最终衡量标准是市民的幸福指数提高程度,是市民在安居乐业、衣、食、住、行、健康、安全、教育、养老、办事等方方面面获得感的提高程度。

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