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聽阿里云團隊講述——他們這樣為城市裝上“大腦”
來源:環球網
2020-07-28
這個讓城市更聰明、更智慧的“大腦”是怎樣研發出來的?

 

改變,是從細微之處開始的。

2016年的一天,在浙江杭州蕭山區路上開車的司機,或許會覺得,“今天真幸運,一路都沒堵車,真順暢”。但他可能不知道,這份“小幸運”并非偶然,而是來自一項新技術——“城市大腦”的應用。

4年之后,城市大腦帶來的變化已從改善一條道路的交通狀況,擴展到了服務城市生活的方方面面;從杭州一城的實踐,鋪開到更多地方,甚至走出國門,成為中國智慧城市建設最具代表性的技術應用之一。

這個讓城市更聰明、更智慧的“大腦”是怎樣研發出來的?未來又將繼續帶給人們哪些驚喜?

為此,本報記者采訪了阿里云城市大腦技術團隊的專家,看看他們是如何為城市裝上“大腦”的。

跑遍全城爭取試點,他讓信號燈變聰明

曾任阿里巴巴技術委員會主席的王堅,是國內云計算領域的專家。2009年2月,由其主持研發的云操作系統“飛天”誕生。這一云操作系統最大可擴展至10萬臺計算集群,一舉成為全球集群規模最大的計算平臺。

一扇新門開啟了。

“飛天”提供的超大算力能讓許多設想變為現實,這當中就包括王堅一直在思考的城市信息數據處理。

中國每年產生的數字信息約占全球的13%。運用得好,數據就會變成像水、電、煤一樣不可或缺的資源。在王堅的預想中,不久,城市將會進入“算力時代”,計算能力將為城市發展帶來革命性質變。

國家層面也在關注新的城市發展方向。2012年11月,住建部發布《關于開展國家智慧城市試點工作的通知》,其中指出“智慧城市”是通過綜合運用現代科學技術、整合信息資源、統籌業務應用系統,加強城市規劃、建設和管理的新模式。

“智慧城市”是一個很大的概念,如何讓它落地?王堅首先想到要從交通領域入手。

“交通狀況好不好對一個城市來說極其重要,既能體現城市的發展水平,又與每個人的生活息息相關。更重要的是,交通領域已有搜集數據的基礎設施比較好,街上有各種路測設備、攝像頭,推進實施起來會比較快。”參與了杭州城市大腦1.0版研發的阿里云智能資深算法專家張輝解釋說。

2016年初,為了爭取到一個嘗試的機會,王堅跑遍了杭州各個與交通口相關部門,終于,蕭山區交警支隊答應做個試點。然后王堅又從公司不同團隊里召集了十幾個人,開始了新的探索。

兩個月的實驗期,優化蕭山區市心北路到育才路的交通,這就是城市大腦初現雛形時的第一個任務。

蕭山區道路上已有的交通攝像頭就像“眼睛”,信號燈則像指揮交通的“手”,它們之間需要建立一個機器大腦來進行溝通協調。機器大腦需要訓練,數據就是知識,各種各樣的算法和場景模型則像是思維。

視頻組的成員瞪大眼睛,一幀一幀地將攝像頭中出現的各種車型、車牌、左右轉彎、標志標線等信息標記出來,訓練機器認識它們。數據智能團隊對道路、車輛、車流進行算法建模,讓機器學習并預判各種可能發生的情況,通過信號燈發出相應的指令。比如,當攝像頭發現當前直行方向車流量大,機器的大腦需要自動分析,控制信號燈變化時長,讓直行車輛降速,避免擁堵。為了實現目標,團隊成員都駐扎在交警隊,每天深夜才能回家。

大家堅持熬過了兩個月,最終的測試結果讓人振奮:試點道路車輛通行速度平均提升了3%至5%,在部分路段有11%的提升。

杭州市政府也從中看到了城市發展的新可能。杭州云棲大會是中國早期的開發者創新展示平臺,2016年10月,在云棲大會上,杭州市政府宣布啟動城市數據大腦建設,為這座城市安裝一個人工智能中樞。

從改變一條路到改變一個城,契機來了。

從“治堵”到“治城”,算法專家提出新的解決方案

不同于小范圍的實驗,要讓全杭州市的交通變智能,難度倍增。全杭州有數百萬的行人車輛,上萬個交通攝像頭,必須要算法專家提出新的解決方案。

阿里云智能數字產業產研部研究員曾震宇和張輝帶著一支小團隊,決心為城市大腦打造一個交通數據中臺。利用這個平臺,把全市與交通相關的數據整合在一起,通過多元融合計算,實現交通數字化。

在曾震宇看來,建立交通數據中臺,最核心的問題是要將城市交通當成一個整體來看待。“城市不同的區域有不同的交通需求。如何多樣化、立體化地規劃一個動態的交通網絡,是優化城市交通最大的挑戰。”

“一開始我們把搭建交通數據中臺想得比較簡單,以為會很順利。沒想到真操作起來,遇到了很多困難。”張輝回憶,問題主要集中在兩方面,一個是數據沉淀,另一個是業務溝通。

交通數據中臺首先要大量的數據,但當時全市的交通數據情況是“不通、不穩、不準”。政府和交管系統內很多網絡是不互通的;道路上的許多路測設備在設計安裝之初沒有考慮到未來的需求,原有系統的完備性不夠穩定;路測設備的位置不準,交通攝像頭的型號不一,有的畫面難以識別,有的年久失修……

交通數據中臺是一個全新的事物,需要多方通力合作才能完成。但初期,大家在業務溝通上不是很順暢。“我們的團隊成員都是搞技術的,不懂交通,交通部門的工作人員又不夠了解技術。經過不斷磨合,大家才互相取得信任。”張輝說。

克服了一個個障礙,城市交通的靜態數據和動態數據終于集納在交通數據中臺上。每條道路都有了自己的信息標識,每輛車的行程軌跡都可以全部還原。無論是天氣變化,還是道路施工,或是各種突發狀況對交通產生的影響,都能被計算預測。

2018年,杭州城市大腦的管轄范圍擴大了28倍,信號燈優化1300個,每2分鐘便可完成一次區域掃描,處置效率提高了9倍。

“治堵”的小目標初步實現,城市大腦開始走向“治城”。

2018年5月,《杭州市城市數據大腦規劃》發布。其中提出,除交通領域外,城市大腦還將深入醫療、平安、城管、旅游、環保等行業系統。到2022年,杭州要基本完成城市數據大腦在各行各業系統建設,投入實際運行,成為支撐城市可持續發展的基礎設施。

由杭州大數據局牽頭,來自多個部門的成員組成了交通、環保、旅游等16個專班,進駐云棲小鎮。政府工作人員與技術研發人員坐在一起,聯合辦公。張輝認為,政府部門的支持至關重要。“許多變革需要跨部門的協同合作,打通不同領域的數據。各個部門都需要有積極擁抱新技術的心態才能做好。”

到2019年底,杭州城市大腦已更新到3.0版本,包括公共交通、城市管理、衛生健康、基層治理等11大系統48個應用場景,日均協同數據1.2億條。

今年,在抗擊新冠肺炎疫情的過程中,城市大腦也發揮了出色作用。全國推行的健康碼,正是依托城市大腦的能力支撐,才能率先在杭州推出。復工復產期間,杭州又在18小時內上線了“杭州市企業嚴格防控有序復工數字平臺”,具備企業復工申報、員工返工檢查、防疫措施引導等功能。

“城市大腦的應用會是一條非常長的路。在這條路上走得越遠,越會看到新的東西,不斷有驚喜,更會有挑戰。前進的過程中,各方都在不停成長,共同的一點是大家對這條路的方向很有信心,就是通過技術提升讓城市生活更美好。”曾震宇說。

因城因地制宜,他們到政府熱線當接訴員,了解市民最關心的事

有了實實在在的成績,智慧城市的概念被越來越廣泛地接受,城市大腦也有了更廣闊的施展空間。

2018年,阿里云智能高級架構師姚臻從廣州來到???,搭建了一個新的小團隊,雄心勃勃地準備讓城市大腦在海南島上落地生根。

因為有杭州的成功經驗在前,??谑姓畬?诔鞘写竽X的期待很高。不同于杭州從交通領域試點,??趶囊婚_始就定位為“全國第一個綜合性城市大腦標桿”。這意味著,在很多領域,姚臻的團隊要自己摸索。

“我們前期花了4個月時間,做了大量調研。城市大腦不僅要滿足當下城市的需求,更要和城市未來的發展緊密結合。所以我們同市長、副市長進行了多次訪談,研究??谑袣v年的政府工作報告,還要到各個委辦研究各領域的需求。”

除了了解政府對城市的規劃設計,還要知道城市生活中的痛點。“對城市建設來說,老百姓滿意才是真的滿意。”如何快速掌握老百姓最關注哪些問題?姚臻想到一個巧辦法:讓團隊成員到12345政府熱線去當接訴員。美舍河河道污染、路面違章停車、政務窗口辦事難等最直接的問題,“在熱線辦公室坐上半天就全知道了,這是最一手的資料。”

城市的需求明晰了,著手去做仍有新的難點。??诘男畔⒒ㄔO起步相對較晚,信息系統建設小而散,數據量不足。比如很多醫院沒有形成電子病歷,路面上智能攝像頭和信號燈少,游客流量靠傳統方式預估……城市信息化的缺口需要一步步改善。“像醫療領域,線上掛號、繳費,在很多大城市早就實現了。但我們過來的時候,??谶€沒實現。政務服務也做不到一網通辦,市政服務有31個專窗,市民辦理業務可能需要在不同窗口之間來回跑。”姚臻回憶說。

從這些最能提升市民幸福感的領域入手,??诘某鞘写竽X一步步完善起來。一年多以后,在2019年12月,??诔鞘写竽X一期項目交付。平臺接入了6個國家部委的16個共享數據接口,29個省級單位、40個市級單位上云,12家社會企業也上了云,形成超過上千億條的數據資源池,支撐著交通、政務、醫療、文旅等領域的智慧應用場景。

姚臻介紹說:“現在我們依托??诒镜氐纳罘誂PP‘椰城市民云’,打通了市內所有二甲以上醫院的在線掛號、繳費等業務。改建了19個‘一窗辦理’的政府服務窗口。在交通方面,在海甸島嘗試了智能交通AI信號燈,實時感知每個路口的行車數量、車速、排隊情況,然后根據擁堵程度自動設置紅綠燈的放行和等待時長,以最科學合理的方式調控紅綠燈,進而提升通行效率,節省警力。”

今年5月,IDC評選的2020年度亞太區智慧城市大獎,??诔鞘写竽X獲得了“最佳智慧城市項目”,這對姚臻和他的團隊來說是一個肯定。6月,《海南自由貿易港建設總體方案》印發,“數字海南”按下加速鍵,這更讓姚臻充滿期待。

摸著石頭過河的過程充滿苦辣酸甜,但從??诔鞘写竽X的成功來看,姚臻覺得,從頭完善一個城市的信息化建設,可以實現更多具有創新性的想法,甚至實現超車。“二三線城市發展城市大腦有很大的潛力。用技術幫助城市資源更好地做規劃和分配資源,仍有巨大的可想象空間。”

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2017年11月, 城市大腦被列為首批四大新一代國家人工智能開放創新平臺之一,將成為接下來10年機器智能最重要的研究平臺。在同年的第四屆烏鎮世界互聯網大會上,又入選為該年度的“世界互聯網領先科技成果”。

截至2019年,全球有20多個城市引入城市大腦。目前,城市大腦合作的城市包括:杭州、???、北京、上海、重慶、天津、鄭州、蘇州、雄安、衢州、澳門以及馬來西亞吉隆坡等等。

2018年的云棲大會上,杭州城市大腦總架構師王堅曾說,“城市大腦是杭州獻給世界的禮物”。如今,這正在變為現實。

責任編輯:周星如

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