城市交通數(shù)字化如何助力智慧城市建設？

阿里云研究中心發(fā)布《城市交通數(shù)字化轉(zhuǎn)型白皮書》，指出近20年來，智慧城市建設花費巨資，卻沒有根治“城市病”。該白皮書以智慧交通為例剖析當今遇到的挑戰(zhàn)。

　　早在2016年，習近平主席就在中共中央政治局第三十六次集體學習時明確提出：“我們要深刻認識互聯(lián)網(wǎng)在國家管理和社會治理中的作用，以推行電子政務、建設新型智慧城市等為抓手，以數(shù)據(jù)集中和共享為途徑，建設全國一體化的國家大數(shù)據(jù)中心，推進技術融合、業(yè)務融合、數(shù)據(jù)融合，實現(xiàn)跨層級、跨地域、跨系統(tǒng)、跨部門、跨業(yè)務的協(xié)同管理和服務?！睍r至今日，敢吃人工智能“螃蟹”的第一批“數(shù)字孿生城市”已經(jīng)借助阿里云ET城市大腦實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)共創(chuàng)、數(shù)據(jù)自動控制的互聯(lián)網(wǎng)模式，蘇州、杭州、蕭山、衢州、上海、吉隆坡等創(chuàng)新名城踏上了“人工智能高速公路”。

　　一、科技浪潮重構城市經(jīng)濟體

　　“中國的城市化與美國的高科技發(fā)展將是深刻影響21世紀人類發(fā)展的兩大主題?！薄Z貝爾經(jīng)濟學獎獲得者約瑟夫·斯蒂格利茨

　　人類文明歷史上，每一次科技大爆發(fā)都會重新決定全球城市的經(jīng)濟排名。工業(yè)革命時，河流沿線的人類城市演變?yōu)楣I(yè)資源聚集地，世界中心是英國的曼徹斯特、利物浦、格拉斯哥等十萬人口的城市；電力革命時，輸電網(wǎng)沿線的人類城市形成電氣資源聚集地，世界中心遷往美國的紐約、芝加哥、費城、底特律、洛杉磯、波士頓、匹茲堡等百萬人口大都市；當今的信息革命，互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)沿線的人類城市是數(shù)據(jù)資源聚集地，約瑟夫·斯蒂格利茨說對了一半，世界中心正在向中國的北京、上海、杭州、深圳等千萬人口超大城市轉(zhuǎn)移，城市擁有的計算力總量決定了數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的排名與潛力，反之經(jīng)濟衰退則會引發(fā)“城市收縮”現(xiàn)象（麥肯錫預測2015到2025年，發(fā)達國家約17%的大城市和全球約8%的城市其人口會收縮下降）。

　　城市即是“資源高地”，又存在“效率洼地”。十九大報告中指出，我國社會主要矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾。亞里士多德說：“人們來到城市是為了生活，人們居住在城市是為了生活得更快樂”，但歷經(jīng)數(shù)千年的發(fā)展，國人深切感受到交通擁堵、生活不便、環(huán)境惡化等城市之“痛”。人口高度集中進一步加劇了城市公共資源的供需矛盾，為城市治理者帶來日趨嚴峻的種種挑戰(zhàn)。我們的城市“生病”了，交通擁堵、環(huán)境污染、治安違法等問題飽受市民詬病，其中交通成為所有城市的通病，浪費了大量市民時間與石油能源，面對就業(yè)與居住空間分離、超大規(guī)模路網(wǎng)、復雜車流變化，以人力為主的交通管理效率成為制約整個城市發(fā)展的短板，因為我們?nèi)绾嗡茉斐鞘?，城市就如何塑造我們?/p>

　　二、智慧城市的“智商”不足

　　“人類用了5000多年的時間，才對城市的本質(zhì)和演變過程有了一個局部的認識，也許要更長的時間才能完全弄清那些尚未被認識的潛在特性?！薄绹鐣軐W家劉易斯·芒福德

　　△硬件過度建設，全局數(shù)據(jù)智能不足

　　近20年來，智慧城市建設花費巨資，卻沒有根治“城市病”。我們以智慧交通為例剖析當今遇到的三大挑戰(zhàn)：

　　1）智慧城市第一難是“數(shù)據(jù)多效果少”。大數(shù)據(jù)時代城市治理的挑戰(zhàn)在于海量公共數(shù)據(jù)與全局管控效果之間的矛盾，城市中的環(huán)境、設備、市民日夜不停地產(chǎn)生活動數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)（環(huán)境傳感器、城市攝像頭、電磁線圈）等，在線上再造了一個鏡像般的“數(shù)字孿生城市”，但人類監(jiān)管者卻無法一目了然，靠人力很難深入理解城市“數(shù)據(jù)海洋”水面下隱含的真實交通需求。從實時治理交通、解決社會問題的良好愿望出發(fā)，“交通人治”模式往往會陷入“硬件建設-交通擁堵”的怪圈，國內(nèi)很多城市為了提升交管、治安、環(huán)保能力，每年鋪設大量攝像頭、線圈等硬件設施，一個城市的全部攝像頭記錄的視頻數(shù)據(jù)量，相當于1000億張圖片，一個人要看完所有視頻大約需要100多年，海量視頻數(shù)據(jù)都在“沉睡”，能被監(jiān)管者查閱的不到10%，而且不同監(jiān)管部門的硬件重復建設導致數(shù)據(jù)孤島越來越多，然后卻無法及時保障每一位市民的出行安全與體驗。

　　2）智慧城市第二難是“單點強而全局弱”：俗稱“打地鼠”問題。在復雜多變的交通網(wǎng)絡中，安裝單點智能攝像頭、智能紅綠燈屬于指標不治本，擁堵路口、治安事件會動態(tài)轉(zhuǎn)移到附近路段，老問題產(chǎn)生新問題，怎么都管不完、治不好，市民的全局出行效率并沒有得到整體提升。單點數(shù)據(jù)分析往往帶來“近視眼”問題，幸好云計算讓全量數(shù)據(jù)實時融合、大規(guī)模網(wǎng)絡模型運算成為每個城市用得起、用得好、用得爽的互聯(lián)網(wǎng)技術，即保證個體效率要求，又避免城市中出現(xiàn)整體運行效率瓶頸，在局部應急和全局最優(yōu)之間找到?jīng)Q策平衡點。國內(nèi)的交通燈“單點優(yōu)化”已經(jīng)遇到效能瓶頸，大規(guī)模全局交通優(yōu)化是全球業(yè)界公認的發(fā)展方向。

　　3）智慧城市第三難是“科技新落地少”：俗稱“知易行難”問題。人工智能等高新技術的城市化推廣，像多米諾骨牌一樣觸發(fā)城市管理存量系統(tǒng)和現(xiàn)行執(zhí)法流程的系列改變，單一技術廠商、單一軟硬件產(chǎn)品正在形成新的“科技孤島”，因此數(shù)字化創(chuàng)新技術的“開放性”是城市轉(zhuǎn)型升級的成敗關鍵。一方面“云原生”（CloudNative）應用服務商讓現(xiàn)有的系統(tǒng)平滑遷移，另外一方面互聯(lián)網(wǎng)級數(shù)據(jù)開放平臺、PB級數(shù)據(jù)治理體系讓全球更多的生態(tài)伙伴、產(chǎn)業(yè)極客加入進來，遵守同一個開發(fā)標準實現(xiàn)迭代創(chuàng)新、融合創(chuàng)新、群體創(chuàng)新。封閉技術落地難的一個反例是，時髦的“人臉識別”技術在交通場景中適用范圍小推廣難，路面攝像頭都安裝在6到12米高的燈桿上，加上天氣環(huán)境因素、攝像頭分辨率不高，單一產(chǎn)品改造對行人識別難度很大，如采用手持設備刷臉識人，又會陷入警力緊缺、人海戰(zhàn)術的老路上，僅解決一個單點問題無法根治錯綜復雜的“城市病”。

　　△城市加密：北京建筑密度

　　中國城市化飛速發(fā)展，為公共服務管理水平帶來日益復雜的綜合性挑戰(zhàn)。過去二十年，中國城市投資超過5000億元建設的傳感網(wǎng)絡已經(jīng)領先全球，但硬件重復建設、單點功能微改良帶來的“治標不治本”問題愈演愈烈。不堪重負的中國城市如同一個四肢發(fā)達、頭腦簡單的“植物人”。展望未來，中國的城市化發(fā)展讓“城市加密”（提升密度）成為必由之路，2016年發(fā)布的《世界城市報告》指出，未來20年全球發(fā)展中國家的城市，每年都會新增近7500萬人口，為了滿足這些人的需求，城市的規(guī)模、密度、復雜度將持續(xù)上升，若想在如此多變的挑戰(zhàn)中創(chuàng)新突破，實現(xiàn)廣大老百姓期盼的“生活不費心，出行不費腦，城市有溫度”，眾多國內(nèi)上一代智慧城市急需升級到“最強大腦”。

　　三、“城市大腦”浪潮的去偽存真

　　“一座城市就像一棵花、一株草或一個動物，它應該在成長的每一個階段保持統(tǒng)一、和諧、完整。而且發(fā)展的結(jié)果決不應該損害統(tǒng)一，而要使之更完美；決不應該損害和諧，而要使之更協(xié)調(diào)?！薄１饶釢伞せ羧A德《明日的田園城市》

　　最和諧的城市是次優(yōu)的設計加上全局最優(yōu)的運營。

　　一個城市最具戰(zhàn)略價值的資源，不是房地產(chǎn)、不是稅收，不是人口，而是數(shù)據(jù)。在互聯(lián)網(wǎng)時代，數(shù)據(jù)是政府的治理依據(jù)，更是政府與每一位市民之間的感情紐帶。正如習近平總書記所說，城鎮(zhèn)化是一個自然歷史過程，涉及面很廣，“越是復雜的工作越要抓到點子上，突破一點，帶動全局”，而數(shù)據(jù)會告訴我們哪一點是關鍵突破口。

　　城市治理本質(zhì)上是網(wǎng)絡協(xié)同。人類有史以來最大的產(chǎn)業(yè)協(xié)同網(wǎng)絡不是誕生在二戰(zhàn)，而是“雙11購物節(jié)”中實戰(zhàn)進化而生。2017年，零售業(yè)的“最強大腦”為全球225個國家地區(qū)的數(shù)億剁手黨，協(xié)同177家各國物流企業(yè)，精準交付了8.12億個物流訂單。由此孕育出的大計算、大數(shù)據(jù)、大智能的“科技紅利”，從互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)溢出，致力于徹底解決有限人力條件下的交通運輸難題。在十多年互聯(lián)網(wǎng)科技實戰(zhàn)基礎上，針對現(xiàn)代城市中復雜挑戰(zhàn)，阿里巴巴集團整合阿里云大數(shù)據(jù)與智能計算團隊、達摩院視覺計算團隊、高德出行的三大核心科學家團隊，研發(fā)出具有全球領先水平的阿里云ET城市大腦。

　　為什么說城市大腦是世界領先的中國原創(chuàng)黑科技？

　　城市大腦是阿里巴巴集團普惠科技群的“制高點”，以阿里云的彈性計算與大數(shù)據(jù)處理平臺為基礎，結(jié)合機器視覺、大規(guī)模拓撲網(wǎng)絡計算、交通流分析等跨學科領域的頂尖能力，在互聯(lián)網(wǎng)級開放平臺上實現(xiàn)城市海量多源數(shù)據(jù)收集、實時處理與智能計算系統(tǒng)。

　　什么樣的AI才能稱為真正的“城市大腦”？

　　衡量標準有三條：

　　能夠?qū)崟r處理人所不能理解的超大規(guī)模全量多源數(shù)據(jù)（整體認知）；

　　能夠洞悉人所沒有發(fā)現(xiàn)的復雜隱藏規(guī)律（機器學習）；

　　能夠制定超越人類局部次優(yōu)決策的全局最優(yōu)策略（全局協(xié)同）。

　　與之相反，局限于單一數(shù)據(jù)來源、只賣設備不懂業(yè)務場景、數(shù)據(jù)實時處理規(guī)模存在上限的“偽城市大腦”則會給城市帶來更多復雜性風險。

　　當城市發(fā)展遇到數(shù)據(jù)科學家，改變世界的科技產(chǎn)品誕生了。在城市大腦的背后，聚集著眾多全球頂級的阿里巴巴數(shù)據(jù)科學家團隊。例如IEEEFellow華先勝老師領導的視覺計算團隊，獲得行人檢測、車輛檢測、行人再識別三項世界紀錄。三篇城市大腦視覺計算的技術論文同時入選國際頂級學術會議——國際計算機學會主辦的第25屆國際多媒體會議ACMMultimedia，包括交通實時狀態(tài)制定和預警算法、人工智能識別及信號控制系統(tǒng)、跨攝像頭搜索技術。阿里云首席機器智能科學家閔萬里2011年在頂級交通期刊TransportationResearchPartC上發(fā)表關于在動態(tài)拓撲網(wǎng)絡下進行速度預測的文章，成為該領域引用次數(shù)最多的文章之一（388次），奠定了阿里云ET城市大腦交通網(wǎng)絡計算的基礎。

　　四、“城市大腦”的四種超能力

　　“城市是巨大的自然現(xiàn)象，超過了我們改變事物的能力，也超過了我們所能了解的關于應該如何去改變城市的知識。”——美國人本主義城市規(guī)劃理論家凱文·林奇

　　城市數(shù)據(jù)遠遠超過人類的認知能力，ET城市大腦成為人類認知城市、改造城市、運營城市的強大助手，擁有超越人類的四種“超能力”。

　　擁有全面、全量、實時的多源大數(shù)據(jù)，所以阿里云ET城市大腦具有四大超能力：

　　超能力一：機器視覺認知能力，提升城市視頻數(shù)據(jù)價值與感知能力。

　　第一，全面識別路況，“百事通”全景認知。城市中很多路面下埋藏的地磁線圈年久失修，部分區(qū)域故障率高達50%，這些“傳感盲區(qū)”，路面攝像頭獲得的視頻數(shù)據(jù)就成為重要的感知手段。有別于業(yè)界產(chǎn)品只能識別行人（或車牌），不需新增路面設備，城市大腦通過接入所有主流廠商的攝像頭、傳感設備，在不同視頻質(zhì)量、光照、天氣、夜晚等實戰(zhàn)場景中，能夠根據(jù)細節(jié)差異快速有效識別出人、車、事（故）、物，此項技術名列KITTI全球視覺計算排行榜第一名。這項超能力讓沒有智能芯片的傳統(tǒng)球狀攝像機具有了云端讀懂“萬物”的能力。

　　△城市大腦天曜產(chǎn)品：下雨等特殊天氣路上人車事物識別

　　第二，全量視頻激活，“算無遺策”全局視野。一個城市數(shù)萬路攝像頭傳輸?shù)囊曨l流，在阿里云彈性計算平臺上，全量分析而無遺漏，突破人力巡查無法覆蓋的全城“盲點”、“沉睡數(shù)據(jù)”，以算法自動監(jiān)控全量數(shù)據(jù)，是對警力資源最大的釋放，是雪亮工程的神助攻。

　　第三，實時分析事件，“秒懂”安防閃電戰(zhàn)。依靠阿里云強大的流計算技術、視覺計算加速等獨門秘籍，實時分析全城視頻數(shù)據(jù)流，一旦發(fā)生交通事故、治安事件，城市大腦向交警總隊“秒級報警”、紅綠燈策略動態(tài)制定、車流誘導（高德導航），城市大腦保障每位市民安心出行?！?/p>

　　△阿里云城市大腦“視覺計算加速”技術

　　超能力二：全量數(shù)據(jù)平臺建設能力，提升城市“數(shù)據(jù)密度”與“微粒管理”水平。

　　一朵城市云極大降低了數(shù)據(jù)資源共享流通的成本，在“十一五”、“十二五”多年建設基礎上，終于建立起統(tǒng)一共享的“數(shù)據(jù)中臺”（城市數(shù)據(jù)資源平臺）、一體化“數(shù)據(jù)語言”（城市數(shù)據(jù)定義與標準），幫助政府主管部門向公共服務產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈開放。借助經(jīng)過“雙11”實戰(zhàn)檢驗的EB級數(shù)據(jù)實時計算能力，城市大腦首次實現(xiàn)了上百PB數(shù)據(jù)的在線存儲以及每日PB級別的計算吞吐能力，計算請求響應時間控制在3秒以內(nèi)，實時數(shù)據(jù)接入延時低于200ms，以超高密度數(shù)據(jù)平臺支撐城市精準運營。

　　第一，共享平臺打通數(shù)據(jù)孤島。目前杭州城市大腦已經(jīng)打通9個網(wǎng)絡、50多個業(yè)務系統(tǒng)，快速整合了互聯(lián)網(wǎng)交通數(shù)據(jù)、交通設備檢測數(shù)據(jù)、政府部門數(shù)據(jù)和攝像頭視頻等近1000PB的數(shù)據(jù)，日新增約12PB，80%以上都是實時數(shù)據(jù)。

　　第二，數(shù)據(jù)標準匯聚生態(tài)渠道，包括數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)模型、質(zhì)量評價、數(shù)據(jù)應用等一系列城市大數(shù)據(jù)建設標準規(guī)范的建立，為城市大腦生態(tài)中的跨渠道的多源數(shù)據(jù)融合分析奠定前提基礎。

　　第三，數(shù)據(jù)模型建立指標體系，將匯聚后的數(shù)據(jù)按5個層次，6大主題、8大中心進行了信息整合和融合分析，構建了一套包含500多個指標的城市大腦指標體系，既能實時刻畫城市交通全局態(tài)勢，又能支持車道級別的精準管控，并為城市交通的歷史規(guī)律分析提供數(shù)據(jù)基礎。第四，數(shù)據(jù)工具配套數(shù)據(jù)治理。數(shù)據(jù)資源平臺提供歷經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)實戰(zhàn)檢驗的一整套大數(shù)據(jù)服務組合，包括數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)開發(fā)、數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控、數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理、血緣分析、數(shù)據(jù)服務等全球領先的大數(shù)據(jù)技術產(chǎn)品，為海量數(shù)據(jù)開發(fā)和全城協(xié)同治理提供強有力的工具支持。

　　超能力三：交通網(wǎng)絡協(xié)同與交通博弈預測能力，大規(guī)模動態(tài)拓撲網(wǎng)絡下的實時計算。

　　第一，城市動態(tài)路網(wǎng)的“蝴蝶效應”分析能力。構建大規(guī)模城市交通網(wǎng)絡擾動模型是很多交通干預手段的先決條件，比如在擁堵路口的某個方向加大或者減小放行，會對交通網(wǎng)絡的其它環(huán)節(jié)產(chǎn)生什么連鎖反應與潛在影響，例如交警制定交通干預措施后，城市大腦能夠根據(jù)實時路況準確預測未來網(wǎng)絡狀態(tài)的演化過程，幫助城市管理者獲得更優(yōu)決策支撐與效果。這種超能力的技術挑戰(zhàn)是由于全城路況瞬息萬變、交通關系錯綜復雜，模型必須在很短時間內(nèi)計算出全局影響結(jié)果，而城市大腦在網(wǎng)絡傳播結(jié)構設計、網(wǎng)絡擾動快速收斂兩方面均有技術突破。

　　第二，緊急車輛的“聰明導航”，充滿不確定性的動態(tài)交通網(wǎng)絡上實現(xiàn)精確路線規(guī)劃。在城市應急避險場景中，緊急救助車輛（消防車、救護車等）對路線規(guī)劃、全城調(diào)度的時間要求極為苛刻，例如在緊急救助響應時間方面，英國8分鐘、紐約10分鐘、新加坡11分鐘，目前根據(jù)交通信息避開擁堵路段的簡單路徑導航方法，無法保證超大規(guī)模復雜路況下響應時間的穩(wěn)定性與可靠性。計算過程本身復雜度非常高，幾十萬路面節(jié)點（路口，紅綠燈燈設施）組成的城市交通網(wǎng)絡，網(wǎng)絡規(guī)劃算法的深度優(yōu)化、阿里云的彈性計算能力必不可少，蕭山城市大腦的實戰(zhàn)效果很好，精準路線規(guī)劃服務秒級響應，保障準時到達的成功率。

　　第三，全城AIoT實時協(xié)同，車輛調(diào)度與信號燈系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)絡協(xié)同。交通信號的調(diào)解對實時交通狀態(tài)的影響具有一定的滯后性。與信號系統(tǒng)的協(xié)同計算，目的是讓控制系統(tǒng)能夠提前對交通流狀況做好準備，逐步的對交通狀況進行調(diào)節(jié)以平穩(wěn)過度。以緊急車輛調(diào)度為例，如何讓緊急車輛順利優(yōu)先通過，并最小化對現(xiàn)有交通流的影響，是一個混合優(yōu)化問題。首先是數(shù)據(jù)的獲取和預測，視頻數(shù)據(jù)和軌跡數(shù)據(jù)經(jīng)過融合之后用來獲取交通排隊參數(shù)和未來趨勢預測。在計算上，綜合考慮連續(xù)多個信號路口的運行狀況和參數(shù)，推薦最佳的信號配時方案。經(jīng)過在蕭山的測試，綠燈通過率高達95%以上的情況下，經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計，對交通流基本沒有影響。

　　超能力四：城市大腦開放平臺能力，賦能全球互聯(lián)網(wǎng)人才與城市數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)帶。

　　第一，城市大腦平臺上舉辦數(shù)據(jù)大賽“筑巢引鳳”?；ヂ?lián)網(wǎng)時代，城市數(shù)據(jù)是一種越用越多、越用越準、越用價值越高的戰(zhàn)略資源，城市大腦天然具有“開放、共享、共創(chuàng)“的平臺基因，擁有取之不盡的“彈性計算”、即接即用的“數(shù)據(jù)底盤”、領先成熟的“公共服務百寶箱”，為可持續(xù)發(fā)展城市的數(shù)字治理、數(shù)字經(jīng)濟奠基。最近幾年，阿里云與多地省市政企基于脫敏的公共數(shù)據(jù)集，共同舉辦“天池算法大賽”，包括中國“云上貴州”智慧交通大數(shù)據(jù)應用創(chuàng)新大賽、廣東政務數(shù)據(jù)創(chuàng)新大賽、深圳醫(yī)療雙高疾病天池AI大賽、蘇州智能制造天池AI大賽、南京電力調(diào)度AI大賽等活動。

　　第二，開放生態(tài)能夠真正解決城市全局治理問題。以城市的數(shù)據(jù)、城市的智慧解決城市的頑疾，事實證明，平臺上的數(shù)據(jù)資源、城市的海量需求能夠有效吸引全球高端技術人才“空降”本地，長期培育數(shù)據(jù)科技人才，加速孵化數(shù)字經(jīng)濟生態(tài)。杭州城市大腦開放平臺上，銀江科技與浙大中控合作，實時計算視頻、線圈、微波、互聯(lián)網(wǎng)的全景數(shù)據(jù)，讓交警的交通管控經(jīng)驗與城市大腦的紅綠燈配時策略優(yōu)勢疊加，在杭州市城區(qū)、蕭山區(qū)、余杭區(qū)的實踐中效果顯著，信號燈配時全局優(yōu)化、自動下發(fā)是領先產(chǎn)業(yè)的AI殺手锏。

　　第三，城市大腦生態(tài)圈持續(xù)孵化出“AI領頭羊”。城市大腦的開放生態(tài)會帶動和培育更多廠商深度挖掘數(shù)據(jù)價值，促進當?shù)谹I產(chǎn)業(yè)升級。目前全國各地投身數(shù)字孿生城市建設的“AI獨角獸”廠商已達幾十家，例如浙大中控、銀江、易華錄、上海電科、圖盟、商湯、東方網(wǎng)力、中興軟創(chuàng)、大華、浙大網(wǎng)新、泰瑞等?！皵?shù)字城市綜合體”包括萬象，僅靠一家公司不能推動，舉生態(tài)之力，技術組合、軟硬協(xié)同、服務豐富形成覆蓋視頻智能、數(shù)據(jù)智能、應用智能多層次的“城市大腦應用超市”。

　　五、“城市大腦”的五大應用場景

　　“在每一個城市計劃中必須將各種情況下所存在的每種自然的、社會的、經(jīng)濟的、文化的因素配合起來?！薄獓H現(xiàn)代建筑協(xié)會《雅典憲章》

　　阿里云ET城市大腦是按照城市交通體檢、城市警情監(jiān)控、城市交通微控、城市特種車輛、城市戰(zhàn)略規(guī)劃5大應用場景部署實施。依托于“1134”基礎設施，統(tǒng)一城市數(shù)據(jù)資源平臺，一體化信號燈控制，三大數(shù)據(jù)源（高德互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，路面物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，路面視頻數(shù)據(jù)），四種視頻服務（天耀、天鷹、天機、天擎）。目前已經(jīng)幫助國內(nèi)外多個城市地區(qū)（蘇州、杭州、蕭山、衢州、上海、吉隆坡）完成向新一代數(shù)字孿生城市的轉(zhuǎn)型升級，各地交管部門因“數(shù)”制宜，在城市數(shù)據(jù)資源平臺上，與機器智能并肩作戰(zhàn)，日日夜夜運營著一張有溫度的城市交通協(xié)同網(wǎng)。

　　△城市交通體征大屏

　　應用場景一：城市交通體征檢測，通過全量、全網(wǎng)、跨領域多源數(shù)據(jù)的匯聚與融合，完整量化城市“生命體征”，避免因為單一數(shù)據(jù)來源造成針對城市病“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”。

　　城市就像人體，交通流量如同血液，如果人生病了，醫(yī)生會為患者做全面檢查獲得各項健康指標，根據(jù)指標值定位病灶、藥到病除。杭州城市大腦對遍布全城的交通傳感器、視頻感知參數(shù)、公交車出租車、互聯(lián)網(wǎng)導航數(shù)據(jù)進行多源融合，構成圍繞交通量、擁堵指數(shù)、主干道速度、快速路速度、安全指數(shù)的五大“生命體征指標體系”，不同類別數(shù)據(jù)間取長補短、交叉驗證，幫助交管部門擺脫“霧里看花”、“盲人摸象”的困境，交通管理部門在詳實可靠的實時數(shù)據(jù)基礎上，實時監(jiān)測預警，快速執(zhí)行“手術刀式”精準治理，避免牽一發(fā)動全身的連鎖反應。另外，在豐富的歷史數(shù)據(jù)基礎上，城市大腦能夠幫助交管部門透過數(shù)據(jù)洞悉早晚高峰期的市民主要通勤線路，從而優(yōu)先保障“通勤大動脈”的出行效率，并通過城市大腦“公眾服務板塊”向各種公開渠道（例如高德）發(fā)布擁堵、引導消息，吸引市民選擇效率更高的通勤線路，減少大面積交通沖突，提高全區(qū)域綜合效率。

　　△阿里云ET城市大腦：全局智能

　　應用場景二：城市警情自動監(jiān)控，機器視覺讓數(shù)據(jù)多跑腿，警員少跑腿。

　　第一，“全城感知”升級：以機器視覺、互聯(lián)網(wǎng)/物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析代替交警巡邏，檢測交通事件。以杭州交警建設的城市大腦為例，交通數(shù)據(jù)中臺廣泛連接、共享分析四類城市大數(shù)據(jù)源：(1)高德等互聯(lián)網(wǎng)實時交通數(shù)據(jù)，作為決策基礎；(2)路面視頻數(shù)據(jù)，匯聚不同廠商攝像頭全量視頻；(3)路口地下線圈數(shù)據(jù)；(4)交警機構的卡口等數(shù)據(jù)。打穿政府部門間的數(shù)據(jù)孤島、系統(tǒng)孤島、決策孤島，實現(xiàn)從“單點感知”到“全面感知”，從識別車牌到識別路面萬物的智能進化，ET城市大腦中的“天曜”產(chǎn)品如同一個“眼觀六路，耳聽八方，運籌帷幄于千里之外”的虛擬交警，用全城路網(wǎng)上24小時在線、360o觀測的球機監(jiān)控替代一線警力巡邏，實時報警全城交通事故，20秒內(nèi)識別出汽車走快車道、摩托車上高架、行人橫穿馬路等全部交通違法行為，甚至發(fā)現(xiàn)案例多發(fā)路口的不合理交通規(guī)則進行優(yōu)化，不增加任何外場設備，在復雜社會環(huán)境中實現(xiàn)精準布警、警力資源的可再生式發(fā)展。另一方面，全局感知帶來全局智能，蕭山城市大腦為趕赴傷病患者地點的999急救車開設一路綠燈的“生命快速通道”，恰到好處的動態(tài)路權精準分配，即是城市對交通正義的最佳體現(xiàn)，又是政府對挽救生命的極致追求?！?/p>

　　△天曜：全天候在線巡警

　　第二，“全城檢索”升級：天曜服務以視覺搜索代替警力去挖掘海量視頻，讓涉案目標“主動現(xiàn)出原形”。對于每天發(fā)生的兒童走失、肇事車輛逃逸等報案，傳統(tǒng)手段是投入大量警力的人海戰(zhàn)術來查看各路口的監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)，而ET城市大腦中的“天鷹”產(chǎn)品如一位“過目不忘，明察秋毫，全城尋蹤”的在線福爾摩斯，具有世界第一的行人識別準確率（行人Re-IDonMarket1501比賽），“天鷹”（96%）甚至超過了人類識別能力（94%），業(yè)界智能安防產(chǎn)品部署在6到12米高的路面攝像頭上，根本無法看清人臉，只能看到頭頂發(fā)際線，加上天氣環(huán)境多變、攝像頭分辨率較低，追蹤行人誤差很大，而阿里云在嘉興、衢州的雪亮工程中，“天鷹”產(chǎn)品依靠行人、車輛、物體的全方位細節(jié)識別，首次在警務實戰(zhàn)中實現(xiàn)“精準搜人”，對中國兩億老年人群體和老齡化社會具有巨大的公益價值。

　　△城市大腦“天鷹”服務：走失人員全域視頻追蹤

　　第三，“全城預警”升級：以數(shù)據(jù)流預測車流和人流，精準預知交通擁堵并防患于未然。在蘇州，城市大腦“天機”產(chǎn)品如同一位“以古推今，洞悉未來”的在線交通顧問，憑借城市交通歷史數(shù)據(jù)，預判某個區(qū)域未來10分鐘至1小時的交通態(tài)勢，幫助交通管理在交通堵點出現(xiàn)前制定應急預案、提前實施交通疏導措施，根據(jù)社會性賽事演出活動、城市出行歷史數(shù)據(jù)、天氣數(shù)據(jù)預判特定時間段的交通狀況，這項阿里云的獨家絕技正在蘇州落地。

　　△城市大腦“天機”服務：實時車流精準預測

　　第四，“全城創(chuàng)新”升級：提供大規(guī)模、高并發(fā)的視覺計算開放平臺，承載天曜、天鷹、天機和第三方生態(tài)應用，匯聚大眾智慧，解決百姓問題。作為城市大腦的“加速器”，天擎處理16小時視頻僅用1分鐘，實現(xiàn)“千倍加速”。平臺包含視頻接入系統(tǒng)、實時／離線計算系統(tǒng)與視覺搜索系統(tǒng)三大組件，以開放服務平臺共享大規(guī)模視覺計算解決方案，交管機構能夠使用多攝像頭聯(lián)動研判、跨攝像頭合作分析、百萬億級圖片以圖搜圖、高精度全覆蓋抽取圖像特征等豐富治理功能。

　　△動態(tài)區(qū)域劃分

　　應用場景三：城市交通微控閉環(huán)，打通“大腦”、“眼睛”、“手腳”間的反饋控制系統(tǒng)，從多源數(shù)據(jù)出發(fā)，全局智能算法對全城大規(guī)模信號燈的精細化控制，是中國人工智能的又一創(chuàng)新。

　　當城市大腦走入實戰(zhàn)，為每個城市的警務、政務機制帶來了一次數(shù)據(jù)思維的革新浪潮。很多地方的傳統(tǒng)流程是，坐在交警指揮中心的指揮員，發(fā)現(xiàn)警情后“喊麥”現(xiàn)場派警處置；而當杭州“城市大腦V2.0”上線后，人機協(xié)同作戰(zhàn)模式建立，大腦“自動巡檢“率先發(fā)現(xiàn)警情，立刻與“最快雙手”信號（紅綠燈）優(yōu)化配時平臺聯(lián)動，“最快雙腿”TPTU現(xiàn)場處置系統(tǒng)自動對接，自動推送警情下發(fā)至離現(xiàn)場最近的可用警力終端，“快感、快知、快處”的數(shù)據(jù)飛輪運轉(zhuǎn)效率大幅提升。

　　另一方面，基于多源數(shù)據(jù)深度融合，提升數(shù)據(jù)可靠性和豐富度，避免單一來源數(shù)據(jù)的認知盲區(qū)和感知誤差，實現(xiàn)“手腳腦”協(xié)同模式。在上海城市大腦項目中落地區(qū)域路口紅綠燈自動優(yōu)化控制，為機動車、非機動車、行人各方動態(tài)分配交通道路資源，保證全局最優(yōu)交通效率。例如，2018年上海實施阿里云ET城市大腦后，浦西世博區(qū)的區(qū)域信號燈協(xié)調(diào)優(yōu)化控制效果顯著，使該區(qū)域的擁堵指數(shù)下降了15%，出行時間減少了8%。人車路權爭奪也得到緩解，上海黃埔泛外灘區(qū)域在車輛與行人通行效率極不均衡，路口人車密集、不同時段行人過街時間差異很大，通過視頻數(shù)據(jù)分析與信號燈優(yōu)化方案，使行人路口等待時間縮短8.2%，車輛路口等待時間縮短9.1%，做到“人車雙贏”。在夜間場景中也存在效率浪費問題，南京路-四川路交叉路口，夜間車流極少，等紅燈時間過長，實施動態(tài)信號周期壓縮方案后，將夜間車輛等待時間縮短14%。在早高峰場景中，西藏南路、河南中路等主干道，信號燈策略動態(tài)優(yōu)化后早高峰車速提升3.7%，晚高峰車速提升8.6%。

　　△權衡行人、車輛路權的信號配時優(yōu)化方案

　　應用場景四：城市緊急車輛優(yōu)先通行，將路權實時調(diào)配給最急迫需要的市民。人車路的全路徑網(wǎng)絡協(xié)同，意味著從業(yè)界常見的局部智能升級到城市大腦領先的全局智能，數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準交通治理最終目標是服務于每一位出行市民，提升一座城市的安全感?！?/strong>

　　△蕭山應急車輛“綠波帶”監(jiān)控

　　在杭州市蕭山區(qū)，城市大腦為需要急救的城市居民實時開辟一條“生命快捷通道”，城市大腦為救護車規(guī)劃最優(yōu)導航路徑，對車輛到達下一個路口時間實現(xiàn)秒級精準預測，“零時差”自動調(diào)控紅綠燈，在“彈性綠波帶”實際測試中，救護車從醫(yī)院到病人事發(fā)地通勤時間縮短50%，同時對城市正常交通流的影響非常小。今年即將上線的杭州城市大腦v2.0中，將會結(jié)合高德終端，為發(fā)起優(yōu)先通行要求的緊急出行市民提供“一路護航”服務，交警審批通過，紅綠燈配時方案同步高德導航，為每一位孕婦、每一位高考學生、每一位緊急通勤的市民保駕護航。這一受到市民廣泛歡迎的生命直通車服務，正在從杭州蕭山、馬來西亞吉隆坡兩座城市走出來，不久的將來普及到全國300多個城市，讓智能交通真正成為“生命直通車”。

　　應用場景五：城市布局規(guī)劃驗證，以仿真數(shù)據(jù)模型在云端驗證城市藍圖規(guī)劃效果。

　　△城市加密：北京創(chuàng)新企業(yè)密度

　　中國城市的基礎設施建設日新月異，大量老城改造與新城同期建設，當前原住民的居住需求、未來城區(qū)發(fā)展重點、城市經(jīng)濟轉(zhuǎn)型定位等等需要面面俱到、審慎權衡、周到計劃，城市大腦主動學習歷史數(shù)據(jù)后得出“千城千面”的改造經(jīng)驗與社會規(guī)律，在云計算開放平臺上通過數(shù)字孿生城市進行大規(guī)模仿真、推演、預測，定位分析未來城市運行中可能遇到的瓶頸問題與社會風險，幫助城市規(guī)劃師迭代升級全局設計方案，真正實現(xiàn)ODO（OnlineDrivenOffline）的數(shù)字新城。

　　阿里云與中國城市規(guī)劃設計研究院的合作充分體現(xiàn)了大數(shù)據(jù)和人工智能在城市規(guī)劃方面的作用。借助數(shù)字城市規(guī)劃平臺，城市的建筑形態(tài)、道路、商業(yè)、企業(yè)、學校等等數(shù)據(jù)被融合到一起，結(jié)合動態(tài)的交通出行、商業(yè)活動、人群密度等活數(shù)據(jù)，實時分析城市規(guī)劃和管理對于城市整體發(fā)展參數(shù)系統(tǒng)的影響，人機互動模擬城市政策、愿景、效能等場景。結(jié)合城市的未來定位，實踐面向城市日常運營的動態(tài)數(shù)字城市規(guī)劃，推動多方合作共贏和公眾參與，讓城市發(fā)展目標更清晰，讓城市生活更宜人，讓城市生態(tài)更美麗。

　　六、城市大腦保障安全宜居城市

　　城市大腦不僅賦予了城市管理者全局實時交通治理能力，更帶給所有市民能感受到的品質(zhì)生活體驗。

　　社會價值一：節(jié)省市民出行時間總成本。

　　時間是這個時代最稀缺的資源，第一時間感知路況、事故報警、擁堵分流，城市大腦看得快（機器視覺）、管得快（人機協(xié)同）、導得快（自動調(diào)控），是交警的好幫手。得益于城市大腦的實時報警、信號燈優(yōu)化控制，杭州市下城區(qū)，中河-上塘路高架上車輛道路通行平均時間縮短15.3%，莫干山路部分路段縮短8.5%；蕭山信號燈自動配時路段的平均道路平均通行速度提升15%，平均通行時間縮短3分鐘。2018年五一小長假期間，高德APP將本地交管部門的權威車流誘導方案，精準發(fā)布到擁堵路線的過路車輛司機手機端，因此江蘇高速、浙江高速等極度擁堵路段的車流量平均下降29.7%，通行速度明顯上升。

　　社會價值二：為市民消除社會安全隱患。

　　城市大腦的全局視頻圖像能幫助警察跨攝像頭追蹤犯罪嫌疑人。例如，2017年初衢州市區(qū)發(fā)生一起車輛被盜案件，兩位民警用時6小時調(diào)閱大量視頻資料，在4公里范圍內(nèi)的17個點位視頻發(fā)現(xiàn)車輛和嫌疑人。而當民警運用城市大腦對該起案件重新搜索，從檢索車輛信息獲取第一張盜取圖片開始，僅用18分鐘即鎖定犯罪嫌疑人目標。另一方面，城市大腦對人流、車流的提前預測，交警能夠有針對性地設計應急預案、分流策略，有效避免踩踏等群體性事故的發(fā)生。在未來，城市大腦如同一個24小時可靠在線的“智能警察”，通過全城治安事件實時監(jiān)測為市民帶來有溫度的關懷與安全感。

　　社會價值三：營造更加文明的社會風氣。

　　利用城市大腦，衢州對公共場所監(jiān)控視頻中出現(xiàn)的不文明現(xiàn)象進行實時檢測、抓拍，對于踐踏草坪、非機動車占用機動車道、非機動車逆行等行為，在線推送到城市監(jiān)管部門曝光，該功能上線第一個月，曝光近萬次不文明現(xiàn)象，實施一個月后全城不文明行為數(shù)量下降36%，通過城市大腦用極低的人力成本，有效起到警示作用，提升全民文明風氣。

　　七、城市大腦的明天

　　“對于一個城市來說，最重要的不是建筑，而是規(guī)劃?！薄獓H建筑設計大師貝聿銘

　　在全局、實時大數(shù)據(jù)基礎上，城市大腦為設計師帶來神奇的“動態(tài)規(guī)劃能力”。

　　△城市大腦“三步走”

　　中國自主研發(fā)的城市大腦從交通智能網(wǎng)絡協(xié)同向城市智能網(wǎng)絡協(xié)同、生態(tài)智能網(wǎng)絡協(xié)同演進發(fā)展，背后正是多元數(shù)據(jù)智能、自優(yōu)化網(wǎng)絡驅(qū)動數(shù)字孿生城市的換代升級。中國為全球城市治理提供了一個高效能的實踐模式，協(xié)助新一代交管機構踏入機器智能時代，城市大腦就是未來城市的基礎設施與操作系統(tǒng)。

　　城市大腦陪伴城市成長。2018年5月15日，杭州城市數(shù)據(jù)大腦5年規(guī)劃正式發(fā)布。截止2022年，杭州城市數(shù)據(jù)大腦持續(xù)釋放數(shù)字經(jīng)濟潛力，在交通、平安、城管、醫(yī)療、環(huán)境、旅游、智慧亞運、移動辦事等城市產(chǎn)業(yè)民生領域?qū)崿F(xiàn)“全覆蓋”。阿里云ET城市大腦被科技部選中成為國家首批四個人工智能開放創(chuàng)新平臺之一，成為互聯(lián)網(wǎng)時代中國科技對世界城市領域的重大貢獻。

　　“未來有了大腦的城市，會擁有100萬倍的數(shù)據(jù)，只消耗1/10的水和電?！卑⒗锇桶图瘓F技術委員會主席王堅在描述2050年的杭州，阿里云ET城市大腦的交通治理創(chuàng)新只是起點，更重要的是數(shù)據(jù)第一次成為一項城市新資源，為社會源源不斷地產(chǎn)生價值，幫助人類解決僅靠人腦無法應對的城市發(fā)展問題。

　　160年前倫敦第一次建設地鐵，135年前曼哈頓第一次建設電網(wǎng)，現(xiàn)在杭州第一次建設城市大腦，數(shù)字城市基礎設施從云端走向世界，這是中國為子孫和世界帶來的最好禮物。