数据驱动城市全国典范！智慧雄安：用数字化方式完整重新定义城市
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对智慧雄安的解读及其对我国智慧城市规划建设的启示
作者：王鹏
智慧雄安
近日，中共中央国务院批复了《河北雄安新区规划纲要》（简称《纲要》），在“智能、绿色、创新”的要求指引下，规划纲要对雄安新区的建设提出了极高的要求。雄安新区已经成为“新时代推动高质量发展的全国样板，培育现代化经济体系新引擎”，也是数字中国战略的重要载体。智慧城市作为未来城市的重要特征，在全文中得到了高度重视和全面体现。
在《纲要》中，全文其实并未出现“智慧城市”一词，仅在第八章（建设绿色智慧新城）中提到，“同步规划建设数字城市，筑牢绿色智慧城市基础。”这体现了一种十分谨慎务实的态度，以及对智慧城市理念的深入理解。
“智慧城市”一词在我国已经过于泛滥，几乎所有与ICT相关的技术产品都被冠以这一概念，而前些年政府的垂直应用系统又成了其中的主体。近年来，随着物联网、大数据技术的发展，各大互联网公司也纷纷进入该领域。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。
Google旗下Sidewalk Lab在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，成为了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》并不是像传统的智慧城市顶层设计一样，描述一个一个的孤立系统架构，而是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。
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作为智慧城市基础的数字城市
数字城市的提法比智慧城市要早很多年出现，本意是指对城市时空信息的数字化描述，包括GIS、BIM等技术。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，全息描述了城市的运行状态。
如果不能用数据描述城市的运行，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”，清晰认识到了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。
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作为产业驱动的智慧城市
《纲要》在“发展高新产业”一章中提出以下重点产业：
“新一代信息技术产业。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。
高端现代服务业。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。”
可以看到，整个重点发展的高新产业体系都是围绕着智慧城市和数字城市建设展开的。数字经济占城市地区生产总值比重要求超过80%（目前占全国GDP的30%左右），这是一个极难达到的目标，但从中我们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。Sidewalk的智慧城市建设，就是为一系列google系的技术公司提供了落地的现实场景。
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作为城市大数据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，而目前的智能摄像头为主的方案只能解决其中一小部分，而且数据还分散在多个部门。
Sidewalk Torento中也提出了类似的多维传感网计划。可以说，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。我们团队之前几年也把集成传感器作为主要研究方向，Citygrid城市数据采集设备已经迭代到3.1版，是目前全球功能最全的一体化城市数据采集设备，在国家科技课题支持下，也在北京重庆等地有数百台的部署和持续的数据采集。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，必须要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。
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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。”
由于城市作为复杂巨系统的特征，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 ，CIM）城市数据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城市数据模型系统的搭建，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。我们研发的Cityeye城市体检平台就是一个建立在3DCIM平台基础上的典型的全息城市数据平台，在其基础上开发的摩拜魔方平台，也具有了海量实时数据处理能力，以及多维分析和决策支持能力。
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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（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、蕃茄出行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，无疑将会诞生新的产业巨头。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。
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绿色生态可持续的智能基础设施体系
《纲要》提出，“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、亚马逊等国际企业，阿里、腾讯等互联网公司也都投入巨大资源布局，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覆盖城市和建筑等各种场景。
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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方式完整地重新定义城市本身，数据驱动的整个城市的规划、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，无处不在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“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色。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，在北京副中心等类似新城新区的建设中，应该着重关心以上要点，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。
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