喚醒城市數(shù)據(jù)的價(jià)值

李攀

2017年3月29日，為期3天的云棲大會(huì)深圳峰會(huì)圓滿落幕。此次峰會(huì)延續(xù)了以往的“飛天”主題（飛天，阿里云自主研發(fā)的超大規(guī)模通用計(jì)算操作系統(tǒng)），圍繞人工智能，探討了阿里云基于云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的相關(guān)實(shí)踐。阿里云總裁胡曉明在會(huì)上表示，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與數(shù)據(jù)在線化，數(shù)據(jù)已成為一種可以參與決策的資源，可用于解決交通、醫(yī)療等諸多領(lǐng)域的問(wèn)題。

其實(shí)在2016年，阿里云就已開啟了相關(guān)實(shí)踐——挖掘數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值，同時(shí)創(chuàng)造出新的價(jià)值。當(dāng)時(shí)提出的“城市數(shù)據(jù)大腦”項(xiàng)目，可以說(shuō)是利用數(shù)據(jù)創(chuàng)造價(jià)值的最佳典范。

為“智慧城市”安上

“數(shù)據(jù)大腦”

城市數(shù)據(jù)大腦項(xiàng)目由杭州市政府聯(lián)合阿里云等13家企業(yè)在2016年4月發(fā)起，并在當(dāng)年10月的云棲大會(huì)上正式發(fā)布。城市數(shù)據(jù)大腦由超大規(guī)模計(jì)算平臺(tái)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換中心、開放算法平臺(tái)及數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)五大系統(tǒng)構(gòu)成，內(nèi)核均采用阿里云ET人工智能技術(shù)，并使用阿里自主研發(fā)的“飛天”操作系統(tǒng)。其目標(biāo)是通過(guò)收集城市各項(xiàng)數(shù)據(jù)，對(duì)城市進(jìn)行全局實(shí)時(shí)分析，自動(dòng)調(diào)配公共資源，修正城市運(yùn)行中的錯(cuò)誤，最終實(shí)現(xiàn)城市的高效智能化治理。

正如阿里巴巴技術(shù)委員會(huì)主席王堅(jiān)所說(shuō)：“我們喊了這么多年的智慧城市，忽然發(fā)現(xiàn)沒(méi)有大腦，智慧無(wú)從談起?！倍耙粋€(gè)有數(shù)據(jù)大腦的城市，才能真正成為可持續(xù)發(fā)展的城市” 。

杭州曾提倡打造的“智慧城市”，致力于信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)（如城市Wi-Fi、道路監(jiān)控等），用信息將線上線下的兩端連接。這就像是賦予了城市軀干和四肢，但最終的決策依然取決于人。而城市數(shù)據(jù)大腦就像是一個(gè)智能神經(jīng)中樞，能自主利用數(shù)據(jù)參與決策，并最終讓杭州成為一座能夠自我調(diào)節(jié)、與人類良性互動(dòng)的城市。

政企攜手共享數(shù)據(jù)

顧名思義，實(shí)現(xiàn)城市數(shù)據(jù)大腦的最重要的資源是數(shù)據(jù)，這就意味著政府各部門需要將相關(guān)數(shù)據(jù)公開，建立一個(gè)共享數(shù)據(jù)的大平臺(tái)。收集到相關(guān)的數(shù)據(jù)之后，還需要通過(guò)云計(jì)算將這些可利用數(shù)據(jù)建立模型，對(duì)其進(jìn)行分析優(yōu)化后，輸出相應(yīng)的最終決策。在這個(gè)過(guò)程中，杭州市政府發(fā)動(dòng)了交警、城管、建委等11個(gè)部門提供資源、搭建平臺(tái)，而阿里巴巴、華三通信、富士康、數(shù)夢(mèng)工場(chǎng)等13家企業(yè)則貢獻(xiàn)了自身科研創(chuàng)新能力，兩者之間的通力合作，直接推動(dòng)了城市數(shù)據(jù)大腦從設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

參與此次項(xiàng)目的13家企業(yè)在為城市數(shù)據(jù)大腦提供資金支持的同時(shí)，也在相應(yīng)的技術(shù)領(lǐng)域大展身手。牽頭企業(yè)阿里巴巴通過(guò)人工智能內(nèi)核進(jìn)行數(shù)據(jù)治理，大華股份和中控集團(tuán)負(fù)責(zé)交通算法和信號(hào)燈控制的執(zhí)行，華三通信和富士康則各提供了500臺(tái)高性能服務(wù)器用于計(jì)算平臺(tái)建設(shè)……如王堅(jiān)所言，該項(xiàng)目在為國(guó)家運(yùn)用數(shù)據(jù)與計(jì)算進(jìn)行智慧城市建設(shè)提供寶貴經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，也助推杭州在云計(jì)算和大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)上占領(lǐng)了先機(jī)和高地。

可以說(shuō)，城市數(shù)據(jù)大腦從構(gòu)想到實(shí)踐，不僅使杭州成為全球首個(gè)人工智能輔助公共管理的城市，也為政企合作共同推動(dòng)城市治理提供了新的思路和途徑。

“數(shù)據(jù)治堵”

張鴻銘、王堅(jiān)、郭臺(tái)銘，分別代表城市管理者、技術(shù)開發(fā)者和先進(jìn)制造業(yè)代表，舉起“鋼鐵俠”之手，正式啟動(dòng)杭州城市數(shù)據(jù)大腦工程。

開啟智能決策

我們已經(jīng)知道，城市數(shù)據(jù)大腦由超大規(guī)模計(jì)算平臺(tái)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換中心、開放算法平臺(tái)及數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)五大系統(tǒng)構(gòu)成。在城市大腦運(yùn)行過(guò)程中，數(shù)以百億計(jì)的城市交通管理數(shù)據(jù)、公共服務(wù)數(shù)據(jù)、運(yùn)營(yíng)商數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)首先被集中輸入，積累了足夠豐富的數(shù)據(jù)之后，城市大腦便可在一個(gè)虛擬的數(shù)字城市中構(gòu)建算法模型，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)，作出最佳決策。而五大系統(tǒng)在這個(gè)過(guò)程中的具體分工，則正好對(duì)應(yīng)了人類大腦的決策步驟：通過(guò)“飛天”，可將500臺(tái)百萬(wàn)級(jí)的服務(wù)器連成一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)，為項(xiàng)目提供超強(qiáng)計(jì)算能力;數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)就像是“末梢神經(jīng)”和“小腦”，作為執(zhí)行層源源不斷地向城市大腦輸送數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)交換中心則是整個(gè)大腦的“腦核”，作為基礎(chǔ)層全面融合來(lái)自政府和社會(huì)的各種數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)的多維性和多樣性;而開放算法平臺(tái)可以說(shuō)是大腦的“皮質(zhì)層”，作為決策層搭建各類算法和模型，并最終通過(guò)數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)將做出的決策實(shí)行到城市的各項(xiàng)管理和服務(wù)中去。

王堅(jiān)在云棲大會(huì)上介紹城市數(shù)據(jù)大腦。

城市數(shù)據(jù)大腦首先被運(yùn)用到杭州的交通治理領(lǐng)域。隨著杭州城市建設(shè)的高速發(fā)展，其交通狀況也日益堪憂。而當(dāng)城市格局規(guī)劃相對(duì)成型、交通基礎(chǔ)設(shè)施提升空間也已有限時(shí)，城市數(shù)據(jù)大腦的加入就能為治理城市交通注入一股新力量?；诖?，杭州市圍繞科技治堵的工作目標(biāo)，開始致力于城市交通數(shù)據(jù)開放共享和數(shù)據(jù)價(jià)值的挖掘。目前，杭州市交通運(yùn)輸局與省交通廳、市運(yùn)管局、公安局、規(guī)劃局、地鐵集團(tuán)等單位建立了數(shù)據(jù)交換共享機(jī)制，每天交換的數(shù)據(jù)量已達(dá)到2.5億條。阿里云ET的視頻識(shí)別算法準(zhǔn)確率可達(dá)99%以上，收集到的視覺數(shù)據(jù)、運(yùn)營(yíng)商數(shù)據(jù)、公交數(shù)據(jù)等在建立算法模型時(shí)，不但能識(shí)別各類交通工具的運(yùn)行軌跡，還能通過(guò)智能調(diào)節(jié)信號(hào)燈疏導(dǎo)交通，緩解交通壓力。同時(shí)，將實(shí)時(shí)道路信息反饋給使用導(dǎo)航軟件的市民，還可以引導(dǎo)人們避開擁堵路段，更好地規(guī)劃出行路線，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)雙向的交通治理。去年9月，作為全球唯一能對(duì)全城視頻實(shí)時(shí)分析的人工智能系統(tǒng)，城市數(shù)據(jù)大腦交通模塊在杭州市蕭山區(qū)市心路投入使用。初步試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，通過(guò)智能調(diào)節(jié)紅綠燈，道路車輛通行速度平均提升3%～5%，部分路段甚至達(dá)到了11%。今年3月，蘇州也加入了城市大腦行列。此外，阿里云利用“互聯(lián)網(wǎng)+訊號(hào)燈”技術(shù)，使廣州市的擁堵指數(shù)下降了19%。

值得注意的是，城市數(shù)據(jù)大腦想要利用數(shù)據(jù)對(duì)物理世界建模原本頗富挑戰(zhàn)性，但借助其內(nèi)核ET人工智能，使得整個(gè)系統(tǒng)在進(jìn)行建模及核心算法時(shí)，可以通過(guò)道路建模、車輛行駛軌跡識(shí)別、道路擁堵狀況建模和紅綠燈關(guān)系建模，推斷出道路上車輛的飽和程度及兩個(gè)紅綠燈之間的相位關(guān)系（如何識(shí)別一路綠燈或一路紅燈）。在這個(gè)過(guò)程中，城市數(shù)據(jù)大腦首先要設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)現(xiàn)實(shí)物理世界的模擬仿真器，然后在這個(gè)模擬仿真器上進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)，用機(jī)器深度學(xué)習(xí)的方式對(duì)道路進(jìn)行建模，之后再用真實(shí)的數(shù)據(jù)流驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的可行性與精準(zhǔn)度。在將所有道路建模合并成整個(gè)城市的建模時(shí)，還要考慮早晚高峰這種相對(duì)固定的因素與天氣變化、交通意外等不確定因素。在機(jī)器深度學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上構(gòu)建的城市交通模型，就這樣實(shí)現(xiàn)了道路優(yōu)化從傳統(tǒng)的單個(gè)路口到整體聯(lián)調(diào)的跨越。

當(dāng)然，城市數(shù)據(jù)系統(tǒng)對(duì)交通治理的作用不只是簡(jiǎn)單地調(diào)整紅綠燈時(shí)長(zhǎng)，提高通行效率，它還能協(xié)助相關(guān)部門科學(xué)設(shè)立路口轉(zhuǎn)向標(biāo)志、及時(shí)調(diào)度公交車輛和線路、制定合理的城市道路修建方案等。由此可見，城市數(shù)據(jù)大腦在成功改善交通狀況的同時(shí)，也為創(chuàng)建資源節(jié)約型、綠色環(huán)保型社會(huì)做出了獨(dú)特貢獻(xiàn)。

日益廣闊的

人工智能之路

城市數(shù)據(jù)大腦借助海量數(shù)據(jù)和阿里云ET人工智能技術(shù)，不僅能將交通、能源、供水等基礎(chǔ)設(shè)施全部數(shù)據(jù)化，把散落在城市各個(gè)單元的數(shù)據(jù)資源連通，還能借助人工智能中樞，利用數(shù)據(jù)搭建模型與算法，最終通過(guò)自主決策改變城市管理方式。除了治堵，城市數(shù)據(jù)大腦在交通領(lǐng)域還可為城市的各類事件提供方案，如在某項(xiàng)集會(huì)時(shí)根據(jù)參與者自身特點(diǎn)并結(jié)合道路信息給出交通方案，為外來(lái)游客提供個(gè)性化服務(wù)等。

另外，城市數(shù)據(jù)大腦還可對(duì)水庫(kù)、河道、泵閘等進(jìn)行大數(shù)據(jù)采集與分析，并結(jié)合天氣數(shù)據(jù)，提前預(yù)測(cè)城市汛情和內(nèi)澇。在能源供給方面，城市數(shù)據(jù)大腦的作用表現(xiàn)在可以通過(guò)能源調(diào)配，更好地提高能源利用率。它在電能調(diào)配、交通燈智能開關(guān)、電動(dòng)汽車充電樁規(guī)劃中的實(shí)踐就是很好的例證。

就在今年的云棲大會(huì)上，阿里云還發(fā)布了ET醫(yī)療大腦，宣布正式進(jìn)入醫(yī)療AI領(lǐng)域。ET醫(yī)療大腦的研發(fā)采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，讓計(jì)算機(jī)通過(guò)學(xué)習(xí)海量病例來(lái)提升醫(yī)術(shù)。據(jù)稱，經(jīng)過(guò)一年多的研究訓(xùn)練，人工智能ET已經(jīng)可在醫(yī)學(xué)影像、精準(zhǔn)醫(yī)療、新藥研發(fā)等領(lǐng)域充當(dāng)醫(yī)生助手。比如科學(xué)家研發(fā)的超聲甲狀腺結(jié)節(jié)智能診斷算法，就可以對(duì)甲狀腺B超進(jìn)行快速掃描分析，圈出結(jié)節(jié)區(qū)域，并給出良性與惡性判斷，大大節(jié)省醫(yī)生的診斷時(shí)間。據(jù)統(tǒng)計(jì)，ET醫(yī)療大腦的診斷準(zhǔn)確率比醫(yī)生平均高25%～35%。

與ET醫(yī)療大腦同時(shí)發(fā)布的還有ET工業(yè)大腦。將標(biāo)準(zhǔn)化車間所有端口的數(shù)據(jù)傳入ET工業(yè)大腦后，利用人工智能算法，它就可以對(duì)所有關(guān)聯(lián)參數(shù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，精準(zhǔn)分析出關(guān)鍵參數(shù)并搭建曲線，從而在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和變量控制。國(guó)內(nèi)能源巨頭協(xié)鑫光伏，就借助ET工業(yè)大腦優(yōu)化其光伏切片工藝，經(jīng)測(cè)算，他們每提升1%的良品率，就相當(dāng)于節(jié)省了上億成本。同時(shí)，ET工業(yè)大腦已經(jīng)在流程制造的數(shù)據(jù)化控制、生產(chǎn)線的升級(jí)換代、工藝改良、設(shè)備故障預(yù)測(cè)等方面開展工作。隨著ET工業(yè)大腦的逐漸成熟，它還將參與到新能源、化工等不同制造領(lǐng)域中。

面對(duì)ET工業(yè)大腦即將掀起的智能制造新浪潮，“用21世紀(jì)的機(jī)器智能幫助人類更好地指揮20世紀(jì)的機(jī)器”將很快成為現(xiàn)實(shí)。

隨著越來(lái)越多的數(shù)據(jù)在沉睡中被喚醒，城市利用數(shù)據(jù)所創(chuàng)造的價(jià)值也在不斷反哺著城市。新興的數(shù)據(jù)思維借助云計(jì)算及相關(guān)技術(shù)，將最大可能地顛覆傳統(tǒng)的城市管理方式，使城市的智能運(yùn)行、自主決策成為可能。我們有理由相信，城市數(shù)據(jù)大腦這一前瞻性實(shí)踐在取得令人矚目成就的同時(shí)，還將在更廣闊的領(lǐng)域給世界帶來(lái)更大的驚喜。