新加坡基于虛擬模型發(fā)展智慧城市

李偉

全球領(lǐng)先的智慧城市發(fā)展方案，可分為兩種類型：一種是以日本城市為代表，重視能源管理，使城市具備可持續(xù)發(fā)展能力。節(jié)能減排，防范、抵御自然災(zāi)害是其主要功能;另一種是以新加坡為代表，以數(shù)字技術(shù)為依托優(yōu)化城市功能。

新加坡在數(shù)字技術(shù)領(lǐng)域全面布局，被視為全球智慧城市技術(shù)準(zhǔn)備最充分的城市之一。這與新加坡發(fā)展較快，其信息和通信產(chǎn)業(yè)較為成熟發(fā)達，信息化一直處于全球領(lǐng)先地位有關(guān)。

讓城市規(guī)劃者擁有現(xiàn)場視角

新加坡早在1992年就提出了“智慧島”計劃。經(jīng)過近30年的發(fā)展，該計劃升級為“智慧城市”，其核心理念是“3C”，即連接（Connect）、集成（Collect）和理解（Comprehend），強調(diào)在建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，進行數(shù)據(jù)的分析和共享，推進智慧城市發(fā)展。

SingPass給居民帶來極大便利

新加坡智慧城市發(fā)展的一大亮點，是將整個城市轉(zhuǎn)換成一個虛擬模型，即在網(wǎng)絡(luò)世界中呈現(xiàn)一個數(shù)字化的新加坡。不同的城市管理部門可以根據(jù)該模型實現(xiàn)對城市動態(tài)的監(jiān)測和協(xié)同管理。例如，根據(jù)城市中已有建筑物的分布，以及即將新建的建筑物的位置，判斷其如何影響城市交通;嘗試采用多種方案，對道路通行方向和停車場的位置進行模擬調(diào)整;根據(jù)城市布局的變化，模擬調(diào)整能源供應(yīng)方案和綠化配置方案等。

在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化時代，大多數(shù)人沒有手機幾乎都寸步難行。新加坡?lián)碛薪?80萬居民，撐起這個城市數(shù)字經(jīng)濟的是近900萬部手機。虛擬城市模型就以這些通信終端代表居民。同時，24條海底光纜、上百家跨國企業(yè)中心等，都在虛擬城市模型中有所體現(xiàn)。

弗勞恩霍夫研究所的負(fù)責(zé)人沃爾夫?qū)ぞS蒂希，是虛擬城市模型項目的主導(dǎo)者。他說：“設(shè)計并運行虛擬工廠模型是很常見的，但針對現(xiàn)代化大都市，這項工作極為復(fù)雜和艱難?！?/p>

技術(shù)人員用“數(shù)字映射”技術(shù)將城市實體的活動及其引起的變化同步到虛擬模型中。維蒂希舉了一個例子：如果軟件工程師想改進地鐵列車的操作系統(tǒng)，那么他可以在虛擬城市模型的演示室里戴上數(shù)字化頭盔，“置身于”地鐵列車的駕駛室中，獲得直觀的體驗。虛擬城市模型能讓每一位城市規(guī)劃者和管理者擁有現(xiàn)場視角，從而拿出更好的解決方案。

榜鵝數(shù)字區(qū)

虛擬模型是新加坡在建設(shè)智慧城市的過程中使用的重要工具。虛擬模型的研究成果通過一個特殊的區(qū)域加以展現(xiàn)——榜鵝數(shù)字區(qū)（也稱榜鵝新城）。該地區(qū)占地50公頃，提供2.8萬個工作崗位，是新加坡智慧城市的示范區(qū)。

新冠肺炎疫情暴發(fā)初期，榜鵝數(shù)字區(qū)中每一名居民的活動軌跡都被虛擬城市模型記錄下來，這些信息可用于對患者及其密接者進行追蹤定位。新加坡政府將這一數(shù)據(jù)記錄方案推廣到全國，對20萬個地點進行監(jiān)控拍攝，在疫情防控工作中發(fā)揮了重要作用。

基于虛擬城市模型的研究成果，榜鵝數(shù)字區(qū)在居民中推廣名為“合力追蹤”的應(yīng)用程序。它涵蓋社會生活的方方面面，查詢信息、預(yù)約公共服務(wù)甚至尋找走失的寵物，都可以通過該程序獲得幫助。

以智慧交通為例，“合力追蹤”中的交通App，可以通過每輛公交車的刷卡記錄來判斷其擁擠程度，并提前告知出行者，非常人性化。

榜鵝數(shù)字區(qū)還率先推行新型個人身份信息系統(tǒng)——SingPass。新加坡數(shù)字身份項目主管肯德里克·李說：“隨身攜帶身份證件，或者記住自己的身份證件號碼，這些對于居民來說都不是良好的體驗。我們將人臉識別和電子簽名集成到SingPass中，解決了這個問題?！?/p>

以銀行業(yè)務(wù)為例，榜鵝數(shù)字區(qū)率先引入基于SingPass的財務(wù)數(shù)據(jù)交換平臺。居民通過刷臉和電子簽名，即可在該平臺上調(diào)出自己所有財務(wù)數(shù)據(jù)：支票賬戶狀態(tài)、養(yǎng)老金儲備情況、信用卡額度、債務(wù)狀況等。以往需要一兩個小時才能辦理完的業(yè)務(wù)，現(xiàn)在幾分鐘內(nèi)就可完成。

虛擬模型預(yù)測2023年時的新加坡城市一角

虛擬模型中的新加坡公共廣場

智慧公路

榜鵝數(shù)字區(qū)中的智慧公路，也是新加坡智慧城市建設(shè)的一大亮點。

當(dāng)能見度下降到100米時，智慧公路會自動開啟智能引導(dǎo)系統(tǒng)，地面上閃爍的黃色、紅色引導(dǎo)燈，組成類似飛機跑道的指示系統(tǒng)，為迷霧中的車輛導(dǎo)航;當(dāng)車輛經(jīng)過時，激光測距器會判斷車輛占用哪一條車道，車輛駛過后，黃光變?yōu)榧t光，車輛后方形成兩條更高頻率的紅色閃爍軌跡，警示后車保持車距;一旦發(fā)生交通事故，智慧管控平臺能夠在第一時間監(jiān)測到，并觸發(fā)就近的公路情報板，開啟車道管控模式……

智慧公路的發(fā)展趨勢是數(shù)字化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化和綠色化。榜鵝數(shù)字區(qū)通過智慧公路關(guān)鍵技術(shù)的示范應(yīng)用，面向未來嘗試如何將傳統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施和新基建結(jié)合起來，全面提升公路的安全性、可靠性和綠色化的水平。借助通信技術(shù)，推進大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等與公路建設(shè)深度融合。通過車路協(xié)同、云平臺+人工智能、信息化管控等前瞻性、先進性技術(shù)，構(gòu)建安全、智能、綠色、舒適的應(yīng)用場景。

智慧公路的科技創(chuàng)新可謂無處不在。所有功能都由位于指揮中心和服務(wù)區(qū)的綜合管養(yǎng)平臺控制完成。它是智慧公路的“大腦”，其數(shù)據(jù)實時同步到虛擬城市模型中。

綜合管養(yǎng)平臺上顯示車輛分流合流情況、情報板歷史記錄及實時預(yù)警信息。一旦路上出現(xiàn)拋灑物、逆行、違停、碰撞等，系統(tǒng)就會通過設(shè)備聯(lián)動及時生成預(yù)警信息，并快速制定應(yīng)對方案。

另外，智慧公路路面上的復(fù)合瀝青材料，可實現(xiàn)“自我調(diào)節(jié)溫度”，平均調(diào)節(jié)幅度為2.5攝氏度，最大可調(diào)節(jié)9攝氏度。有了這種技術(shù)，在新加坡炎熱的夏季，道路能夠自主降溫，以免出現(xiàn)車轍，影響車輛行駛。

真正反映城市居民的實際需要

新加坡是一個城市國家，其產(chǎn)業(yè)以信息和通信業(yè)、金融業(yè)為主。這些產(chǎn)業(yè)與數(shù)字技術(shù)的關(guān)系較為密切。當(dāng)前，數(shù)字技術(shù)的蓬勃發(fā)展為實現(xiàn)智慧城市發(fā)展目標(biāo)提供了更為便捷的方式。不過，需要強調(diào)的是，智慧城市技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵，并不在于它是不是最先進的，而在于它是不是能夠真正反映城市居民的實際需要。

新加坡立足于居民的需求，通過公共服務(wù)平臺，調(diào)動居民參與城市建設(shè)。REACH（Reaching everyone for active citizenry @ home）是新加坡政府在1985年設(shè)立的，目前已發(fā)展為極具特色的數(shù)字化互動平臺，以數(shù)字化手段鼓勵居民參與城市發(fā)展和管理政策的制定。

維蒂希說：“智慧城市建設(shè)包括很多方面。必須利用盡量少的數(shù)據(jù)為城市和居民做更多的事情。我們需要整合的不僅僅是數(shù)據(jù)——新加坡正放眼世全界，招募最出色的規(guī)劃人才和管理人才?！?/p>

維蒂希指出，新加坡智慧城市建設(shè)所采用的每一項技術(shù)都不是獨一無二的，其他國家也在開發(fā)利用這些技術(shù)。但是，將這些技術(shù)整合運用在一起，目前只有新加坡等少數(shù)城市做到了。在這里，政府、經(jīng)濟界、科技界和學(xué)術(shù)界人士通力協(xié)作，取得了令人矚目的成果。

編輯：姚志剛 winter-yao@163.com