相关文章

杭州城市大脑 2.0 发布,阿里云为何有底气领跑未来城市规划?

如果把时空切回到 2016 年 10 月的杭州云栖大会主会场,当王坚博士站在云栖大会舞台上介绍「城市大脑」项目时,在场的几千人或许并不会意识到,他们正在见证一场人工智能的伟大实践。这也是人工智能历史上首次深刻改变人类发展进程的宏伟计划,作为这项计划发起者的阿里云,也在接下来的两年里成为城市发展规划的先行者和引领者。

彼时,AlphaGo 打败人类围棋选手所引发的热议依然左右着行业对于人工智能发展方向的判断,整个行业还沉浸在人工智能即将改变世界的乐观情绪从媒体、创业者、学者再到资本市场以及普通公众,都不可避免地卷入到这场炒作热潮里。

但随着 ET 城市大脑的发布,阿里云则走上了另一条探索人工智能的道路。

「人工智能不应仅仅是实验室里的、PPT 里的概念上的『AI』,更是『产业AI』」,阿里云总裁胡晓明在 2017 年的北京云栖大会上这样说道。这番表态为阿里云人工智能探索之路定了调,其底气也正是来自ET城市大脑以及随后的 ET 工业大脑、ET 航空大脑所实践的结果。

而在本周的 2018 杭州云栖上,杭州城市大脑 2.0 正式发布。根据阿里云官方提供的数字:目前杭州城市大脑已覆盖主城区、余杭区、萧山区共 420 平方公里;优化信号灯路口1300 个,覆盖杭州四分之一路口,同时还接入了视频4500路;通过交警手持的移动终端,大脑已可实时指挥200多名交警。

诚然,这些数字对于生活在这个城市里的普通人或许没有太多感知。但无论是从人工智能落地实践的角度还是城市发展规划的方向去看,阿里云在杭州所进行的城市大脑实践,充分验证了人工智能完全可以解决社会民生问题,同时,ET 城市大脑「管理」下的杭州,也正在成为中国未来城市建设的样本。

那么,上述这些数字背后,阿里云到底做对了什么?

城市的确是人类历史上最伟大的发明之一,千百年来,人类文明的演进过程中,城市也一次次被人类所影响、所塑造。

过去二十多年时间,科技公司们为了改造城市,提出了各式各样的解决方案,并以「智慧城市」、「智能城市」的字眼进行包装炒作。但遗憾的是,这二十多年的实践花费巨大,不仅没有根治城市病,还让城市陷入到一个个数据孤岛中。

比如,为了解决交通拥堵,各种解决方案都是以安装单点(智能)摄像头、红绿灯,并在路口铺设磁线圈,这些硬件设备前期投资巨大,而安装铺设完毕之后又「各自为政」,不同硬件里的数据无法协同共享。

更重要的是,面对城市每时每刻产生的海量数据,很长一段时间内,缺乏有效的工具去挖掘城市实时海量数据的价值。这也导致城市决策无法做到全局和实时,导致决策片面和滞后。

阿里云的ET城市大脑显然是要和上述这些「智慧城市」划清界限。从杭州开始,阿里云以数据维度切入到城市大脑的建设中,这样也就避免了过往「智慧城市」建设里大肆采购硬件的高昂成本,这也是短短两年内,如此复杂的城市大脑可以快速发展,并走出国门的重要原因。

阿里云有着丰富的数据分析经验,既应对过海量的数据存储,也扛过类似双十一这样的高并发数据挑战,这也构成了阿里云在人工智能应用领域一个特点,即通过数据维度切入这个领域,并利用海量、实时的数据倒逼计算能力和算法的优化改进,从而释放数据智能带来的潜力。

不过,在阿里云 ET 城市大脑被验证是可行的时候,行业内也出现了一大批以「城市大脑」为包装的城市解决方案,但正如阿里云机器智能首席科学家闵万里博士所言,这些公司更多是「挂着羊头卖狗肉,打着大脑的名义去卖硬件,去铺设更多的摄像头,去卖前端的安防设备这些东西。」

闵万里同时还谈到他对城市大脑的理解,就是要「对整个城市进行实时、全面、全量的感知,并且调动手和脚做出行动。」

数据,则是实现城市大脑感知的第一步。

城市数据,在过去很长一段时间内都是一个沉睡的金矿。

作为人类生活的主要聚集地,城市天然就是记录人类行为轨迹的「数据库」。如果从过去十几年的「智慧城市」算起,城市「数据库」的搭建工作几乎从未停歇,但其结果并没有给城市带来所谓「智慧」,反而由于不同数据库之间的割裂、数据陈旧以及处理能力的匮乏造成大量投资被浪费。

在城市交通数据中,交通信号灯的数据与交通监控摄像头的数据完全割裂,这些来自空中影像数据又和地面的传感器数据缺乏关联,再加上处理海量影像数据的效率缺乏,也就构成了这个「世界上最远的距离」。

交通数据虽然仅仅是城市数据的一方面,但交通数据的重要性不言而喻。特别是在中国城市发展过程中,道路交通状况往往成为影响城市规划的重要参考因素。

也因此,阿里云在杭州城市大脑实践第一步,就瞄准了困扰长期困扰杭州的交通问题。首先,将长期以来沉淀在不同部门、不同设备里的数据实时在线地整合在一起;其次,通过云端的计算能力和算法来释放海量数据的智能,从而能够真正实现「让城市交通数据自己说话、自己决策」……

目前,城市大脑 2.0 已经覆盖了杭州 420 平方公里,这一面积相当于 65 个西湖的大小,过去一年,杭州城市大脑的管辖范围也扩大了 28 倍。

覆盖范围与管辖范围的扩大,也意味着数据处理量的巨大增长。据了解,这些被实时、批量感知的数据,涵盖政府20 多个部门、100 多个系统。这更意味着,过去困扰城市数据孤岛的难题正在被破解,基于阿里云飞天平台的海量计算能力,每天都在计算上百 TB 级别的城市数据。

更进一步来看,不同地区、不同发展程度的城市,其城市数据的数量和格式也多种多样,城市大脑可以应付这些挑战吗?

答案当然是肯定的,以城市大脑在马来西亚吉隆坡的实践来看,尽管这是一个和国内城市完全不同的城市,但通过对交通信号灯数据的收集,城市大脑还是找到了破解吉隆坡高速入口交通难题的「钥匙」。

对此,闵万里曾这样评价,对接城市大脑的数据,「不管是什么系统,只要他跟我们对接的数据是符合规范的,能够以我们可理解、大脑可理解、可消化吸收的,那就可以对接。」

当数据被汇入大脑,下一步就是如何让数据产生价值。

坦率来说,海量数据的汇入并不是太有门槛的事情,杭州城市大脑的发展过程,一项核心能力发挥了重要作用。

这就是认知反演。

简而言之,无论是城市交通、工业制造还是航空运输,其本质都是拓扑网络问题,即城市交通是车流的网络,工业制造是流程的网络问题……这些网络中的每个节点都会发出各种信号,比如在城市交通里,每个路口可能就是一个节点,当一个路口交通堵塞的时候,如何将这个信号传递给其他路口以及是否传递这个信号,其背后的决策机制异常重要。

而认知反演就是通过这些表面信号,结合关键统计量和算法找到数据特征寻找到这些拓扑网络上的量化关系,通过这些量化关系就可以找到控制的窍门。

2017 年的时候,阿里云曾展示了ET城市大脑在杭州萧山区调度 120 救护车的案例。根据阿里官方给出的一组数字:「救护车到达现场的时间已缩短一半,平均节省 7 分钟。以市心路-晨晖路到市心路-建设一路全长 7 公里路段为例,救护车总计需要经过 21 个路口。在最近一次出车中,救护车节省时间高达 14 分钟,没有遇到一个红灯。」

上述这个看似简单的数据提升案例里,背后却是一套极其复杂的系统。首先,从 120 接到电话到患者进入医院,这个过程中涉及到多个交通参与主体,而且交通路况又是随机、动态变化;其次,120 救护车的位置与每个路口交通信号灯切换频率也是实时调整,需要精确计算才能实现。

这正是基于认知反演而做出的全局协同,而到了今年,杭州城市大脑则将从数据中挖掘出的价值应用到了消防领域。

在杭州余杭区,ET城市大脑通过接入大量物联网设备数据,包括独立式无线烟感、液压感应装置、智慧充电桩等及其他视频设备信息,并汇聚全区 6 个消防队、10 个专职消防队、60 个微型消防站以及 110、120、水务、电力、城管五个联动部门的数据,通过这些基础数据对全区消防安全进行评估预警。

这些海量的数据被实时汇聚、实时处理、实时反馈。一旦发生警情,城市大脑自动推送建议救火方案到消防队,并设置前往火情现场最优交通路线,利用城市大脑的全局协同机制,让救火车一路畅行无阻。同时,警情还将自动推送警情到120、水务、电力等其他联动部门,实现整个应急部门的协同。

上述两个案例充分展现了城市大脑的独特优势,如果说数据构成了城市大脑成长的养分,那么算法(如全局协同)则是让城市大脑变得有智慧的根本保证。闵万里曾这样评价 ET 城市大脑:「我们通过计算这个杠杆,来撬动整个社会中沉睡的公共数据资源,把底层的价值释放出来,由此产生的价值是无法想象的。」

更重要的是,杭州城市大脑在两个案例里为救护车、消防车开辟的是一个「生命通道」,从而也真正实现了「无法计算的价值」。

过去两年时间,杭州城市大脑的进化速度不仅是如软件版本号的变化(从1.0 到2.0),更是带来功能的进化。

比如此次 2.0 中的一项新功能,「建立城市交通的七大生命体征」。包括通过在途车辆数、拥堵指数、延误指数、主干道均速、快速路均速、高速公路均速、安全指数七个方面。

这七个城市交通体征意义重大,可以帮助城市管理者更全面掌握交通状况,比如过往在对城市道路汽车的统计中,只能通过静态的机动车保有量数据来推断,但现在,由于拥有了全量、实时的交通数据做支撑,ET城市大脑可以实时计算出目前处在行驶状态的汽车数量。

其次,两年时间里,尽管杭州快速路网、轨道交通网的「两网建设」消耗了杭州五分之一的道路资源,但依据公开的城市季度报告,杭州交通效率却在显著上升。在全国最拥堵城市排行榜上,杭州从 2016 年第 5 名下降到 2018年第 57 名,这背后离不开 ET 城市大脑的功劳。

上述这些成果也让 ET 城市大脑的未来变得更让人期待。两年的实践中,阿里云 ET 城市大脑摆脱了过往任何智慧城市解决方案的束缚,站在一个全新的角度,用城市每天产生的海量数据作为破解城市密码的第一步,通过云端计算能力和算法,进一步理解城市里的人、车、物的行为逻辑,这是阿里云的工程师、科学家们一点一点所摸索出来的道路。

未来,城市依然是人类生活的主要物理载体,而城市大脑也会从数据层面构建另一个「看不见的城市」,无处不在的物联网传感器感应并记录着整个城市的方方面面;城市里的每一个元素都被数字化并且实现「在线」共享,城市的所有基础设施,如道路、汽车、购物中心都成为弹性可伸缩的计算资源,城市不仅运行在物理世界,更以一种数据化、数字化的形态存在于云端,你可以在现实世界的城市里淘金,也可以在云端的数字城市里找寻商机,这是阿里云ET城市大脑给未来的承诺,也是正在杭州、衢州、苏州、雄安以及吉隆坡等地发生的故事。

历史上,伦敦为人类城市发展贡献了第一条地铁,巴黎的城市下水道曾被全球其他城市竞相模仿,而现在以及不远的将来,在杭州深度实践的 ET 城市大脑,也有望成为中国城市以及中国科技公司留给世界的一份礼物,「未来全世界的红绿灯都可能是杭州红绿灯」。