來(lái)源：阿里云
編輯：白峰、夢(mèng)佳
【新智元導(dǎo)讀】在2020云棲大會(huì)期間，阿里云首次發(fā)布了城市大腦3.0的核心技術(shù)體系，包括感知、認(rèn)知、決策和協(xié)同四個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)。和人類的進(jìn)化過(guò)程相類似，城市大腦在對(duì)周圍世界的感知過(guò)程中，逐漸進(jìn)化出了主動(dòng)思考和決策能力。城市，通過(guò)大腦的不斷進(jìn)化，最終能夠?qū)崟r(shí)推演預(yù)測(cè)未來(lái)，走向未卜先知。
你想象過(guò)未來(lái)的城市是什么樣子？
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是海陸空一體的交通方式？是無(wú)處不在的自動(dòng)駕駛？
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100多年前，電給城市帶來(lái)的變化超越了照明本身的意義。從此，人類不需要日出而作日落而息。
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100多年后，智能計(jì)算像電力一樣正在改變城市的形態(tài)。
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現(xiàn)代城市的偉大之處，得益于它的豐富性和可延展性，能夠在有限的物理空間內(nèi)衍生出無(wú)限的可能。而智能的進(jìn)化幫助城市像人一樣思考和決策，甚至能預(yù)測(cè)未來(lái)。智能城市的究極進(jìn)化形式已經(jīng)到來(lái)！
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想象一下，城市里奔涌向前的車流，上百萬(wàn)輛的汽車，每一個(gè)行蹤都像沙塵一樣變化莫測(cè)。但通過(guò)對(duì)1000多個(gè)路口攝像頭的實(shí)時(shí)計(jì)算，就可以精確地預(yù)測(cè)出未來(lái)十五分鐘、半小時(shí)內(nèi)哪個(gè)路段將會(huì)擁堵，從而第一時(shí)間指揮路口信號(hào)燈「變換姿勢(shì)」。
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還有大型演唱會(huì)的疏散，交通事故后的應(yīng)急，都可以飛速反應(yīng)、從容應(yīng)對(duì)，比傳統(tǒng)的人為調(diào)度都要更加高效。
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這種終極的智能，不僅能實(shí)時(shí)推演預(yù)測(cè)城市的未來(lái)變化走向，還能在臺(tái)風(fēng)、暴雨等應(yīng)急場(chǎng)景中為城市管理提供「靠譜」的建議。這種智能的核心就是「城市大腦」。
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在2020云棲大會(huì)期間，阿里云首次發(fā)布了城市大腦3.0的核心技術(shù)體系，包括感知、認(rèn)知、決策和協(xié)同四個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)。
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那阿里云城市大腦的智能究竟是如何演化的呢？
源起蕭山，初代城市大腦消滅了「世界上最遠(yuǎn)的距離」中國(guó)約有14億人口，每年產(chǎn)生的數(shù)字信息難以計(jì)數(shù)。阿里云創(chuàng)始人王堅(jiān)相信，城市大腦可以借助這些寶貴的數(shù)字資源綜合治理城市，以后每度水和電，都可以通過(guò)計(jì)算分配。王堅(jiān)流傳頗廣的一句話是，「世界上最遙遠(yuǎn)的距離，是攝像頭和信號(hào)燈的距離」。?? ? ? ?
? ? ? ?有了這個(gè)想法，城市大腦團(tuán)隊(duì)開(kāi)始在杭州蕭山區(qū)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。為了消滅王堅(jiān)口中這個(gè)最遙遠(yuǎn)的距離，就要讓信號(hào)燈能實(shí)時(shí)感知到攝像頭「看到」的內(nèi)容。2016年，蕭山開(kāi)始試點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)幾經(jīng)周折拿到攝像頭數(shù)據(jù)后，視頻組將攝像頭中的各種路標(biāo)、車輛、行人、交通信號(hào)燈人工標(biāo)記出來(lái)，然后輸入AI模型進(jìn)行訓(xùn)練，讓攝像頭「認(rèn)識(shí)」了這些交通要素，并將攝像頭感知到的信息「?jìng)鬟_(dá)」給信號(hào)燈。有了這些信息，信號(hào)燈可以每15分鐘更新一次控制策略。這不僅僅是一次改善交通的嘗試，城市大腦從此有了真正的感知能力，還實(shí)現(xiàn)了攝像頭、信號(hào)燈等機(jī)器之間的感知協(xié)同及資源的簡(jiǎn)單再分配，人們第一次使用人工智能進(jìn)行了社會(huì)管理實(shí)踐。阿里云智能數(shù)字產(chǎn)業(yè)產(chǎn)研總經(jīng)理曾震宇介紹，這一時(shí)期主要把城市當(dāng)中的活動(dòng)特別是車輛相關(guān)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的匯聚，再結(jié)合自然資源、建筑甚至衛(wèi)星遙感等靜態(tài)數(shù)據(jù)，初步構(gòu)建了一個(gè)城市的交通數(shù)字孿生。數(shù)清杭州的30萬(wàn)輛車后，城市大腦長(zhǎng)了新「姿勢(shì)」在蕭山，城市大腦實(shí)現(xiàn)了對(duì)車輛的感知，對(duì)單個(gè)路口的信號(hào)燈優(yōu)化。但是城市整體有多少車、每天車流量有多大、哪里發(fā)生了交通事故，還都是「兩眼一抹黑」。2016年時(shí)，杭州的擁堵在全國(guó)高居第五。蕭山的實(shí)踐，讓杭州看到了城市大腦的潛力，2017年，杭州正式開(kāi)始建設(shè)城市大腦1.0。與蕭山不同，杭州主城區(qū)路段復(fù)雜，攝像頭型號(hào)不一，設(shè)備各式各樣，有的年久失修，有的信號(hào)錯(cuò)亂，要想將這些「殘兵老將」重新利用起來(lái)，難度可想而知。團(tuán)隊(duì)拉來(lái)了大批算法專家，他們想要通過(guò)算法來(lái)解決這些「臟亂差」的交通數(shù)據(jù)，而不是成本更高的更換硬件設(shè)備。幾個(gè)月下來(lái)，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)、攝像頭、交警系統(tǒng)、高德等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的治理和高效融合，給城市大腦「擦亮」了眼睛，感知的維度和質(zhì)量相對(duì)于2016年有了大幅的提升，將車、路、事件有機(jī)的結(jié)合生成交通知識(shí)圖譜，城市各類信息、事件、主體、關(guān)聯(lián)得以實(shí)時(shí)感知和快速檢索。?? ? ??
? ? ? ?有了城市大腦1.0，杭州終于知道了每天在路上跑著20-30萬(wàn)輛車，哪些路容易發(fā)生交通事故，下了這么多功夫，只是調(diào)節(jié)個(gè)信號(hào)燈，似乎有點(diǎn)大材小用了。城市大腦開(kāi)始了主動(dòng)學(xué)習(xí)，信號(hào)燈不光考慮車輛，還會(huì)將人、天氣、交通事故的信息整合進(jìn)行「通盤」計(jì)算 ，基于知識(shí)圖譜對(duì)各種交通事件加深理解，而不只是依靠圖像的分類判斷，信號(hào)燈的策略更智能了。城市大腦從簡(jiǎn)單的信息感知進(jìn)化到了事件感知，有了基本的認(rèn)知能力。這一年，杭州城市大腦的信號(hào)燈優(yōu)化1300個(gè)，接入視頻4500路，交通事件處置效率提高了9倍，全國(guó)最擁堵排名直降到57名。「聽(tīng)見(jiàn)」救護(hù)車，城市大腦不只是個(gè)交通指揮官在緩解了交通擁堵之后，曾震宇帶領(lǐng)的城市大腦團(tuán)隊(duì)，開(kāi)始了交通領(lǐng)域以外的探索，比如打通衛(wèi)健系統(tǒng)。?? ? ??
? ? ? ?在國(guó)內(nèi)很多地方，救護(hù)車、消防車出去執(zhí)行任務(wù)的時(shí)候，特別在高峰期，很可能會(huì)被堵在路上。如果被堵在路上其實(shí)一點(diǎn)辦法沒(méi)有，即使救護(hù)車上有一個(gè)亟待搶救的病人，也沒(méi)辦法只能等。能否開(kāi)辟一條綠色通道，給這些重點(diǎn)車輛讓行？曾震宇介紹了城市大腦2.0最新的「一鍵護(hù)航」功能。一旦救護(hù)車接到了任務(wù)，大腦就會(huì)救護(hù)車的信息傳遞給交通系統(tǒng)，幫它規(guī)劃出一條路線出來(lái)。算法可以控制紅綠燈把車多的路段緊急疏通，引導(dǎo)車輛轉(zhuǎn)向，這樣在路上能保障通行，到路口都是綠燈，救護(hù)車一路暢通到達(dá)目的地。城市大腦開(kāi)始了與真實(shí)世界的積極互動(dòng)，并且嘗試主動(dòng)優(yōu)化外部環(huán)境，城市大腦從感知智能進(jìn)化到了認(rèn)知智能。再進(jìn)化：打通數(shù)據(jù)孤島，城市大腦進(jìn)入深水區(qū)有了一鍵護(hù)航的成功經(jīng)驗(yàn)，曾震宇相信，其他領(lǐng)域也可以行的通。于是，城市大腦2.0跳出交通，開(kāi)始涉及政務(wù)、規(guī)劃、應(yīng)急、公共衛(wèi)生等領(lǐng)域。但是，按照傳統(tǒng)的職能劃分，這些部門都是各司其職，每個(gè)部門掌握自己的數(shù)據(jù)，形成了很多數(shù)據(jù)孤島，無(wú)法發(fā)揮價(jià)值。所以，城市大腦首先要做的就是打破各部門之間的壁壘，把這些數(shù)據(jù)匯聚和融合在一起，這其中的難度可想而知。城市大腦團(tuán)隊(duì)想到了兩種方式，一種是在行業(yè)內(nèi)構(gòu)建跨部門的數(shù)據(jù)平臺(tái)，可以接入其他領(lǐng)域的數(shù)據(jù)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)溝通；另一種就是建立一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)，所有行業(yè)的數(shù)據(jù)都上傳到這個(gè)平臺(tái)，數(shù)據(jù)壁壘也就自然消失了。目前，杭州已經(jīng)成立數(shù)據(jù)資源局，打通不同部門之間的數(shù)據(jù)，讓跨部門之間的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相應(yīng)的交換。如此便打通了數(shù)據(jù)孤島，實(shí)現(xiàn)了跨部門的數(shù)據(jù)共享，讓城市的數(shù)字化建設(shè)達(dá)到了新的高度，城市物理空間和數(shù)字化世界逐漸平行，城市大腦可以低成本遷移到更多的領(lǐng)域、更多的城市。預(yù)測(cè)未來(lái)未卜先知，城市大腦開(kāi)始有了自己的思考！2016年，王堅(jiān)首次提出城市大腦的概念。曾震宇說(shuō)，開(kāi)始的時(shí)候，王堅(jiān)提出的這個(gè)［頂層設(shè)計(jì)］讓技術(shù)團(tuán)隊(duì)比較迷茫。大家都不知道城市大腦到底是個(gè)什么東西，該朝哪個(gè)方向走，給客戶端創(chuàng)造什么樣的價(jià)值。「腦子里全是疑問(wèn)，但是大家相信王堅(jiān)，也相信這是一個(gè)好的方向」。經(jīng)過(guò)四年的探索，城市大腦終于進(jìn)化到3.0時(shí)代，沉淀出了全息數(shù)字化構(gòu)建、全分辨率實(shí)時(shí)推演、全局資源調(diào)度優(yōu)化、全域多端交互協(xié)同四大核心技術(shù)。
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? ? ? ?過(guò)去，構(gòu)建一座「數(shù)字孿生」城市充滿了挑戰(zhàn)。交通攝像頭、雷達(dá)、地磁和其他設(shè)備沉淀的數(shù)據(jù)只能觀察到城市部分主體和地點(diǎn)，傳統(tǒng)的算法和技術(shù)又無(wú)法支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)構(gòu)建，無(wú)法為城市決策提供有效支持。而城市大腦3.0剛剛發(fā)布的「全息數(shù)字化構(gòu)建」技術(shù)可以解決這個(gè)難題，通過(guò)對(duì)城市動(dòng)態(tài)和靜態(tài)要素進(jìn)行二、三維一體化編碼，能夠?qū)崿F(xiàn)各類城市信息、事件、元素的實(shí)時(shí)呈現(xiàn)和快速檢索，從而在虛擬世界中構(gòu)建一座「數(shù)字城市」，或者說(shuō)「數(shù)字孿生」。為了能讓城市大腦既能在宏觀層面上去看問(wèn)題做邏輯思考，也能在「為救護(hù)車開(kāi)路」這種微觀的層面上去解決問(wèn)題，城市大腦3.0開(kāi)發(fā)了「全分辨率實(shí)時(shí)推演」技術(shù)。城市大腦3.0的全分辨率實(shí)時(shí)推演技術(shù)和傳統(tǒng)的仿真技術(shù)相比有哪些優(yōu)點(diǎn)呢？曾震宇做了很通俗的解釋，傳統(tǒng)的仿真，無(wú)論是商業(yè)化的仿真軟件還是開(kāi)源的仿真軟件都是單機(jī)的；要想讓這些仿真跑起來(lái)，要有大量的前置工作，比如自己要畫(huà)出交通路網(wǎng)，然后交通需求到底有多少、要跑多少輛車，那也是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)拍腦袋出來(lái)的。這樣的仿真可視化demo做的是好，但是跟實(shí)際的交通狀況存在脫節(jié)，很難產(chǎn)生作用。而實(shí)時(shí)仿真推演當(dāng)中，可以從城市大腦的數(shù)字孿生當(dāng)中把高精路網(wǎng)拿出來(lái)，不用自己創(chuàng)建，交通流量也一樣，數(shù)字孿生中有歷史數(shù)據(jù)，甚至可以分工作日和節(jié)假日，晴天和下雨等，然后通過(guò)分布式計(jì)算進(jìn)行仿真，更接近真實(shí)狀況。城市大腦還可以做到秒級(jí)推演，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)融合和實(shí)時(shí)交互。做到「實(shí)時(shí)推演」兩個(gè)主要的技術(shù)難點(diǎn)。一個(gè)是分布式計(jì)算的部署；另一個(gè)是基于實(shí)時(shí)真值數(shù)據(jù)的自主校準(zhǔn)，來(lái)保障推演平臺(tái)能真實(shí)的反映和預(yù)測(cè)真實(shí)世界的動(dòng)態(tài)變化。可以說(shuō)，阿里云多年來(lái)在分布式計(jì)算的領(lǐng)域的技術(shù)積累和城市大腦實(shí)踐的能力積累，有效保障了秒級(jí)推演的效果。杭州灣跨海大橋已經(jīng)率先用上了實(shí)時(shí)推演技術(shù)。大橋上發(fā)生交通事故，城市大腦第一時(shí)間就能感知到，并基于實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)進(jìn)行推演，給出不同疏導(dǎo)方式的推演結(jié)果——是短時(shí)間封鎖大橋，還是始終保持通行，城市大腦知道哪種處理方案更高效。?? ? ? ?
? ? ? ?再比如說(shuō)某個(gè)城市的體育館要舉行一個(gè)大型的演唱會(huì)，可能會(huì)對(duì)周邊的交通產(chǎn)生影響，以前的交警，他去做這樣的應(yīng)急準(zhǔn)備，主要還是靠經(jīng)驗(yàn)。有了這樣的一個(gè)仿真推演，就可以知道這周邊附近的人，他們?cè)谥苓呌惺裁礃拥慕煌?，反推交通的特點(diǎn)是什么，然后到了演唱會(huì)的時(shí)間段交通量增加，增加到一定程度對(duì)交通會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響？有了這個(gè)實(shí)時(shí)推演，就可以提前預(yù)判。無(wú)論是全息數(shù)字化構(gòu)建還是實(shí)時(shí)推演，都是為了更好的利用城市資源，全局資源調(diào)度優(yōu)化就是為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。城市很多資源都是相對(duì)有限的，比如說(shuō)交通領(lǐng)域，道路資源就是有限的。以往的優(yōu)化，都是基于單點(diǎn)做優(yōu)化，而現(xiàn)在，有了全城的數(shù)字孿生，可以進(jìn)行大規(guī)模的全局的資源的調(diào)度規(guī)劃，針對(duì)不同區(qū)域的特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化。例如城管，或者應(yīng)急領(lǐng)域，每個(gè)人負(fù)責(zé)一個(gè)網(wǎng)格化的片區(qū)，以前去處理城管的事件，主要還是靠人去調(diào)度，但有了新的技術(shù)，可以通過(guò)算法進(jìn)行大規(guī)模資源調(diào)度優(yōu)化，讓每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的效率變得更高。調(diào)度方案優(yōu)化完了，執(zhí)行起來(lái)效果就一定好嗎？一個(gè)城市資源的調(diào)度，往往涉及到很多部門，交通、醫(yī)療、政府等等，如果不能讓大家高效協(xié)作，再好的算法也是一紙空談。傳統(tǒng)的協(xié)同，更多靠的還是人工調(diào)配。那在全域多端交互協(xié)同平臺(tái)上，可以把各個(gè)不同的業(yè)務(wù)部門打通，協(xié)作更有效率。全域多端交互讓城市的事件可以被自動(dòng)感知、被自動(dòng)調(diào)度資源、自動(dòng)處置，然后進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)估，城市內(nèi)的資源分配智能化程度越來(lái)越高。?? ? ??
? ? ? ?和人類的進(jìn)化過(guò)程相類似，城市大腦在對(duì)周圍世界的感知過(guò)程中，逐漸進(jìn)化出了主動(dòng)思考和決策的能力。城市，通過(guò)大腦的不斷進(jìn)化，實(shí)時(shí)推演預(yù)測(cè)未來(lái)，逐漸走向全知全能、未卜先知。一個(gè)高瞻遠(yuǎn)矚的城市大腦，也代表著人類最高級(jí)的智慧。法國(guó)的一位地理學(xué)家曾說(shuō)過(guò)，城市既是一個(gè)景觀，一片經(jīng)濟(jì)空間，一種人口密度；也是一個(gè)生活中心或勞動(dòng)中心；更具體點(diǎn)說(shuō)，也可能是一種氣氛，一種特征或者一個(gè)靈魂。掌握一座城市的脈搏和心跳，就掌握了城市的靈魂，而城市大腦正是最好的方式！中關(guān)村軟件園20周年，品牌活動(dòng)“創(chuàng)新之源”大會(huì)再升級(jí)！
9月22日，2020創(chuàng)新之源大會(huì) —“科技力量創(chuàng)變未來(lái)”在中關(guān)村軟件園國(guó)際會(huì)議中心召開(kāi)。大會(huì)由中關(guān)村軟件園主辦，中關(guān)村軟件園孵化器、新智元、北京銀行共同承辦，邀請(qǐng)到清華大學(xué)副校長(zhǎng)、北京量子信息科學(xué)研究院院長(zhǎng)薛其坤院士，清華大學(xué)電子工程系主任、信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院副院長(zhǎng)汪玉，科大訊飛聯(lián)合創(chuàng)始人、訊飛創(chuàng)投董事長(zhǎng)徐景明，搜狗公司CEO王小川，網(wǎng)易集團(tuán)副總裁、網(wǎng)易有道CEO周楓，達(dá)闥科技創(chuàng)始人兼CEO黃曉慶，浪潮信息副總裁、浪潮AI&HPC總經(jīng)理劉軍 ，騰訊自動(dòng)駕駛業(yè)務(wù)中心總經(jīng)理蘇奎峰，新智元?jiǎng)?chuàng)始人兼CEO楊靜等重磅嘉賓出席。最新議程曝光，掃描二維碼即刻報(bào)名，資格經(jīng)審核后可免費(fèi)參會(huì)！點(diǎn)擊閱讀原文，查看詳細(xì)會(huì)議信息。
