郭仁忠院士:才智城市建造的根本逻辑

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发布时间:2023-07-01 18:20:55

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  计算机、通讯、物联网、地舆、测绘、物流、交通、城市规划等,各范畴学者和职业人士积极参加。这是个新的蓝海,其间存在不少困惑,需求咱们从头考虑。

  这场“狂欢”有几个特色。一是学术跨界。检索近几年关于才智城市的论文发现,和计算机体系架构与网络通讯有关的占19%,和计算机理论相关的占12%,和电子电器工程相关的占33%,和地舆信息测绘有关的占19%,和环境生态相关的占10%、此外还有些城市和再生能源方面的研讨。

  二是热度长时刻继续。从2011年至今,只要新冠疫情严峻时有个小小的低谷,此外都保持着较高的社会重视度。IDC(互联网数据中心)的一项剖析以为,未来5年,我国在才智城市方面的投入,每年将有15%~16%的增加。这个增加率远高于固定资产出资,远高于GDP增加,也远高于薪酬增加率。阐明社会各界对才智城市高度重视、高度重视。

  三是概念迭出。城市是一个“杂乱巨体系”,它“横跨文理工、交融六合生、触及产学研”。各路专家的思维和观念,必然会打上专业或作业布景的印记。不同范畴的专家有不同的视角和诉求,因而知道和了解的才智城市也千差万别。现在相关的概念有城市大脑、数字孪生、大数据渠道、操作体系、中枢神经体系、CIM(城市信息模型)、驾驶舱、仪表盘、运营办理中心等。

  虽然概念许多,但不同观念背面有着相同的逻辑,建造才智城市,咱们有必要答复一个要害问题:才智城市终究该怎样建?

  咱们常常看到,一个路口装十几个摄像头,多的当地乃至几十个。为什么要装这么多?由于这些摄像头的产权主体不同,每个部分建体系都要装摄像头,由于他们的体系各自独立。

  许多城市的才智城市建造规划得很好,其建造准则、建造方针、建造规划描绘得美奂美轮,包含具体的使命执行单位也有十几个,十分具体、十分很具体。但惋惜的是,其建造理念十分先进,作业形式十分传统。

  才智城市建造会催生才智交通、才智应急、才智安防、才智城管、才智社区、才智教育等。那么这么多的各自独立的“才智”,其实仅仅“无限的才智工程将重复昨日的故事”。这样的才智城市建造不过是传统的、部分化的信息体系贴上了“才智”的标签。

  曩昔信息化的逻辑是线下事务在线化,比方咱们的办理信息体系、规划信息体系、土地办理体系等,都用体系化的、规范化的软件工程来开发,以单一事务或部分事务为需求导向的体系。它的结果是呈现了功用和用户十分明晰,“纵向耦合、横向阻隔”的信息体系。

  这些信息体系,从城市感知到信息传输、数据处理再到最终使用,相当于“自己吃菜自己种”,是典型的自给自足形式。纵向耦合、横向阻隔的部分信息化,导致信息孤岛化、使用重复化。

  这是个十分精确的概念。城市信息化的高级阶段不是某些部分的信息化,它是一个“杂乱巨体系”的信息化。依照以往做软件工程的方法进行才智城市建造将面对两大应战,一是杂乱性难以处理。各部分的事务流程是十分明晰,但把城市一切功用放一同,没有人能理得清,没有模型能把城市的功用悉数集成起来。二是立异难以预见。才智城市终究精干什么,实际上咱们还说不太清楚。有了大数据,咱们还要从数据里边发现常识、发现规则,投入使用。这是个立异的进程,但立异的东西难以预见。

  因而,才智城市建造的首要问题,是杂乱的数据和事务无法依照软件工程的方法集成,构成数据库,构成信息体系。一起,新技术、新数据会发生新的需求,这些需求咱们暂时想不到,也不可能预先规划一个流程图或逻辑结构。

  已然才智城市是城市信息化的升级版,那咱们就把杂乱问题简答化,考虑城市是怎样发展起来的。城市建造是个层级推动的进程,其根底设施与商业开发应别离进行。比方,咱们先把路途,水、电管网完结,然后进行商业开发。才智城市建造也应该遵照这个逻辑,先建信息根底设施,然后再建相关的使用体系。

  传统才智城市建造分为城市感知、数据获取和使用开发三个层次。但这个三层架构还不行,还需求在其间加个数据渠道,构成“感知-数据-渠道-使用”的四层结构。其间数据渠道就像超市的“货架”,各种产品到超市后要“上架”才便利咱们寻觅,数据渠道要在一个敞开的开发结构下,“向下屏蔽杂乱异构国际,向上赋能敞开多元使用”,把曩昔部分化的信息体系从纵向耦合,变为横向耦合,“以敞开性容纳杂乱性、保证立异性”。

  这个体系能够称作“才智城市操作体系”。在这个四层结构中,下面的三层是信息根底设施。才智城市建造的顶层规划、统筹规划首要在下面三层进行。上面的使用层内容许多,咱们无法尽头,也无法做顶层规划。而是要调集大众的才智,让我们从这个“超市”取得数据,依据特定需求加工、开发使用。

  城市数据是十足的“大数据”,其特色是多元异构、时空交织。怎样建大数据渠道,怎样把它组织起来,怎样“上架”是个重要问题。其实最好的方法是使用三维地舆信息体系(GIS)模型,由于一切数据都发生在城市的地舆空间中,一切数据都有其方位特点。一切数据都能够用方位特点这个“要害词”进行相关,进行办理。

  这个根据三维地舆模型的操作体系是才智城市“根底之根底、中心之中心、要害之要害”。它有必要是可视化的、可仿真的、可模仿的。有了这样一个“超市”,数据集成后就能够做许多剖析,比方经过摄像头了解某区域的人口分布,进行空间办理,遇到紧急情况可用体系来优化分散,缩短避险时刻。比方做立体仓储、商场热力求、建造云端博物馆、进行数字化体验式购物等。

  根据三维地舆模型的才智城市操作体系是才智城市建造的根本逻辑,但并非仅有逻辑。才智城市建造能够遵从不同的逻辑,才智城市也不该仅据守一个渠道。

  (本文据郭仁忠在2020GIS软件技术大会上的讲话收拾,经自己授权发布)

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