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数字城市是一场体量巨大的“智力游戏”

2022/6/28 18:17:00

数字城市是一场体量巨大的“智力游戏”


数字化已经成为高频词汇。

元宇宙的大火后,游戏化的数字世界也开始获得追捧。上帝按照自己的样子创造人类,现在人类想要根据实体世界的样子创造出数字孪生世界。

但数字孪生并非新概念。

1970年4月13日,飞行了33万公里的美国阿波罗十三号飞船在抵达月球前,因为氧气罐爆炸造成船体发生扭曲变形,飞船面临失控。

好在NASA在“阿波罗计划”中建立了一套完整的物理仿真系统,地面上的“孪生飞行器”可以在仿真技术的帮助下预演登月过程中可能遇到的紧急情况,于是一系列紧急救援计划讨论之后,最后放弃登月。

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(图:登月舱模拟器和指令舱模拟器)

登月虽然失败了,但这次太空救援计划背后一系列工程设计,被看做是人类数字孪生技术的源头。

2002年,美国密歇根大学的Michael Grieves博士首次完整提出“数字孪生”概念。2012年,NASA跟美国空军论述了未来航空航天器数字孪生的理想模型,对数字孪生进行了严格的学术定义。

一年之后,德国正式发布了工业4.0这个概念,核心就是基于数字孪生和AI。

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而数字孪生的概念被智慧城市所吸纳,也绝不是偶然。

2008年IBM提出“智慧地球”的概念,此后全球范围内迅速兴起了智慧城市的建设浪潮,处于城镇化转型节点上的中国城市尤为积极。

2016年,建设智慧城市正式被确认为国家重点工程,智慧城市发展进入推进阶段。按照德勤披露的调研报告,中国智慧城市的试点数量已经占到了全球的50%左右。

最显而易见的是,浙江、上海、河北保定等城市,正在大力推动数字产业化、产业数字化、社会治理数字化等不同细分领域的数字化发展。

而在国内各大城市竞相发力数字化转型的背后,一方面是积极响应国家提出的“加快数字化发展”的战略部署,另一方面是为了抢占数字时代的战略机遇,以数字化转型驱动城市生产方式、生活方式和治理方式变革,全面提升数字时代的城市核心竞争力。

然而,对于正处于“城市+数字化”阶段的数字化城市来说,牢固的数字底座一定是必不可少的。

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英国经济学家巴顿曾说过:“城市是一个坐落在有限空间内的各种经济市场-住房、劳动力、土地、运动等交织在一起的网络系统”,这个网络任何一个节点紊乱,都有可能引发系统风险。

就好比如交通出行领域,充分依托“数字政府”政务云平台、政务大数据、公共支撑平台以移动互联网、5G技术、物联网、云计算、大数据、人工智能为主的新一代信息化技术快速提升交通政务数据化水平。

而在数字化的过程中,城市需要将物联网、人工智能、大数据、云计算、区块链等数字信息技术全面渗透到各个领域,构建出城市大脑、产业画像、知识图谱等,使数字空间与现实空间充分融合。

换个角度来看“数字化城市”,大数据中心、人工智能等新基建似乎已经逐渐成为一条脉络清晰、竞争加速的子赛道。

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(天津滨海城市运营中心)

一、“虚拟副本”让城市治理不再盲人摸象

数字孪生就是城市的“虚拟副本”。

首先必须要明确的是,数字孪生并非完全复原现实世界,以人类现有的技术没办法复刻大自然的鬼斧神工或者造物主的神迹。

数字孪生尝试复制的真实世界,并非包罗万象,是在有限的范围内特定的维度上进行复制,以便应对特别的问题。

从城市治理的角度来看,数字孪生城市相当于真实世界的“操作系统”,有了它就可以远程对城市的每一个角落进行监测、智慧调度,无论是街道、社区,还是商场、变电站乃至城市排水系统,从而提升城市的治理效率。

简单的说,原本城市隐形秩序被显性化呈现,城市治理和公共服务都将不再“盲人摸象”。

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数字孪生之于智慧城市的价值,逐渐被越来越多人所认可。

一个数字化城市的形成,通常是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础,以宽带网络为纽带。

运用遥感、全球定位系统、地理信息系统、工程测量技术、仿真-虚拟等技术,对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述,即利用信息技术手段把城市的过去、现状和未来的全部内容在网络上进行数字化虚拟实现。

如果说将数字化城市发展分为“城市+数字化”和“数字化城市”两个阶段,那么毫无疑问,目前城市数字化领域正处于“城市+数字化”发展阶段。

而“城市+数字化”,是技术向物理世界逐渐渗透,以场景为单位进行数字化建设。

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从头部大厂的智慧生态到AI赛道的海康威视、百度、“四小龙”再到科大讯飞,对于这一场数字化盛宴,商业嗅觉敏锐的企业,第一时间洞察到了数字孪生的新风口。

互联网大厂纷纷上马智慧城市项目,阿里云的城市大脑、腾讯的“数字政府”、百度的AI City、华为的“城市智能生命体”……他们都不想错过纷纷入局数字化城市竞争赛道。

科技公司们也不遗余力。海尔打造了海纳云BIMCloud数字孪生平台、平安科技有智慧城市云、浪潮有智慧城市大脑……

他们通过不同的维度观察打磨出了许多数字孪生的应用样本,并且不乏一些有价值的参考案例。

华为和上海市黄浦区合作,通过大数据、边缘计算、5G等技术1:1复刻了百年建筑“南京大楼”的数字孪生系统,对楼宇的健康度进行打分并输出体检报告。

海纳云在青岛的海尚府通过数字孪生三维建模,帮社区业主还原户型结构,可视化管理水电暖隐蔽管线,远程控制家里的窗帘、照明、地暖等系统。

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在产业投资新风口之下,根据天眼查显示6月13日,海纳云宣布完成2亿元A轮融资,本次融资由上海城投控股旗下2家投资主体(上海城投控股投资有限公司和诚鼎基金)领投。

值得注意的是,本轮融资主要用于海纳云平台研发能力建设、生态布局资源整合以及区域市场业务拓展。

事实上,早在2019年,海纳云依托由AIoT、大数据、AI算法和数字孪生4大核心技术构建的“星海数字平台”,打造了城市大脑、数字应急与城市生命线、数字市政、数字孪生BIM/CIM、数字城市治理、数字社区/园区等多个应用场景。

而这次国资的投资,无疑是更进一步推动了海纳云在数字城市赛道的发展。

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但回过头来看,近年来不少城市提出政府数字化转型、产业数字化等领域的规划目标,在数字化城市建设过程中,由政府领导、企业协同是比较常见的模式。

在这样的模式下,已形成参与者众多的生态网络和竞争与合作共存的行业格局,其中包括阿里云等具有较强技术服务能力的行业引领者。

如果说智慧城市是数字城市与物联网相结合的产物,那么各大企业数字城市的基础,也在一定程度上影响着后续智慧城市的发展。

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因为数字城市的发展积累了大量的基础和运行数据,也面临诸多挑战,包括城市级海量信息的采集、分析、存储、利用等处理问题,多系统融合中的各种复杂问题,以及技术发展带来的城市发展异化问题。

同时,各大企业也面临一系列不同的难题。

如何划定政府、市场、公民三方的数据权限,兼顾隐私与便利,推动共治与共享;如何设置机器自动化决策与人为介入的机制,实现良性协同;如何调整条块化、科层化体系,发挥最大效力。

简言之,一座智慧的城市,增进着也考验着各大“建设者”的智慧。

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二、数字化的鸿沟仍然存在

智慧城市的复杂度远高于传统互联网。

以北京OTA智能社区为例。

社区中配备了超级“社区大脑”,实现了万物互联、物物对话,让社区和家庭的各类智能硬件、软件、算法及服务得以通过OTA方式持续升级更新,但想要实现这样数字孪生的功能,就需要串联起上百家企业的产品,难度可想而知。

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而智慧城市的关联方,将数十倍甚至百倍于智能社区。

在数字城市赛道的发展中,玩家有着一个统一的共识:当下的智慧城市经过8年的建设,仍处于初级阶段,数据并不互通。

当前不同企业、不同城市、不同部门在进行不同维度的数字孪生探索,缺少资源共享与业务协同机制。

对于海纳云、阿里、华为等来说,想要解决数据孤岛的问题,就要推动感知层的建设,而城市感知建设的重点将是传感器、解决数据隐私问题、在机制上实现数据相互联通。

首先,在数字孪生技术将整个城市的虚拟副本形态数字化呈现的过程,是需要不同传感器去完成的。

这在很大程度上就会导致在感应数字化的过程中,传感器的标椎、协议需要达到统一才能够在数据收集时更轻松便利。

而海纳云作为智能社区的参与者,虽然在自主研发的“AIoT生态平台”,兼容Modbus、蜂窝、WIFI、Lora、NB-IoT等200余种通用协议,可以快速接入生态厂商的不同硬件,目前连接的设备数已经超过1000万,接入的品类超过2000种,全面拓宽了链接的广度和深度。

但在AIoT的宗旨是通过传感器实时采集在线化的数据,结合用户需求提供个性化的智能服务。

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换个角度来说,在城市大脑的建设中,首先就是要感知城市,把整个城市由物理空间到数字空间能进行孪生建设,这就需要传感器像建立数字地图一样精准,只有达到合理的规模才能实现。

这些传感器既包括各种视觉感知设备、也包括地下管网中各种专业的传感器等,而传感器的规模化应用取决于价格和成本的突破。

而目前在城市的感知层上的能力远远没有打通,这就决定着海纳云在物联、城市大脑的扩展上,需要做出大量的投入。

高级的传感器,很大程度上能够在现实物联的数据获取上更为精准,在感知城市的基础上需要足够多的数据才能做到智慧。

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另一方面,后期对于三四线城市的数字化转型,想要做到类似一线城市的物联感知,这将会涉及很大的改造成本问题,以及运营机制的改变。

回过头来看数字城市赛道,我们不得不承认城市大脑、数字底座等理念架构的推出,都在表示着数字城市赛道在技术方面的大幅提升。

但问题也会不断的产生。

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  1. 智慧与隐私难以兼得

事实上,智慧城市的建设除了物联感知以外,居民的隐私、家庭的信息同样是数据获取的一部分,但也不光是个人的数据,比如面临to G、to B的,还有业务、流程各种数据。

原因实际上也很简单,就拿个人和家庭来说,无论是出行或者消费,或者家庭的日常的行为,这些隐私是一个互相伴随、相辅相生的状态。

与海纳云等“以人为本”的企业来说,智慧城市作为赋能人民幸福感的作用之一,在涉及到一些便民措施的需求下,就会很难不涉及到一些公民隐私数据。

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这不仅仅是在智慧城市发展初期存在需求,如果智慧城市的前期发展是设备,后期发展是服务,那么在智慧城市发展的后期,个人、家庭、to G、to B的数据就会变得更加重要。

或许,政府在这个层面会有相应的法律,比如数据安全法,包括现在隐私越来越关注这方面,会加强立法和监管,在智慧层面对公民的便利和隐私保护有一个比较好的权衡。

又或者,在未来的智慧城市,为了保证不侵犯个人、企业、家庭的隐私,将智慧和人相互进行协作发展。

不过,对于当下处于初级阶段的智慧城市建设,是极其需要通过深层次感知城市的,这就很容易造成物联感知和个人、家庭、企业等隐私相悖。

于是,我们可以窥见,可能接下来的智慧城市发展中,甚至未来更长的一段时间里,对于海纳云等所有数字城市赛道的企业来说,数据、智慧、数据隐私中间的权衡,将变成赛道发展中最难以逾越的鸿沟。

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甚至于政策制定者而言,数据安全法的落地,是一个迟早要面对的问题,毕竟这也是促进赛道发展、企业之间良性竞争最有力的保证。

此外,早在2020年的时候,就有统计数据显示,国内和智慧城市概念相关的企业数据超过1500家。

这对于海纳云来说,在数字城市赛道上,已经不仅仅需要业务上不断突破发展,同时也面临着来自阿里、华为、中兴以及更多同行之间的竞争。


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