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智能社会研究所张雅妮等:美国总统科技委员会:“城市互联网”引发城市自上而下的变革  
2017年10月24日
     

张雅妮,北京航空航天大学自动化专业博士,现任职于中国电子学会、中国科协信息科技学会联合体智能社会研究所,从事研究咨询相关工作。

陈濛萌,美国中田纳西州立大学工商管理硕士,现任职于中国电子学会,中国科协信息科技学会联合体智能社会研究所,从事研究咨询相关工作。

 

导读: 9月底,《北京城市总体规划(2016年-2035年)》正式公布,《规划》将缓解“大城市病”作为北京发展目标之一,激发了民众对古都焕新颜的期待。当前,在城市建设中运用信息通信技术(ICT)以提升城市运行效率、改善城市服务质量的智慧城市建设在全球如火似荼地展开,在我国,截至2017年4月,100%的副省级城市、87%的地级以上城市,总计超过500个城市,均已明确提出或正在建设智慧城市。美国总统科技委员会针对智慧城市建设中反映出的问题,向美国总统提出“城市互联网”方案,本文对该方案予以剖析,或为我国新一代智慧城市建设提供参考。

 

一、“城市互联网”提出背景

自2008年IBM提出“智慧城市”概念以来,世界各城市纷纷开展智慧城市建设。近年来,美国联邦政府将智慧城市发展作为国家重要的创新方向之一,制定了一系列智慧城市相关激励政策。2015年9月14日,发布《白宫智慧城市行动倡议》。2015年10月21日,发布《美国创新战略》,提出了美国重点发展的九个创新方向,其中就包括了智慧城市。

2016年2月,美国政府顶级智库——美国总统科技顾问委员会(PCAST)在提交总统的《技术与城市的未来》研究报告中指出,社会各垂直领域的数据开放、数据跨领域的流通和融合催生出大量新价值、新服务,针对当前美国各城市之间重复建设、互为信息孤岛的问题,提议打造“城市互联网”(CityWeb),通过“城市互联网”,形成城市建设共享和协作平台,实现对美国各城市的智能化解决方案和建设经验的积累和共享,各城市特别是经济和科技发展相对落后的城市都将从本方案中受益。

二、 “城市互联网”的实现途径

基于“软件即服务”的理念,与当前互联网的移动APP和应用程序商店(APP Store)类似,“城市互联网”的近期实现途径是将城市服务应用软件、地理信息系统等数据库、数据可视化、数据分析等转移到云端和应用程序商店,通过应用程序商店分发各类移动应用程序、在线软件功能来提供城市解决方案,从而支持将来各城市间可能的重复性项目和城市间的协同项目。而远期目标是将所有的应用软件、数据库及数据分析等都统一置于网上交易场所,在网上购买城市解决方案和服务,这将为城市智能化建设降低成本。

城市互联网将解决的需求

来源:美国总统科技顾问委员会,CIE智库整理

三、“城市互联网”的五大核心功能

形成城市创新协作平台。通过“城市互联网”这样一个社会各界人员都可访问的开放平台,以一种全新的合作模式协调居民、非营利民间组织、地方政府、企业与大学或国家实验室来协同研发城市智能化解决方案。市民是城市的居住者,是城市服务的用户,城市建设最重要的是提升城市居民生活质量,“城市互联网”所打造的开放平台,将降低参与城市建设的门槛,关注城市建设的居民可以从自身体验出发,结合切身需求参与城市智能化建设,“城市互联网”将掀起一场自下而上的全民城市建设技术创新运动。

促进数据的开放与共享。“城市互联网”将进一步促进各地政府、企业、研究机构的数据开放与共享,形成一个共享数据库。在该数据库上运行的算法所提供的城市解决方案将远远优于在单个城市收集的数据之上提供的城市解决方案。在美国近20000个城市和3000多个乡镇,只有很小一部分城市或乡镇目前分享数据或创建了开放式数据门户。近五年来,开放数据的城市数量迅速增长,目前已有100多个城市和地方开放数据门户,在大城市开放数据的趋势更为明显。但由于城市数据自身的隐私或敏感性,许多数据源无法完全公布,可以成立或指定可靠的第三方解决这一问题,由国家实验室和大学作为第三方,采用支持隐私保护的技术,联合来自政府、企业各方的数据,予以数据分析并开发城市解决方案算法。

加快可互操作的标准和接口的生成。城市是能源、交通、生产等各个垂直领域的复杂综合系统,是“系统之系统”,各个垂直领域相互之间存在着连接和交叉,每个交叉点是城市发展的创新源泉。打造“城市互联网”可促进交通运输、建筑、通讯、能源、水资源等各重要的城市基础设施部门制定和使用统一的数据交换标准以及研发应用程序编程接口(API)。基于可互操作的标准和接口,才能实现各垂直领域无缝连接形成一个综合系统,实现数据跨领域的流通,同时也可以避免出现过于依赖单个城市解决方案供应商的情况。例如,在智能手机上应用的交通换乘应用程序(The Transit App)综合了公共交通数据、分享汽车Uber和共享单车的API,并集成了google地图,方便人们换乘各种交通工具,在美国乃至世界诸多城市得以广泛应用。另外,能源部的国家可再生能源实验室开发了应用程序编程接口(API),提供屋顶太阳能系统的发电信息,并方便地与天气API集成,可以估计太阳能系统在不同天气下的实时性能。

联合多方数据,优化和预测城市运行。“城市互联网”将为市民、企业以及地方政府提供一个合作平台,通过对来自多个渠道的数据进行分析,优化和预测城市的运行。如城市公交车辆路线APP(UberPool或Bridj)与民宿预定服务APP(AirBnB)合作,帮助无家可归者找到避难场所。Uber、Bridj和AirBnB这些公司不会公布各自的数据,而当前的技术能支持各机构在不公布各自数据的情况下相互使用对方的数据和算法,因此,“城市互联网”为数据访问和工具分析提供了虚拟会议场所,协同市民、企业以及地方政府各方共同开展数据分析用于城市运行的优化和预测。

城市生态系统的综合建模和情景评估。长期以来,大规模的计算模型仅用于交通模拟和其他相对狭窄的城市应用。通过“城市互联网”采集城市各垂直领域的海量数据,可以用于建立更复杂的更全面的城市生态模型,综合了天气、建筑、交通、电力等各领域数据的城市生态系统模型将有助于城市规划者和管理者对城市的整体运行有着更全面的情景理解,并对城市的发展趋势进行评估。

四、“城市互联网”的实践

根据美国总统科技委员会提交总统的报告,“城市互联网”在城市技术创新的先行先试点——城市发展区(UDD)进行局部实验和尝试。作为智慧城市建设的发起者,美国提出的“城市互联网”已远超出了智慧城市概念范畴,是目前对于未来城市最为深远的构想,对于我国面向未来的城市建设具有很强的参考意义。

 

    附:美国总统科技顾问委员会(PCAST)《技术与城市的未来》研究报告原文下载地址:

https://obamawhitehouse.archives.gov/sites/default/files/microsites/ostp/PCAST/pcast_cities_report___final_3_2016.pdf

编辑:张则瑾  联系电话:68571891