唤醒城市数据的价值

李攀

2017年3月29日，为期3天的云栖大会深圳峰会圆满落幕。此次峰会延续了以往的“飞天”主题（飞天，阿里云自主研发的超大规模通用计算操作系统），围绕人工智能，探讨了阿里云基于云计算和大数据技术的相关实践。阿里云总裁胡晓明在会上表示，随着互联网的发展与数据在线化，数据已成为一种可以参与决策的资源，可用于解决交通、医疗等诸多领域的问题。

其实在2016年，阿里云就已开启了相关实践——挖掘数据的潜在价值，同时创造出新的价值。当时提出的“城市数据大脑”项目，可以说是利用数据创造价值的最佳典范。

为“智慧城市”安上

“数据大脑”

城市数据大脑项目由杭州市政府联合阿里云等13家企业在2016年4月发起，并在当年10月的云栖大会上正式发布。城市数据大脑由超大规模计算平台、数据采集系统、数据交换中心、开放算法平台及数据应用平台五大系统构成，内核均采用阿里云ET人工智能技术，并使用阿里自主研发的“飞天”操作系统。其目标是通过收集城市各项数据，对城市进行全局实时分析，自动调配公共资源，修正城市运行中的错误，最终实现城市的高效智能化治理。

正如阿里巴巴技术委员会主席王坚所说：“我们喊了这么多年的智慧城市，忽然发现没有大腦，智慧无从谈起。”而“一个有数据大脑的城市，才能真正成为可持续发展的城市” 。

杭州曾提倡打造的“智慧城市”，致力于信息基础设施建设（如城市Wi-Fi、道路监控等），用信息将线上线下的两端连接。这就像是赋予了城市躯干和四肢，但最终的决策依然取决于人。而城市数据大脑就像是一个智能神经中枢，能自主利用数据参与决策，并最终让杭州成为一座能够自我调节、与人类良性互动的城市。

政企携手共享数据

顾名思义，实现城市数据大脑的最重要的资源是数据，这就意味着政府各部门需要将相关数据公开，建立一个共享数据的大平台。收集到相关的数据之后，还需要通过云计算将这些可利用数据建立模型，对其进行分析优化后，输出相应的最终决策。在这个过程中，杭州市政府发动了交警、城管、建委等11个部门提供资源、搭建平台，而阿里巴巴、华三通信、富士康、数梦工场等13家企业则贡献了自身科研创新能力，两者之间的通力合作，直接推动了城市数据大脑从设想变为现实。

参与此次项目的13家企业在为城市数据大脑提供资金支持的同时，也在相应的技术领域大展身手。牵头企业阿里巴巴通过人工智能内核进行数据治理，大华股份和中控集团负责交通算法和信号灯控制的执行，华三通信和富士康则各提供了500台高性能服务器用于计算平台建设……如王坚所言，该项目在为国家运用数据与计算进行智慧城市建设提供宝贵经验的同时，也助推杭州在云计算和大数据产业上占领了先机和高地。

可以说，城市数据大脑从构想到实践，不仅使杭州成为全球首个人工智能辅助公共管理的城市，也为政企合作共同推动城市治理提供了新的思路和途径。

“数据治堵”

张鸿铭、王坚、郭台铭，分别代表城市管理者、技术开发者和先进制造业代表，举起“钢铁侠”之手，正式启动杭州城市数据大脑工程。

开启智能决策

我们已经知道，城市数据大脑由超大规模计算平台、数据采集系统、数据交换中心、开放算法平台及数据应用平台五大系统构成。在城市大脑运行过程中，数以百亿计的城市交通管理数据、公共服务数据、运营商数据、互联网数据首先被集中输入，积累了足够丰富的数据之后，城市大脑便可在一个虚拟的数字城市中构建算法模型，通过机器学习，作出最佳决策。而五大系统在这个过程中的具体分工，则正好对应了人类大脑的决策步骤：通过“飞天”，可将500台百万级的服务器连成一台超级计算机，为项目提供超强计算能力;数据采集系统就像是“末梢神经”和“小脑”，作为执行层源源不断地向城市大脑输送数据;数据交换中心则是整个大脑的“脑核”，作为基础层全面融合来自政府和社会的各种数据，提高数据的多维性和多样性;而开放算法平台可以说是大脑的“皮质层”，作为决策层搭建各类算法和模型，并最终通过数据应用平台将做出的决策实行到城市的各项管理和服务中去。

王坚在云栖大会上介绍城市数据大脑。

城市数据大脑首先被运用到杭州的交通治理领域。随着杭州城市建设的高速发展，其交通状况也日益堪忧。而当城市格局规划相对成型、交通基础设施提升空间也已有限时，城市数据大脑的加入就能为治理城市交通注入一股新力量。基于此，杭州市围绕科技治堵的工作目标，开始致力于城市交通数据开放共享和数据价值的挖掘。目前，杭州市交通运输局与省交通厅、市运管局、公安局、规划局、地铁集团等单位建立了数据交换共享机制，每天交换的数据量已达到2.5亿条。阿里云ET的视频识别算法准确率可达99%以上，收集到的视觉数据、运营商数据、公交数据等在建立算法模型时，不但能识别各类交通工具的运行轨迹，还能通过智能调节信号灯疏导交通，缓解交通压力。同时，将实时道路信息反馈给使用导航软件的市民，还可以引导人们避开拥堵路段，更好地规划出行路线，真正实现实时双向的交通治理。去年9月，作为全球唯一能对全城视频实时分析的人工智能系统，城市数据大脑交通模块在杭州市萧山区市心路投入使用。初步试验数据显示，通过智能调节红绿灯，道路车辆通行速度平均提升3%～5%，部分路段甚至达到了11%。今年3月，苏州也加入了城市大脑行列。此外，阿里云利用“互联网+讯号灯”技术，使广州市的拥堵指数下降了19%。

值得注意的是，城市数据大脑想要利用数据对物理世界建模原本颇富挑战性，但借助其内核ET人工智能，使得整个系统在进行建模及核心算法时，可以通過道路建模、车辆行驶轨迹识别、道路拥堵状况建模和红绿灯关系建模，推断出道路上车辆的饱和程度及两个红绿灯之间的相位关系（如何识别一路绿灯或一路红灯）。在这个过程中，城市数据大脑首先要设计一个对现实物理世界的模拟仿真器，然后在这个模拟仿真器上进行大量的数据实验，用机器深度学习的方式对道路进行建模，之后再用真实的数据流验证数学模型的可行性与精准度。在将所有道路建模合并成整个城市的建模时，还要考虑早晚高峰这种相对固定的因素与天气变化、交通意外等不确定因素。在机器深度学习基础上构建的城市交通模型，就这样实现了道路优化从传统的单个路口到整体联调的跨越。

当然，城市数据系统对交通治理的作用不只是简单地调整红绿灯时长，提高通行效率，它还能协助相关部门科学设立路口转向标志、及时调度公交车辆和线路、制定合理的城市道路修建方案等。由此可见，城市数据大脑在成功改善交通状况的同时，也为创建资源节约型、绿色环保型社会做出了独特贡献。

日益广阔的

人工智能之路

城市数据大脑借助海量数据和阿里云ET人工智能技术，不仅能将交通、能源、供水等基础设施全部数据化，把散落在城市各个单元的数据资源连通，还能借助人工智能中枢，利用数据搭建模型与算法，最终通过自主决策改变城市管理方式。除了治堵，城市数据大脑在交通领域还可为城市的各类事件提供方案，如在某项集会时根据参与者自身特点并结合道路信息给出交通方案，为外来游客提供个性化服务等。

另外，城市数据大脑还可对水库、河道、泵闸等进行大数据采集与分析，并结合天气数据，提前预测城市汛情和内涝。在能源供给方面，城市数据大脑的作用表现在可以通过能源调配，更好地提高能源利用率。它在电能调配、交通灯智能开关、电动汽车充电桩规划中的实践就是很好的例证。

就在今年的云栖大会上，阿里云还发布了ET医疗大脑，宣布正式进入医疗AI领域。ET医疗大脑的研发采用深度学习技术，让计算机通过学习海量病例来提升医术。据称，经过一年多的研究训练，人工智能ET已经可在医学影像、精准医疗、新药研发等领域充当医生助手。比如科学家研发的超声甲状腺结节智能诊断算法，就可以对甲状腺B超进行快速扫描分析，圈出结节区域，并给出良性与恶性判断，大大节省医生的诊断时间。据统计，ET医疗大脑的诊断准确率比医生平均高25%～35%。

与ET医疗大脑同时发布的还有ET工业大脑。将标准化车间所有端口的数据传入ET工业大脑后，利用人工智能算法，它就可以对所有关联参数进行深度学习，精准分析出关键参数并搭建曲线，从而在生产过程中实现实时监测和变量控制。国内能源巨头协鑫光伏，就借助ET工业大脑优化其光伏切片工艺，经测算，他们每提升1%的良品率，就相当于节省了上亿成本。同时，ET工业大脑已经在流程制造的数据化控制、生产线的升级换代、工艺改良、设备故障预测等方面开展工作。随着ET工业大脑的逐渐成熟，它还将参与到新能源、化工等不同制造领域中。

面对ET工业大脑即将掀起的智能制造新浪潮，“用21世纪的机器智能帮助人类更好地指挥20世纪的机器”将很快成为现实。

随着越来越多的数据在沉睡中被唤醒，城市利用数据所创造的价值也在不断反哺着城市。新兴的数据思维借助云计算及相关技术，将最大可能地颠覆传统的城市管理方式，使城市的智能运行、自主决策成为可能。我们有理由相信，城市数据大脑这一前瞻性实践在取得令人瞩目成就的同时，还将在更广阔的领域给世界带来更大的惊喜。