隨著我國進入轉型升級的發展階段,城市發展建設面臨更高的質量要求,應用大數據、人工智慧、虛擬現實等信息化技術,輔助城市的管理決策,成為廣泛共識,但所謂的「智慧城市」是否就是相關技術的簡單堆砌,技術背後是否存在更加深層次的運行邏輯?

一、城市是一個複雜巨系統,很大程度上無法完全精細解讀,技術必須在深刻理解城市運行規律的基礎上尋求合理解決路徑

城市內部按照人的活動參與多少分為兩類系統:一類是大量的自封閉技術系統,如給水、排水、供熱、供電、供氣等所有能聯網、聯線的工程性支撐系統,一類是有大量人為因素影響的複雜巨系統,如交通、環境、產業等難以完全量化的城市運行系統。基於兩類系統的不同基礎特徵,需要採取不同的「智慧化」路徑。

1.1自封閉工程性支撐系統,基於信息技術,實現完全自動化

工程性支撐系統由於本身能夠精準量化、統一規制,並且自封閉循環,因此不管它的枝枝節節深入到什麼層面,相對來說仍然是個簡單系統,可以通過信息化手段,實現數據精細採集、精準監控和實時分析、反饋、調節,即「智慧」全自動化。

1.2複雜城市運行系統,基於大數據為支撐的集總效應判斷,實現人機交互下的決策支撐

城市是一個複雜巨系統,在很大程度上無法精細解讀。它注重的是大數據為支撐的集總效應判斷。對於城市中的眾多複雜系統來說,以異構融合的多維時空數據為紐帶,構築跨學科的大數據運算平臺,來支撐儘可能多的點狀的應用,實現對系統間集總效應的耦合分析,進而進行情景模擬,為治理決策提供支撐,這是其實現「智慧」的正確路徑。

對於複雜系統,簡單的數據羅列和邏輯判斷難以精確描述其運行規律,需要在對既有城市發展模型的深入理解的基礎上,實現數據的智能化、全鏈條深度應用,這也恰恰是現在所有的以IT為核心的數據公司,最缺乏的一環,因為他們不瞭解城市運行的規律,又缺乏與相關領域專家、資源的合作途徑。

圖1.複雜巨系統:人居環境科學的學術框架

二、必須以空間數據為核心來搭建統一平臺,基於全三維化的地理信息系統,構建「智慧城市」運行的基準平臺

時空關係是所有判斷要素中最核心的,是治理平臺的基準。基於空間坐標,其他信息纔有真實意義,才能真正在決策過程中發揮效力,這一理念已經在全球範圍內形成廣泛共識。所有城市治理的底層平臺必須以土地和建築信息為核心,相關屬性信息、感知信息都是基於空間信息疊加的。由此,基於空間基準平臺建立統一的數據採集體系,可以有效抑制重複性投資和碎片化投入。各類數據的採集、分類、整理、篩選、清洗等,都應該在這個體繫上完成。

三、明確以社會治理而非數據鏈為核心,建立智慧城市頂層設計

必須明確數據只是後臺技術問題。儘管目前還存在不同部門數據格式不一樣、體例不一樣、屬性數據跟圖形數據之間關聯性不強等一系列技術問題,但這些並不是智慧城市面臨的核心難點。很多城市已經實現了將跨部門數據,整合到一個倉庫裏,建立「數據倉庫」。但這些不同部門數據之間的關聯關係,數據背後邏輯鏈條的確定纔是政府真正關心的複雜問題。因此,整個系統的搭建必須由城市的管理者主導,基於社會治理的內涵,梳理從宏觀治理一直到微觀社區治理的完整邏輯鏈條,而不是在數據層級、數據流的交互這些基礎技術層面反覆推敲。

圖2.治理能力提升的新趨勢對數據資源提出了更高要求

1.1以治理為邏輯,建立統一的數據採集分配機制

將社會治理中涉及的各類複雜問題,集中到一條的邏輯線上,通過統一智慧基礎設施實現智能化的感知、事件應對等。以城市街道公共空間的綜合治理問題為例,首先將現有的複雜管控體系進行系統梳理集成,通過有限的信息採集點,實現對整個區域的有效監控和空間的有效利用。在此基礎上調整城市治理體系,運用項目審批、財政支持等手段實現城市運行數據的歸口採集和統一調配,並進一步建立一整套信息跟蹤反饋的智慧管理機制。

1.2從「數據倉庫」到「數據聯動」到「數據聯勤」

這不是一個簡單的數據架構設計問題。很多城市已經建立了跨部門「數據倉庫」,但數據之間沒有建立邏輯關聯,實現「數據融合」,其深層次原因是對治理體系缺乏理解。政府的所有政策並不是孤立的,某一政策必然產生多方面的相互影響,治理霧霾可以通過關閉企業落實,但相關的代價是什麼?對GDP的影響有多大?稅收將承受多少損失?將會產生多少失業人口?這些問題都需要聯動分析。

進一步,在「數據融合」的基礎上,每項部門決策的制定,都需要綜合考慮相關部門的數據和工作,從而實現「數據聯勤」。單一部門的某項工作與其他部門間是什麼關係?相關部門需要同步採取什麼措施才能把這一決策落實,同時把這一工作的負效應和外部成本降到最低?最終,在「數據聯勤」的基礎上,纔能夠真正實現跨部門的多目標綜合決策。

圖3. 國家新型城鎮化大數據公共服務平臺——集成化數據情報系統

四、建立以大數據為支撐的閉環評估反饋機制,不斷優化技術路線,解決痛點問題

基於空間數據基礎,結合逐步完善的感知系統、數據採集系統,建立智慧平臺的閉環評估反饋機制,打開公共的需求通道,從而保證技術能夠真正地聚焦於社會治理的痛點和難點問題,而不是為了單純的技術炫耀,最終建立集成—智能—交互的政府治理科學決策支撐系統。這裡,政府將重點關注平臺以下幾個方面的能力:

第一、信息化的感知能力。通過鋪設完善地感知性信息基礎設施,提升對於城市運行狀態地實時感知能力,同時通過信息反饋機制的完善,實現所有的信息點到點的正向、反向可回溯。從而減少政策實施以後的時滯效應,為政策的快速迭代修正奠定基礎。

第二、實時監測評估。基於採集、反饋的數據信息,對比社會治理的普遍底線(如公共安全、環境保護、違法犯罪等),一旦突破底線,實時提示報警。由此,實現對於影響社會治理公共底線行為的實時監測評估和預警分析。

第三、發展情景模擬。城市以及社會發展一定是非線性或者超線性的,背後有一系列的複雜模型支撐。近年來,隨著圖形拓撲演算法和圖形耦合演算法的廣泛應用,複雜的數理模型逐漸從後臺的決策工具轉變為前臺的公共參與工具。社會發展的情景模擬可以通過計算機媒體直觀展示,保證所有內行、外行都可以參與評價,雖然其並不一定了解城市治理背後的複雜邏輯關係。因此,未來的城市發展模型,不僅僅是一種科學工具,而是一種直觀展示、公眾參與、民主決策的平臺。

圖4.國家新型城鎮化大數據公共服務平臺——智能化參謀諮詢系統

第四、形成決策運行新閉環。在政府治理決策支撐過程當中,通過整合互動式的反饋評價系統、智能化的參謀諮詢系統、集成化的數據情報系統,建立新規則閉環,促進政府治理模式的轉變,建設人民滿意的政府。圍繞精細管理、精準服務、動態監測和高效協同四個服務目標,綜合運用大數據分析、人工智慧等技術支撐手段,實現多目標綜合決策、動態交互、時空融合。

圖5.集成—智能—交互決策支持系統

綜合來看,城市治理最終是一個決策研討的過程。大量針對複雜系統的研究都明確得出,城市治理難以線性模擬並通過機器實現所謂的「人工智慧」決策。究其根本原因,是價值觀、美學、情感等等構建人類社會的最基本的因素都無法量化。「智慧城市」最高效的決策模式是「人機交互研討」,即通過計算機的情景模擬服務人的綜合判斷,從而實現人機交互、輔助決策。因此,智慧城市不是技術的堆砌;人的價值判斷、城市的運行邏輯纔是技術背後更加關鍵的基石。


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