《科技觀察》113:解讀城市感知體系:城市精準(zhǔn)化感知、精細(xì)化治理的“新抓手”
意大利作家卡爾維諾在《看不見的城市》中有那么一句話:“城市猶如夢境,所有可以想象到的都能夠夢到……”確實如此,城市作為人類有史以來最為偉大的文化創(chuàng)造,承載著人類對美好生活的向往,而它的每一次進化升級,都是人類社會進步的表現(xiàn)。
而當(dāng)今天的世界進入了數(shù)字化時代,5G、AI、云計算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的誕生,讓人類的科技文明發(fā)展到了一個新高度,科技也就開始反哺城市建設(shè),智慧城市也就此應(yīng)運而生。
可以看到,自智慧城市提出的近20年間,已經(jīng)歷無數(shù)新興技術(shù)的應(yīng)用,如信息化時代的數(shù)字城市、互聯(lián)網(wǎng)時代的無線城市、數(shù)字化時代的“城市大腦”等。雖然以智慧城市為建設(shè)目標(biāo)的城市有很多,但絕大多數(shù)的城市,仍然只有智慧城市的“外殼”,而缺乏智慧城市的“靈魂”——主要體現(xiàn)在很多城市的管理條線分割、數(shù)據(jù)孤島,感知體系不明顯等問題普遍存在,且缺乏統(tǒng)一調(diào)度聯(lián)動手段,治理決策主要依據(jù)過往經(jīng)驗,導(dǎo)致準(zhǔn)確性、科學(xué)性較差。
過去幾年數(shù)字化時代的智慧城市建設(shè)熱潮,通過對城市全域數(shù)據(jù)進行跨部門、跨領(lǐng)域、跨層級的整合,讓數(shù)據(jù)幫助城市做思考、決策和運營,實現(xiàn)了城市的社會治理,解決了城市管理中的一些難題。然而,由于城市治理的復(fù)雜性和服務(wù)需求的多元化,這類智慧城市模式也面臨著業(yè)務(wù)難協(xié)同,邊界不清晰、資源難匯聚、模式不完善、安全難保障等問題與挑戰(zhàn)。
城市智能體的出現(xiàn)則更好地解決了當(dāng)下智慧城市中面臨的難題,它通過大腦(中樞),即智慧城市的分析決策中心;眼睛(感知),感知物理城市的發(fā)展變化,獲取無處不在的城市數(shù)據(jù);血液(數(shù)據(jù)),以數(shù)據(jù)連接大腦、手腳,支撐業(yè)務(wù)的跨部門協(xié)同;經(jīng)脈(云網(wǎng)),支撐智慧城市的應(yīng)用開發(fā);以及手腳(應(yīng)用),即城市惠民服務(wù)、城市治理等應(yīng)用體系,徹底打破了傳統(tǒng)的“信息煙囪”和“數(shù)據(jù)孤島”的困境,不但實現(xiàn)了城市的“善感知、會思考和可進化”,同時還站在“以人為本,服務(wù)于民”的角度,讓人們能切實感受到城市帶來的便利,可以說城市智能體是智慧城市發(fā)展到新階段誕生的新產(chǎn)物,更是未來智慧城市建設(shè)的“下一代架構(gòu)”。

城市智能體架構(gòu)
其中城市感知體系,作為城市智能體的重要組成部分,在智慧城市的演進中,扮演了極為關(guān)鍵的角色。
特別是隨著城市中大量跨領(lǐng)域協(xié)同場景與技術(shù)進一步深度融合,驅(qū)動智慧城市架構(gòu)持續(xù)演進、應(yīng)用不斷創(chuàng)新,城市作為生命體、有機體,善感知、會思考、可進化將是城市數(shù)字化發(fā)展的基本機能。從這個角度來說,未來唯有加快建設(shè)城市感知體系,提升城市感知能力,強化“數(shù)據(jù)賦能”的關(guān)鍵作用,圍繞城市數(shù)據(jù)的獲取、傳輸、存儲、處理和使用,通過標(biāo)準(zhǔn)、開放、統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu)形成“端網(wǎng)云用安營”一體化協(xié)同,構(gòu)建城市數(shù)字化的“五官和手腳”,讓城市可感知、能執(zhí)行,實現(xiàn)物理世界和數(shù)字世界的聯(lián)接,才能真正讓城市充滿流動的“智慧”。
那么,城市感知體系具體包括什么內(nèi)容?面向未來,又該如何系統(tǒng)的推進城市感知體系的建設(shè)呢?——在華為全聯(lián)接大會2022城市智能體峰會上,中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、華為共同發(fā)布了基于OpenHarmony的《城市感知體系白皮書》,其中詳細(xì)給出了城市感知體系的總體架構(gòu),勾勒出了城市感知體系的具體應(yīng)用場景,以及建設(shè)城市感知體系的標(biāo)準(zhǔn)和方向,真正為全國城市感知體系的建設(shè)提供了一份技術(shù)參考和指南,其價值可謂深遠(yuǎn)而重大。

城市感知體系白皮書(2022)
正如中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院信息技術(shù)研究中心主任范科峰所言:“基于OpenHarmony技術(shù),打造城市專屬感知終端操作系統(tǒng),構(gòu)建城市感知體系,促進城市物聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、開放創(chuàng)新和智慧互聯(lián),能夠更好地實現(xiàn)城市精準(zhǔn)化感知、精細(xì)化治理。”
三個維度解讀城市感知體系
城市是實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的核心載體,因此要與高質(zhì)量發(fā)展要求“同頻共振”,就需要重新審視智慧城市建設(shè)的新模式,思考新發(fā)展方向,而加速構(gòu)建城市感知體系,使能城市精準(zhǔn)化感知、精細(xì)化治理,將能夠為數(shù)字政府變革和智慧城市建設(shè)打下更為關(guān)鍵的基礎(chǔ),我們可以從三個維度來深入了解城市感知體系:
首先,城市感知體系可以形象地理解為智慧城市的“神經(jīng)末梢”。通過城市全域的泛感知建設(shè),能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)的城市感知,精準(zhǔn)的控制,成為智慧城市的“視覺、聽覺、嗅覺、觸覺”的有機組成,讓城市能夠隨時感知到每一處的相關(guān)動態(tài),研判城市運行的趨勢和規(guī)律,提前發(fā)現(xiàn)城市潛在運行風(fēng)險,精準(zhǔn)給出預(yù)警信息,不僅可以為科學(xué)決策提供有效地技術(shù)支撐保障,同時也真正讓智慧城市建設(shè)做到“以人為本,服務(wù)于民”。換句話說,具備了感知體系的“城市智能體”,可以讓城市智能中樞運行更加的“通暢”。
其次,城市感知體系指的是,面向全場景、全連接、全智能時代,基于OpenHarmony打造城市全感知系統(tǒng),建設(shè)智能聯(lián)動的感知終端、互聯(lián)互通的感知網(wǎng)絡(luò)、分層協(xié)同的感知平臺、統(tǒng)一匯聚的感知大腦、縱深防護的感知安全,以及持續(xù)運營的感知中心,能夠徹底解決傳統(tǒng)城市感知的底賬不清、煙囪林立、數(shù)據(jù)孤島、感知盲區(qū)等問題,實現(xiàn)城市動態(tài)精準(zhǔn)感知、終端互聯(lián)互通、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、業(yè)務(wù)分級協(xié)同、場景持續(xù)創(chuàng)新、數(shù)據(jù)持續(xù)運營,支撐城市治理精準(zhǔn)感知、快速反應(yīng)、科學(xué)決策。

城市感知體系總體架構(gòu)
第三,城市感知體系具備以下能力:感知終端,基于OpenHarmony打造城市的全場景、分布式的感知設(shè)備操作系統(tǒng);感知網(wǎng)絡(luò),為城市感知提供簡單、高效、安全、低碳的感知終端接入和傳輸網(wǎng)絡(luò);感知平臺,提供多協(xié)議的快速適配、云化架構(gòu)靈活擴展、物模型統(tǒng)一終端建模。感知大腦,則是全面、實時、動態(tài)地監(jiān)測城市運行態(tài)勢,主動、預(yù)前、精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)城市問題;感知安全,打造城市感知體系端到端縱深安全防護體系,抵御來自各方面的安全威脅;感知中心,即統(tǒng)籌城市感知體系建設(shè),并通過加強持續(xù)運營能力。
也就是說,城市感知體系如果作為獨立的體系,本身也由端側(cè)、網(wǎng)側(cè)、平臺側(cè)、安全側(cè)組成,而它“深入”融入城市智能體之后,各部分又能夠與智能體有機地組合起來,就能讓城市智能體的“五官”具備更為強大的“視覺、聽覺、嗅覺、觸覺”,更好地使能智慧城市的精準(zhǔn)化感知、精細(xì)化治理。
讓城市充滿流動的“智慧”
無論智慧城市怎樣發(fā)展,最終的落腳點都必須是為“人”服務(wù),而城市感知體系目前在城市的公共安全、公共設(shè)施和公共服務(wù)等應(yīng)用場景方面,也帶來了全新的價值,不但能夠驅(qū)動城市的精細(xì)化治理,更能讓城市真正充滿流動的“智慧”。
比如,在城市公共安全方面,綜合管廊相較于傳統(tǒng)地下管網(wǎng)建設(shè),管廊內(nèi)設(shè)備維護以及巡檢有更高的要求,而通過在設(shè)備中引入OpenHarmony系統(tǒng),就能實現(xiàn)單一設(shè)備對接控制多種設(shè)備,最大化幫助廊內(nèi)巡檢人員,顯著提高廊內(nèi)設(shè)備巡檢、維護效率。
在城市公共設(shè)施方面,智慧燈桿目前正在智慧城市的建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用,但也面臨著不同系統(tǒng)終端的接口不同、協(xié)議各異,造成數(shù)據(jù)難接入、集成建設(shè)難統(tǒng)一。監(jiān)測城市部件的傳感器設(shè)備通過OpenHarmony系統(tǒng),以智慧燈桿為載體,則可以讓設(shè)備在近端實現(xiàn)互聯(lián)互通、業(yè)務(wù)協(xié)同。
在城市公共服務(wù)方面,智慧停車系統(tǒng)基于OpenHarmony分布式軟總線技術(shù),實現(xiàn)連接道閘、視頻終端、充電樁、顯示屏、語音對講、檢測器設(shè)備,打通信息孤島,實現(xiàn)城市智能停車、場內(nèi)引導(dǎo)、路內(nèi)停車、交通誘導(dǎo)、車主服務(wù)的智慧出行和停車引流,提升城市治理效率等。
綜合管廊、智慧燈桿、智慧停車等應(yīng)用場景,都僅僅只是城市感知體系使能城市精準(zhǔn)化感知、精細(xì)化治理的一個“縮影”,它在包括燃?xì)獍踩O(jiān)測、智慧環(huán)保、智慧網(wǎng)格、城市基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、不可移動文物自然災(zāi)害風(fēng)險監(jiān)測、高通拋物監(jiān)測、智慧照明、智慧工地等場景下也能發(fā)揮更多的作用,進一步提升城市治理效率、民生服務(wù)治理以及推動營商環(huán)境升級。
釋放城市感知體系全新價值
當(dāng)然,城市感知體系的建設(shè)也不是“一蹴而就”的,當(dāng)前部分城市的感知體系盡管已初具規(guī)模,但同樣仍面臨統(tǒng)籌規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、技術(shù)創(chuàng)新、安全防護、產(chǎn)業(yè)生態(tài)等方面的問題與挑戰(zhàn)。
為此,中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、華為聯(lián)合政產(chǎn)學(xué)研用,也提出了五個方面的建議,希望能夠更好地推動智慧城市感知體系的建設(shè),具體包括:
第一,加強頂層設(shè)計,推動統(tǒng)籌共建共用。未來城市感知體系的建設(shè),應(yīng)依托頂層設(shè)計集約部署,保障城市感知數(shù)據(jù)全生命周期治理,避免因規(guī)劃不統(tǒng)一造成的重復(fù)建設(shè)、資源浪費。
第二,標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)及接口,實現(xiàn)互聯(lián)互通。將不同設(shè)備實體抽象歸納成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字對象,形成“標(biāo)準(zhǔn)物模型”,統(tǒng)一設(shè)備描述語言,實現(xiàn)設(shè)備與平臺、設(shè)備與網(wǎng)關(guān)、設(shè)備與設(shè)備之間的互聯(lián)互通,推動多系統(tǒng)間的融合開放和有效集成已成為接下來城市感知體系建設(shè)的“當(dāng)務(wù)之急”。
第三,統(tǒng)一設(shè)備操作系統(tǒng),擁抱開放創(chuàng)新。目前,感知設(shè)備側(cè)使用的底層操作系統(tǒng)大多以安卓、FreeRTOS、MbedOS 等為主,這種情況抑制了國內(nèi)感知設(shè)備系統(tǒng)底層關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展。不能及時修補的操作系統(tǒng)漏洞也讓各類應(yīng)用的重要數(shù)據(jù)、敏感數(shù)據(jù)存在較高的泄露風(fēng)險。因此,OpenHarmony系統(tǒng)這類自主研發(fā)、開源共享的底層技術(shù)是未來城市感知終端設(shè)備的核心技術(shù);而城市感知體系基于OpenHarmony為技術(shù)底座適配智慧城市行業(yè)特殊需求,也將成為未來支撐城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型、提升社會治理能力的關(guān)鍵基礎(chǔ)。
第四,打造端到端的安全防護體系,夯實縱深安全。和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全相比,城市感知體系面臨更大的安全威脅和挑戰(zhàn),因此根據(jù)不同設(shè)備、不同場景所面對的風(fēng)險,構(gòu)建城市感知領(lǐng)域的安全等級模型,從而提供縱深的、適度的、場景式的安全保障體系,是城市感知體系重要的保障。
最后,建設(shè)產(chǎn)業(yè)生態(tài),促進開放可持續(xù)。城市感知體系的產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)成非常豐富,涵蓋了眾多的參與主體,共創(chuàng)共建共享城市感知體系勢在必行。基于此,未來以標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動,共同打造城市感知體系產(chǎn)業(yè)生態(tài),并根據(jù)不同發(fā)展階段采取對應(yīng)的產(chǎn)業(yè)推進策略,匹配產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑與市場需求,才能推動產(chǎn)業(yè)鏈上下游都能夠健康發(fā)展,最終實現(xiàn)城市感知體系參與各方的多方共贏。
總的來看,在數(shù)字化浪潮下,萬物互聯(lián)將不再是一句口號,以感知塑造智能、智能提升認(rèn)知、認(rèn)知銳化感知,推動城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型條塊深度融合,實現(xiàn)智慧城市可持續(xù)發(fā)展,是順應(yīng)時代發(fā)展的必然選擇,也是推進國家治理現(xiàn)代化的重要途徑,相信隨著城市感知體系的建設(shè)加速推進,將會更好地實現(xiàn)城市精細(xì)化治理,讓智慧城市真正為老百姓創(chuàng)造高品質(zhì)生活,并激發(fā)千行百業(yè)的創(chuàng)新活力。