数据驱动的未来城市八大趋势

作者 | 王鹏 教授级高级工程师 北京大数据研究院智慧城市实验室主任

          张鹤鸣 中规院(北京)规划设计公司 信息中心规划师

城市发展是人类文明发展的重要载体。每次科技的飞跃，都推动城市形态巨大的变革：从蒸汽时代和电气时代伊始，铁路网、电力网给城市和区域带来了爆发式发展的动力；汽车、高速公路、电梯等技术的普及，又成为现代城市横向扩张和纵向生长的基础。如今，我们正处在新的技术革命和城市革命的起点，云计算、物联网、人工智能、5G等新一代信息技术相继成为城市生活中新场景、新应用的焦点，是人们在实体城市空间和虚拟空间中进出交互，不断丰富城市体验和创新生活的引擎。智慧城市建设，则是我们对未来城市形态和运行模式的推演和定义过程。

然而多年来，智慧城市不断挣扎在ICT企业以技术为主导、以产品为卖点的“功利主义”漩涡中，几乎逐渐变成了一个向政府倾销软硬件的带货概念。近年来，以连接和服务为起点的互联网公司纷纷进入智慧城市市场，我们也非常期待看到他们带来一次向人本位、服务本位和发展本位跃升的智慧城市转型。通过提供开放、多元融合、全程式的服务，智慧城市的核心价值将回归到如何为居民提供高质量的生活，保障城市智慧化发展与市民福祉的不断提升。智慧城市的“智慧”二字终究需要体现在更便于人类生活的城市，更有利于人类长期可持续发展的社会。

不久前，腾讯提出了“WeCity未来城市”概念，作为腾讯参与智慧城市产业的纲领，我们很高兴看到其中提出了去中心化，人人都能参与城市的建设和治理的理念，在技术层面，也提出了分布式智能和模组化中台等，这些都符合我们对智慧城市未来方向的预期。

智慧城市的初衷是更好地解决现有的城市问题。要合理、高效地解决问题，首先需要准确地发现并描述问题，其次需要有良好的寻找解决方案的机制，这样才能得出最优的解决方案。智慧城市的解决方案，不能一开始就陷入到技术问题中，更应注重理解城市从规划、建设、运营到管理的全生命周期的每一个环节。城市发展过程中的问题往往涉及方方面面的相关者，包括市民、城市管理者、企业和相关组织等等，应考虑到不同主体的角度、利益和模式的差异性，需要多方协同参与，共同解决城市问题。同时，需要合理运用大数据、人工智能等技术，并采取统一规范的监管措施，在保障城市的安全、公平及各项权利的前提下，实现智慧城市在运营管理机制和应用场景的创新，为整个城市的运转进行赋能，为人们提供更宜居的生活，并且为智慧城市创造更多的价值。从这些出发，在多年的智慧城市实践中，我们总结出了智慧城市发展的几个趋势，同时也是我们规划设计智慧城市的几个原则。

趋势一：更可持续

城市的发展要为整个人类文明的永续传承和为后人能享受到更高质量的生活为目标。一个更加智慧的城市，势必具有着更加可持续发展的能力。新科技为城市的核心系统的设施提供了更为智能、高效率的调配方案，大大减少了物质和能源的损耗。当我们在讨论科技如何让生活更加美好的时候，可以预料到我们的后人，那些城市的未来公民们，也在期待着我们的技术进步为他们带去更好的物质基础。城市就在这样一代代的科技交接中，不断迸发出人类智慧的火花。

日本智慧城市就一直强调3E(EnergySecurity, Environment, efficiency)标准和"低碳可持续"发展的智慧化，旨在更新传统的城市基础设施，实现高效节能的低碳目标。如著名的柏叶智慧城市，从新能源和环保产业发展出发，吸引企业和居民，最终实现优质的社区服务。

除了着眼于资源环境的更可持续发展，还要追求信息技术和应用的可持续建设。技术的发展和产品的更迭犹如“大浪淘沙”，无论是软件还是硬件都在进行快速的迭代，建成即落后、相互不兼容、运维升级困难等问题频出，特别是在共享单车等2C产品爆发的热潮消退后遗留下来的大量废弃资源，需要我们去反思智慧城市在未来如何更多地利用多组件、模块化、敏捷式的架构和体系，实现更有弹性、更集约、更可持续的永续发展。借鉴互联网的"中台"概念，越来越丰富的城市数据和业务形态，也促使各厂商纷纷提出了城市数据中台和业务中台概念，实现城市应用开发的敏捷和弹性。

趋势二：以人为本

未来智慧城市的建设，将不断回归人本主义而非技术主义的价值观。当我们再回首从事城市领域的研究和实践工作的初心时，规划、设计和建造城市，是为了创造更为理想的人居环境。城市不应再是简单的生产空间，而是人与人、人与自然和谐共生的载体。智慧城市在未来会越来越有温度，更多的面向居民生活和文脉传承，结合城市空间策略和环境品质的提升，引导创新的生活方式和生活美学，承载理想的人居生活。

人是城市发展的主体，人的幸福感的提高是城市发展的核心目标，已经成为社会的普遍价值判断，而幸福感并不是可以简单量化和观测的。“以人为本”几个字说来容易，也经常被写在各种政府文件里，但我们以往更多的是自上而下替人做决定，而并非让所有市民真正参与到决策的制定和执行的过程之中，只有从设计之初就切实从所有市民的需求和感受出发，才能真正规划建设出以人为本的城市。

在欧美很多国家，智慧城市的规划和决策过程与城市规划一样，都需要全体市民的参与。从战略的提出、技术方案的选择到具体的实施方式，都需要通过市民听证环节来推进。Google母公司Alphabet旗下Sidewalk Labs主导的多伦多滨水区的未来城市项目，方案推出至今一年多，一直在进行频繁的公众咨询。虽然看起来效率很低，但这样大规模的建设项目，潜在着大量的技术和安全风险，如果不得到全体市民的支持，在进行中可能会出现各种风险。作为大型互联网公司的技术实验项目，必须打消各种利益相关方对于资本霸权和数据隐私等方面的疑虑，并在法律层面预先解决，才能确保项目之后的顺利推进。最近国内大量大数据企业爆出的各种违法违规事件，也提醒我们在智慧城市的数据采集和应用中，应以更透明和公允的方式获得社会的认同、监督和主动参与。

图：多伦多滨水区的未来城市项目 来源：@Sidewalk Labs

趋势三：众包开放

随着公众对城市问题越来越重视，城市发展建设主体不断多元，开放、跨界、众包成为城市创新发展的重要特征。城市问题往往涉及复杂的利益相关方，各方的诉求又各不相同，因此寻找解决方案的途径是将所有的利益相关方联系起来，对涉及的问题进行充分地讨论，在考虑了各方需求后得出解决方案。同时，每个市民生活在城市中，也成为城市天然的传感器，能够帮助城市管理者源源不断的发现并主动解决问题。在这样的形势下，智慧城市将通过跨界创新，为多元的社会公众、企业和组织等提供服务和支持，通过泛民众化的平台影响力集聚众包的力量和智慧，聚焦城市公共产品与公共服务领域创新创业的孵化，实现多方合作共赢。近年来国内很多城市的城市管理应用中，都内置了“随手拍”功能，并通过物质奖励引导市民积极提供事件线索，取得了很好的效果。

与此同时，越来越多的国家和城市加入到了数据开放的队列中。其中纽约市是最值得学习的世界超大城市样本。2012年，纽约市颁布数据开放条例，2018年发布了629个新的数据库，这标志着纽约开放数据平台中的数据库数总量超过了2000个，纽约在开放数据平台上提供了数十亿行的数据，至今累积了100多万名用户，超过600万次浏览量。通过纽约城市大数据的公开，使得政府执政更加公开透明，市民更加信任社会的运转，并且这些数据正在各个科研院所、企业、个人发挥着越来越重要的价值。在我国，数据开放竞赛也在不长的时间内在各地生根发芽，上海的“SODA”开放数据创新应用大赛已经举办到第五届，越来越多的开放数据创造了大量的创新产品和产业，也推动数据开放逐渐成为政府的共识。

趋势四：万物互联

随着新一代信息技术的发展，以5G和物联网为代表的数据采集技术，以及以人工智能为代表的数据处理分析技术在城市各类场景中得到广泛应用，并逐步形成覆盖全场景的解决方案，为实现万物互联建设提供了技术可行性支撑。

以5G为代表的新一代通讯技术打通城市万物互联的“高速公路”，满足各类场景下多元数据的传输需求。随着5G技术的成熟，其带来超越光纤的传输速度、实时能力和全空间连接能力将会为多个领域带来新的发展机遇，同时也为城市治理与服务的多个场景提供新的支持。在无人驾驶、智慧能源、智慧医疗、安全应急等多个场景下5G将会深度赋能。5G也将帮助拓展物联网和人工智能在城市治理与服务领域的应用场景，为其提供了低时延、大带宽和超大规模连接等能力的跃迁。

物联网技术逐渐成熟，依托5G和人工智能形成的“5G+AIoT”实现“智能+万物互联”，为城市构建更高覆盖、更精细、更精准的“感知神经”。物联网的应用能够实现城市中各类部件及建成环境的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。城市基础设施与物联网结合逐渐完成数字化改造之后，能够具备万物互联、实时在线、可感可控的能力，并通过数据闭环实现自我驱动。物联网在城市场景中的应用普及可以有效减少人力投入、降低运营成本，大大提高城市运行效率，持续优化城市体验。在基于物联网的数据采集和汇聚的支撑下，进一步结合人工智能和5G等新技术的应用，特别是边缘计算技术在物联网领域的普及应用，使得城市级实时计算、融合分析、自动控制成为可能。

以笔者团队近年来持续研发的Citygrid城市数据集成传感器为例。我们在一个依附于智能灯杆的低成本小盒子里，集成了几十种城市传感器，并具备边缘计算和实时通讯能力，可以同时采集环境污染、气象、声音、地面积水、人车流量速度，在新版本中，还可以通过人工智能识别城市事件，并具有三维感知能力为无人驾驶V2X提供路侧数据支持。该设备采集的数据便于集成分析和应用，打破了部门的数据壁垒，已经广泛应用于规划、城管、环保、文保、交通等领域，发挥了巨大的作用。相信未来类似的city-AIOT产品和城市感知网将在5G的带动下成为城市新的基础设施。

趋势五：弹性共享

近年来，共享概念由流行到遇冷，对于人们的生活习惯已经产生了潜移默化的影响，也对城市的各项功能乃至空间使用模式带来了的变革。例如共享单车解决了最后一公里的问题，重新定义了公共交通站点的服务半径，同时为城市交通的基础设施与管理提出新的挑战；共享空间提高公共空间利用率，节约资源并减少成本，节约土地，推动资源服务均等化；而无人驾驶的最终普及也一定是与交通工具的共享化运营为前提的。可以预见，共享概念的发展将从生活方式、经济社会治理、城市空间结构等各方面对城市带来更加深远的影响。面对共享对城市空间环境与管理改善的挑战，以及市民对公共服务共享的需求增长，城市需要一套快速识别改变与需求再迅速做出反应的机制。

除了一般意义上的物品共享，城市空间在时间维度中本身即具有共享的自然属性。空间被重复地划分与组合后会具有不同的所属和功能，而空间的功能又是基于其属权的界定后被赋予的。人类在创建城市之初，发明了城市规划等一系列对空间进行分配的制度，整个城市规划的历史同时也是对空间所属和功能的纠错史，其中也不乏大量的利益纠葛与政治考量。智慧城市背景下，一方面应当针对已经产生的共享模式发展带来的空间问题开展新的建设规划和治理规则的研究制定，另一方面也要以城市空间为着力点，开展政策设计、运营策划等方面的新的规则机制研究。

智慧城市在各个尺度的城市空间更新与优化中，应以共享概念为核心，及时变更其组合与功能来满足市民多样化的需求。广泛的传感器布设与计算机视觉算法的提高，能够帮助决策者们通过一种自下而上的方式了解学习城市变化的情况，对空间规划和设计进行评估，并建立预测模型。城市公共空间和运营策略经由装配智慧家具等设备对空间进行实时调整，满足人们对空间的共享需求。Airbnb和Wework都是基于城市功能空间共享而产生的数据和技术驱动的新商业模式。

图：来源：网络

可以说，共享的概念演进与智慧城市的建设是相辅相成的共生关系，智慧城市的发展势必会带来共享经济的进一步深化，最终融入城市运营的全新模式。

趋势六：精细治理

随着城市建设的日益完善，城市治理已成为决策者的主要工作。然而，当前城市治理手段仍较为粗放，主要依靠人工发现、上报、处置各类事件，面对日益多元化、复杂化的城市治理问题，传统人海战术式的治理模式已存在瓶颈，治理成本高、效率低。智慧城市治理的第一步是通过全面感知体系的建立、在治理业务中充分发挥人工智能的事件识别能力，逐步对事件发现环节实现非现场替代，提高治理业务效率，并让更多的管理资源释放到服务的角色中。

智慧城市治理的第二步是人工智能的深度应用，通过多种“类人脑”系统构建的多维平台，成为每一个城市的智能基础设施，赋能广泛的城市治理与社会服务体系。通过智能中枢汇聚零散的城市运营和运行数据，盘活各类数据资产的深度利用价值，并对未来城市发展进行各种长短周期的模拟推演，进一步辅助各项决策制定，推动城市管理向“人力+科技”的城市治理转变。

以笔者团队研发的城市领导驾驶舱产品为例，其核心能力是各部门各场景海量实时数据的接入，尤其是大量新兴的基础设施运行物联网数据，通过专门的人工智能算法进行降维处理，通过一系列功能模块满足各级城市管理的需求。把巨大庞杂的多维数据按照不同的事务而非部门事权去抽取和建模，形成更符合高维城市治理的新型平台。物联网大数据和人工智能的结合，也符合ICT技术发展的AIOT趋势。

在市领导的思维模型中，部门的条块分割虽然是国家机器运转的必然结构，但也是城市事务处理的天然障碍。同一个突发事件，比如交通事故或者地质灾害，在不同部门的系统里会有不同维度的表达和信息，但以往的方式通常是没有能力将这些信息快速综合提供研判决策支持的。而人工智能通过大量历史数据的学习和抽象，加上专家系统的逻辑综合，是可以以事件和事务为线索重新呈现各种城市问题和事件的因果关系和相关性。城市作为一个复杂系统，可以通过这种方式，帮助决策者快速识别和处理关键环节，从而大幅提升城市管理的效率和科学性。

趋势七：运营主导

城市汇聚了大量的公共资源，从基础设施到公共服务，过去都是由政府财政负担统一进行建设管理。在大数据全面介入城市的规划、建设、运营和管理后，城市的实体空间可以被精准描摹，线上控制。城市中的设施和资源在这一过程中开始进入市场，实现商业计费和利益创收。这样一来，在未来大数据种类不断增加并深入利用的过程中，城市公共资源将以市场机制为主导，政府将公共服务外包，企业在有竞争力的产业环境中不断加强城市公共服务的普及，满足城市中市民更加精细化、个性化的服务需求。

智慧城市的本质就是解决有限的基础设施和服务供给与高速增长的需求之间的矛盾。通过将各种城市公共品和准公共品进行物联网改造，可以通过数据和算法更精准匹配需求与供给，提高城市基础设施和服务供给水平。智慧城市的运营模式将以市场机制为主导，政府将越来越多的基础设施和公共服务交由企业市场化运营，政府则基于数据进行行业监管和政策引导。

未来的城市规划和城市运营、城市管理，界限会逐渐模糊，物质空间和虚拟空间的改造工作也会融为一体。不能运营的智慧城市产业，逐渐将被淘汰，而可运营产业范围将不断扩大，如共享经济、城市基础设施（垃圾、路灯、厕所等）、可穿戴设备等。不断吸引人眼球的Sidewalk Toronto就是将智慧城市的未来下注在长远的城市运营，通过引入空间资产化运营的思路，将道路空间、公共空间、建筑空间等空间资产盘活，市民根据自身需求通过线上平台入口与实体空间的优化进行交互，使智慧城市通过灵活运营的手段不断适应城市生活的发展。

趋势八：产业共生

以数据为线索，我们看到城市的规划、建设、运营、管理被重新组织成一个新的玩法。在互联网、物联网、人工智能等技术推动下，各种传统产业和城市管理被赋予新的逻辑。无论商业运营还是政府管理，数字化转型都不是把原有流程简单的转为线上，而是以更多互动、共享、弹性、精细的模式重新定义。这个过程中，每个环节都会产生大量的数据，如同传统产业中的能源一样，成为产业发展新的驱动力，并通过数据与上下游产业互相串联。

一个最常见的产业升级范式是，通过物联网、传感器等技术对传统的城市公共品进行改造，使其具备共享化的低成本运营能力，并可以在运营过程中获得持续收益，例如共享单车。这种运营驱动的逻辑要求企业具备产品和运营的双重能力，并可以在产品设计阶段就植入可运营的技术要素。在运营过程中，产品整个生命周期都会产生大量的数据流，人力驱动的管理方式变成数据驱动。一方面，可以优化产品运营本身，降低运营人力成本和综合成本，并通过人工智能使产品运维效率不断迭代提升，改善用户体验；另一方面，城市中各种产品和系统运维的数据，汇聚到城市数据平台中，彼此交叉和结合，又可以去帮助优化其他系统；而所有系统的数据，则全面描述了城市本身的运行，通过城市级的决策支持系统，实现城市的科学规划和精细化管理。总的来说，从传统的一次性售卖或者租用的盈利模式，转为两个盈利阶段，一段是产品运营收益，一段是数据运营收益，后者将会越来越大以至于最终超越前者。

对于传统互联网产业，C端和B端的逻辑往往比较简单。而对城市来说，多元主体复杂、价值观割裂。昂贵的硬件和软件投入最终对政府和城市运营商而言，产出应该是更高效低成本的治理，以及更多的运营阶段商业价值，但这不是软硬件能直接做到的。要使买单的政府管理者体验到数据的价值，而不仅是绚丽大屏的感官刺激，这不是单纯的软硬件产品研发环节能达到的高度。

从以上几个趋势中，我们看到，建立一个以数据驱动运营的全新智慧城市产业生态，贯穿规划、建设、运营、管理全流程，需要全新的城市观念和技术逻辑，也并非一两个公司可以做到。我们尚处在智慧城市的初级阶段，也就是数字城市的建设阶段，需要的不是最终的成熟产品，而是一种开放的机制和技术架构，为未来提供迭代和进化的可能性。

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