工作研究：杭州城市大腦項(xiàng)目的思路、成效和啟示

杭州城市大腦項(xiàng)目的思路、成效和啟示2016年10月，杭州成立了市數(shù)據(jù)資源局，并聯(lián)合市公安局、經(jīng)信局以及阿里巴巴等企業(yè)啟動(dòng)實(shí)施了杭州“城市數(shù)據(jù)大腦”項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)一年半多的努力探索，在交通治堵領(lǐng)域的應(yīng)用試點(diǎn)已經(jīng)取得成功，驗(yàn)證了采用大數(shù)據(jù)技術(shù)治理交通的可行性?，F(xiàn)將該項(xiàng)目有關(guān)情況簡(jiǎn)單介紹如下：一、杭州城市數(shù)據(jù)大腦建設(shè)的總體愿景和思路（一）遠(yuǎn)期愿景杭州城市大腦目前已在交通治堵領(lǐng)域取得成效，但該項(xiàng)目的遠(yuǎn)期愿景并不局限于此。該項(xiàng)目提出，要依托城市數(shù)據(jù)大腦建立健全大數(shù)據(jù)輔助科學(xué)決策和社會(huì)治理的機(jī)制，推進(jìn)政府管理和社會(huì)治理模式創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)政府決策科學(xué)化、社會(huì)治理精準(zhǔn)化、公共服務(wù)高效化；開(kāi)展跨行業(yè)、跨領(lǐng)域數(shù)據(jù)資源開(kāi)發(fā)，喚醒更多“沉睡”數(shù)據(jù)，并服務(wù)于人們的生產(chǎn)、生活促進(jìn)保障和改善民生，讓數(shù)據(jù)的價(jià)值得到充分體現(xiàn)。發(fā)揮城市數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)資源作用和創(chuàng)新引擎作用，加快形成以創(chuàng)新為主要引領(lǐng)和支撐的數(shù)字經(jīng)濟(jì)，堅(jiān)持?jǐn)?shù)據(jù)開(kāi)放、市場(chǎng)主導(dǎo)，向社會(huì)開(kāi)放城市級(jí)的人工智能開(kāi)放創(chuàng)新平臺(tái)，以數(shù)據(jù)為紐帶促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研深度融合，把城市數(shù)據(jù)大腦建設(shè)成為以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型創(chuàng)新體系和發(fā)展模式的生動(dòng)樣本。（二）建設(shè)思路通過(guò)整合政務(wù)數(shù)據(jù)、公共數(shù)據(jù)、企業(yè)數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，運(yùn)用全新的信息化、智能化手段構(gòu)建杭州城市大腦，利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)及人工智能的方法對(duì)城市管理的各個(gè)方面進(jìn)行統(tǒng)一指揮和調(diào)度，讓城市數(shù)據(jù)通過(guò)“城市大腦”進(jìn)行深度挖掘、整合，改善城市運(yùn)行環(huán)境，提升城市管理智能化水平。（三）系統(tǒng)構(gòu)成經(jīng)過(guò)數(shù)輪調(diào)整、修正，目前確定的城市大腦構(gòu)成包括：大腦平臺(tái)（包括計(jì)算資源平臺(tái)、數(shù)據(jù)資源平臺(tái)、算法服務(wù)平臺(tái)）、行業(yè)系統(tǒng)、超級(jí)應(yīng)用、區(qū)縣中樞等?？傮w架構(gòu)如下圖：大腦平臺(tái)提供統(tǒng)一的計(jì)算能力、算法能力支持，最大限度實(shí)現(xiàn)資金集約化利用，有效破解各行業(yè)系統(tǒng)、區(qū)縣信息化水平參差不齊的難題，在統(tǒng)一的架構(gòu)下實(shí)現(xiàn)各取所需，數(shù)據(jù)互通，功能互補(bǔ)。行業(yè)系統(tǒng)著力將原先各行業(yè)應(yīng)用建設(shè)模式由業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)型提升為“業(yè)務(wù)+全領(lǐng)域數(shù)據(jù)”雙輪驅(qū)動(dòng)型，在充分利用已有系統(tǒng)建設(shè)成果的基礎(chǔ)上，通過(guò)智能算法應(yīng)用，從深層次提升各行業(yè)系統(tǒng)能級(jí)，并取得創(chuàng)新發(fā)展。超級(jí)應(yīng)用是架構(gòu)于大腦平臺(tái)和行業(yè)系統(tǒng)之上的綜合性應(yīng)用，從更高的視角看待城市管理和運(yùn)行，如應(yīng)急指揮綜合分析、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研判、城市規(guī)劃決策支持等。區(qū)縣中樞用于支撐區(qū)縣建設(shè)基于城市數(shù)據(jù)大腦的創(chuàng)新應(yīng)用，可采取獨(dú)立中樞和邏輯中樞建設(shè)兩種模式。獨(dú)立建設(shè)模式由區(qū)縣自主開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)資源與城市數(shù)據(jù)大腦互通；邏輯中樞模式則直接架構(gòu)于城市數(shù)據(jù)大腦平臺(tái)之上，共享全部平臺(tái)資源。二、城市大腦的使用情況城市大腦分別在杭州市區(qū)和蕭山區(qū)部分道路開(kāi)展試點(diǎn)。目標(biāo)是通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)和事實(shí)數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)交通實(shí)時(shí)狀態(tài)判定和自動(dòng)事件報(bào)警，并通過(guò)人工智能反哺信號(hào)燈控制系統(tǒng)。（一）杭州市區(qū)部分1.規(guī)劃路徑。以治堵發(fā)軔，為治理其他領(lǐng)域的“城市病”探索可供復(fù)制的經(jīng)驗(yàn)。杭州市公安局在強(qiáng)化原有系統(tǒng)、原有數(shù)據(jù)的各自效率及橫向聯(lián)系的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了“全面感知、戰(zhàn)略主導(dǎo)、智能模仿、反哺系統(tǒng)”的實(shí)踐路徑。一是全面感知，即用歷史和實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)作比較分析，找準(zhǔn)交通擁堵的病象病因，推進(jìn)交通管理由定性向定量管理的轉(zhuǎn)變；二是戰(zhàn)略主導(dǎo)，即以交通工程和管理需求為引領(lǐng)，垂直整合大數(shù)據(jù)、視頻檢測(cè)、云計(jì)算以及人工智能等技術(shù)，優(yōu)化城市交通管理的信號(hào)、監(jiān)控、指揮等系統(tǒng)的效率；三是智能模仿，即用人工智能技術(shù)學(xué)習(xí)模仿、訓(xùn)練固化信號(hào)配時(shí)等經(jīng)驗(yàn)；四是反哺系統(tǒng)，即通過(guò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練，使系統(tǒng)掌握自動(dòng)巡查報(bào)警并找到混合模式下最佳的信號(hào)配時(shí)方案等，反哺監(jiān)控、信號(hào)等交管系統(tǒng)，以達(dá)到提升管理水平、緩解交通擁堵的目的，最終讓群眾有獲得感。2.搭建架構(gòu)。將市民安全暢通的出行需求與提升交通治理水平的實(shí)戰(zhàn)需求相統(tǒng)一，并以需求引領(lǐng)技術(shù)，將實(shí)際應(yīng)用作為支點(diǎn)，在戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)、管理3個(gè)層面搭建起數(shù)據(jù)治堵的平臺(tái)架構(gòu)。戰(zhàn)略層，即注重城市交通的戰(zhàn)略性、宏觀性管理，實(shí)現(xiàn)交通點(diǎn)、線、面特征轉(zhuǎn)向宏觀指標(biāo)的展現(xiàn)，解決交通治理、安全防控的反復(fù)性、失調(diào)性問(wèn)題，以系統(tǒng)論的方法來(lái)統(tǒng)籌面上交通和區(qū)域交通。戰(zhàn)術(shù)層，即以數(shù)據(jù)技術(shù)為支撐，找出交通管理的影響因子和非直接關(guān)系的關(guān)聯(lián)因子，并立足視頻、信號(hào)、匝道、斷面等檢測(cè)技術(shù)，分門(mén)別類(lèi)建立交通特性分析模塊，以規(guī)律性、反復(fù)性、周期性的統(tǒng)計(jì)科學(xué)，預(yù)判交通流、擁堵、安全風(fēng)險(xiǎn)等趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)城市交通管理的預(yù)警、預(yù)判、預(yù)決；管理層，即以實(shí)戰(zhàn)運(yùn)用為導(dǎo)向，統(tǒng)籌城市大腦與路面警力、智能設(shè)施之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，通過(guò)勤奮度評(píng)估、系統(tǒng)運(yùn)作監(jiān)測(cè)、問(wèn)題收集修正等，加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)日常運(yùn)作的狀態(tài)掌握，指導(dǎo)實(shí)戰(zhàn)單位更好地應(yīng)用服務(wù)于實(shí)戰(zhàn)。3.具體成效。城市大腦具備智能感知路況、智能判定堵情、智能巡查事件、智能優(yōu)化配時(shí)、智能輔助指揮等“五大基本功能”，具體由交警支隊(duì)指揮中心為主應(yīng)用，轄區(qū)大隊(duì)分區(qū)具體實(shí)施，專(zhuān)業(yè)力量合成作戰(zhàn)，推動(dòng)指揮體系專(zhuān)業(yè)化、信號(hào)配時(shí)社會(huì)化、路面勤務(wù)動(dòng)態(tài)化，提高了對(duì)整個(gè)城市交通管控能力和試點(diǎn)道路的通行效率。其一，提升警務(wù)效能。城市大腦推動(dòng)了交通執(zhí)法的信息化、智能化和精準(zhǔn)化。2017年5月份推出以來(lái)，大幅提升了非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法和視頻圖像深度應(yīng)用對(duì)重點(diǎn)車(chē)輛、重點(diǎn)違法的查處力度，6—10月，杭州市公安局交警支隊(duì)交通違法查處量已連續(xù)5個(gè)月位居全國(guó)36個(gè)大中城市首位，其中，10月9日全市查處各類(lèi)交通違法達(dá)到了歷史最高的7.35萬(wàn)起。其二，提升通行效率。市區(qū)試點(diǎn)的中河—上塘高架道路、莫干山路等主干道平均延誤分別下降15.3%和8.5%，高架道路出行時(shí)間節(jié)省4.6分鐘；蕭山區(qū)5平方公里試點(diǎn)范圍內(nèi)平均通行速度提升超過(guò)15%，平均節(jié)省出行時(shí)間3分鐘，120、119、110等特種車(chē)通行速度最高提升超過(guò)50%、救援時(shí)間減少7分鐘以上。根據(jù)高德地圖首推的“擁堵預(yù)警指數(shù)”分析，杭州位居超大、特大、大型Ⅰ類(lèi)城市首位（擁堵緩解趨勢(shì)最高）。其三，催生“數(shù)據(jù)警務(wù)”?！皵?shù)據(jù)警務(wù)”是指在大數(shù)據(jù)條件下，公安機(jī)關(guān)在警務(wù)活動(dòng)中對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行深度挖掘、智能處理，及時(shí)產(chǎn)生具有警務(wù)價(jià)值的情報(bào)成果，用以指導(dǎo)警務(wù)實(shí)戰(zhàn)的一種警務(wù)模式，是公安信息化應(yīng)用的高端形態(tài)。項(xiàng)目上線后，杭州市公安局交警支隊(duì)按照“四個(gè)最”（即最強(qiáng)大腦、最亮眼睛、最巧雙手、最快雙腿）的警務(wù)機(jī)制改革思路，在繼續(xù)推進(jìn)城市大腦建設(shè)的同時(shí)，一方面加快推進(jìn)城市大腦交通信號(hào)配時(shí)中心建設(shè)，采取交警主導(dǎo)、服務(wù)外包的形式，今后將對(duì)全市的信號(hào)燈進(jìn)行集中、統(tǒng)一、專(zhuān)業(yè)的配時(shí)管理；另一方面于9月7日啟動(dòng)了首批由24警+48特保組成的交警機(jī)動(dòng)隊(duì)TPTU，采取大功率摩托車(chē)巡邏為主的勤務(wù)模式，快速處置城市大腦報(bào)警發(fā)現(xiàn)的各類(lèi)事件，目前分別在交警支隊(duì)高架和景區(qū)大隊(duì)試點(diǎn)并取得成功，下一步將在其他城區(qū)擴(kuò)大試點(diǎn)，逐步改變交警傳統(tǒng)的警務(wù)機(jī)制和管理模式，真正把大數(shù)據(jù)作為戰(zhàn)斗力生成方式，推動(dòng)城市大腦與交管業(yè)務(wù)工作的融合，從傳統(tǒng)警務(wù)向數(shù)據(jù)警務(wù)轉(zhuǎn)變，努力實(shí)現(xiàn)公安交管工作的轉(zhuǎn)型升級(jí)。（二）蕭山區(qū)部分1.打造數(shù)據(jù)資源整合平臺(tái)。在數(shù)據(jù)整合上，通過(guò)接入靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩類(lèi)數(shù)據(jù)，打通互聯(lián)網(wǎng)、政務(wù)網(wǎng)、公安網(wǎng)、業(yè)務(wù)VPN網(wǎng)等“四大網(wǎng)絡(luò)”，喚醒了大量沉睡數(shù)據(jù)，完成了“小腦”和前端數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)互聯(lián)互通。在靜態(tài)數(shù)據(jù)方面，深入分析研究道路、車(chē)輛、商場(chǎng)、醫(yī)院、小區(qū)等各種可能影響交通組織的因子，先后整合接入交通、城管、氣象、公交等30個(gè)行業(yè)部門(mén)57類(lèi)、130余億條交通相關(guān)數(shù)據(jù)，匯聚成數(shù)據(jù)池。在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)方面，實(shí)時(shí)接入試點(diǎn)區(qū)域內(nèi)電子警察卡口、治安監(jiān)控等1127路視頻，日接入視頻量達(dá)46TB，使大量原先閑置的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)有了用武之地。2.搭建通用云計(jì)算平臺(tái)。配備506臺(tái)服務(wù)器，52臺(tái)交換機(jī)，搭建“飛天云”超級(jí)云計(jì)算平臺(tái)，利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)，配套數(shù)據(jù)資源平臺(tái)的海量數(shù)據(jù)、交通體系仿真模型，實(shí)時(shí)同步分析交通情況，輸出全新配時(shí)算法模型，用于信號(hào)控制配時(shí)優(yōu)化、交通事件感知等現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，讓路口同一根燈桿上的視頻監(jiān)控和紅綠燈真正實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。3.掃除外場(chǎng)感知設(shè)備盲區(qū)。完成試點(diǎn)區(qū)域內(nèi)外場(chǎng)設(shè)備的升級(jí)改造任務(wù)（30個(gè)路口電警、83組信號(hào)燈改造、672個(gè)路口“九秒倒計(jì)時(shí)”、112組人行橫道燈、20組非機(jī)動(dòng)車(chē)燈）。27路新推視頻和老城區(qū)107路點(diǎn)位全部上線，外場(chǎng)道路監(jiān)控設(shè)備全部接入交警大隊(duì)指揮中心，電子警察視頻數(shù)據(jù)已經(jīng)推送到“交通小腦”平臺(tái)并進(jìn)行結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理。4.擴(kuò)大全域事件動(dòng)態(tài)感知。通過(guò)對(duì)全網(wǎng)多數(shù)據(jù)源融合（接警中心、高德、微博、輿情、視頻識(shí)別）主動(dòng)感知事件，用機(jī)器24小時(shí)巡邏的方式融合分析球機(jī)與固定槍機(jī)卡口視頻，將視頻自動(dòng)檢測(cè)數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)融合，進(jìn)行人工智能干預(yù)后達(dá)到全面感知、分級(jí)報(bào)警和精準(zhǔn)處理。這個(gè)感知不僅是對(duì)交通流量的識(shí)別，還對(duì)交通違法進(jìn)行全面感知，感知效率較以往有了很大提高，現(xiàn)平均每個(gè)時(shí)點(diǎn)可提升1-2分鐘，區(qū)域內(nèi)周有效事件自動(dòng)報(bào)警量可以達(dá)5000余起。5.實(shí)現(xiàn)區(qū)域信號(hào)實(shí)時(shí)在線優(yōu)化。經(jīng)下發(fā)信號(hào)算法，老城區(qū)5平方公里區(qū)域平均通行速度提升超過(guò)15%，主要道路停車(chē)次數(shù)減少近40%，高峰時(shí)段道路暢通比例提升10%。為了確認(rèn)效果，蕭山有關(guān)部門(mén)發(fā)放了紅綠燈優(yōu)化效果調(diào)查問(wèn)卷2060份，55%交通參與者認(rèn)同出行道路沿線的交通通行狀況較上半年有改善；進(jìn)行100份電話訪談，60%以上受訪者認(rèn)為出行道路沿線的交通通行狀況改善；在抽取100輛通勤車(chē)輛軌跡數(shù)據(jù)對(duì)比分析得出，69%受訪車(chē)輛的通勤事件在紅綠燈優(yōu)化后減少，較優(yōu)化前平均通勤時(shí)間下降了17.9%。在此基礎(chǔ)上，信號(hào)優(yōu)化算法近期又?jǐn)U大至蕭山新區(qū)、市北開(kāi)發(fā)區(qū)等區(qū)域，新增14條道路、104個(gè)路口，并在該區(qū)域新增部署信號(hào)控制子區(qū)，運(yùn)行實(shí)時(shí)在線式自動(dòng)優(yōu)化信號(hào)算法測(cè)試。6.加強(qiáng)重點(diǎn)車(chē)輛精準(zhǔn)管控。完成對(duì)區(qū)域內(nèi)所有機(jī)動(dòng)車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別比對(duì)和持續(xù)跟蹤，按照工程車(chē)、客車(chē)、貨車(chē)、危險(xiǎn)品車(chē)、非浙A牌照車(chē)輛等進(jìn)行分類(lèi)，并根據(jù)法律法規(guī)制定限行規(guī)則，對(duì)上述車(chē)輛實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)管控，從而減少交通違法行為和交通事故特別是各類(lèi)重大事故的發(fā)生。在車(chē)輛識(shí)別的基礎(chǔ)上，“交通小腦”對(duì)車(chē)輛駕駛員進(jìn)行精細(xì)化人臉識(shí)別，用于分析駕駛員行為特征和軌跡，并納入征信系統(tǒng)，做到精準(zhǔn)防控。7.創(chuàng)新特種車(chē)輛信號(hào)協(xié)同優(yōu)先。圍繞120、119、110等特種車(chē)輛時(shí)效性、安全性、迫急性需求，對(duì)報(bào)警、派單、特種車(chē)輛調(diào)度定位、信號(hào)協(xié)同優(yōu)先及其效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)協(xié)調(diào)路面警力實(shí)時(shí)跟進(jìn)。目前經(jīng)過(guò)60余次實(shí)戰(zhàn)演練，試驗(yàn)路線車(chē)速最高提升超過(guò)50%，試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)救援時(shí)間縮短7分鐘以上，有效提升政府部門(mén)應(yīng)急事件處理效率，打通全自動(dòng)綠色通道，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全。三、幾點(diǎn)啟示杭州城市大腦當(dāng)前以交通擁堵問(wèn)題為突破口，先行先試，為其他領(lǐng)域提供了可供復(fù)制的經(jīng)驗(yàn)?？梢灶A(yù)計(jì)，杭州的公共安全、綜合執(zhí)法、市政建設(shè)等等方面都將隨著城市大腦項(xiàng)目的逐步完善獲得長(zhǎng)期收益。該項(xiàng)目值得我們進(jìn)行更深入的調(diào)研和學(xué)習(xí)，囿于本文調(diào)研條件（以文獻(xiàn)調(diào)查為主），謹(jǐn)列以下幾點(diǎn)基本啟示：（一）“城市大腦”將是未來(lái)智慧城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施智慧城市并不是新鮮概念，但舊有的做法通常難以為城市決策者帶來(lái)真正“有用、好用”的輔助工具。大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等關(guān)鍵技術(shù)的不斷成熟，為扭轉(zhuǎn)這一情況提供了新的解決方案。與此同時(shí)，城市居民對(duì)于城市管理精細(xì)化、公共服務(wù)智能化的需求也在不斷提升。在上述兩方面的共同驅(qū)使下，一個(gè)集成的、智能的、動(dòng)態(tài)的城市治理系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)被作為重要的基礎(chǔ)設(shè)施去建設(shè)。而杭州城市大腦項(xiàng)目，從建設(shè)愿景到具體的實(shí)施過(guò)程，都體現(xiàn)出其不僅僅是治理交通擁堵的中樞，也將是推進(jìn)治理體系和治理能力現(xiàn)代化的平臺(tái)，這其中的理念和做法都值得學(xué)習(xí)。若樂(lè)清能參照其經(jīng)驗(yàn)構(gòu)建自己的城市大腦，勢(shì)必將極大增強(qiáng)現(xiàn)代化治理能力，并有可能在區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)中另辟蹊徑，實(shí)現(xiàn)“借道超車(chē)”。（二）建設(shè)城市大腦是整合利用城市數(shù)據(jù)的有效途徑當(dāng)前時(shí)代，數(shù)據(jù)的重要性已毋庸贅述。然而，我們目前所掌握的大量城市數(shù)據(jù)要么疏于整理，要么流于表面，尤其是部門(mén)間難以流通整合，因此大多處于沉睡狀態(tài)。杭州在行政機(jī)制層面率全國(guó)之先設(shè)立了數(shù)據(jù)資源局，并以城市大腦建設(shè)為總的抓手，改變了各個(gè)部門(mén)“數(shù)據(jù)己用”、“敝帚自珍”的觀念，打破了信息“孤島”和數(shù)據(jù)“煙囪”，成