你知道大數(shù)據(jù)管理城市是什么樣子么?

如何用大數(shù)據(jù)管理城市？

Intetix Foundation(英明泰思基金會)由從事數(shù)據(jù)科學(xué)、非營利組織和公共政策研究的中國學(xué)者發(fā)起成立，致力于通過數(shù)據(jù)科學(xué)改善人類社會和自然環(huán)境。通過聯(lián)絡(luò)、動員中美最頂尖的數(shù)據(jù)科學(xué)家和社會科學(xué)家，以及分布在全球的志愿者，我們創(chuàng)造性地踐行著我們的使命：為美好生活洞見數(shù)據(jù)價值。

介紹：

在日本，以及一些其他城市，隨著最優(yōu)化要求和更復(fù)雜的交通系統(tǒng)、二氧化碳排放量的減少、以及逐步更新的老化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的社會制度的高效運行，智慧城市的建設(shè)正在逐步推進(jìn)。日立集團(tuán)經(jīng)營社會創(chuàng)新事業(yè)，力求創(chuàng)造一個可持續(xù)發(fā)展的智慧城市，并將這看作是對城市多元化需求的一個回應(yīng)。

近年來，由于科技的不斷廣泛運用，例如智能手機(jī)，智能卡，以及各式各樣的傳感器，使得將人口和交通流量這樣的城市活動信息的收集、儲存和可視化變成了可能。這些流量的信息過去僅僅以公共數(shù)據(jù)的形式每隔幾年發(fā)布一次，例如，除了像城市規(guī)劃和旅行這樣的行政區(qū)域以外，作為智能操作中的一部分，日立集團(tuán)正在研發(fā)城市管理平臺解決方案，通過收集和分析從人口和交通流量中采集的大數(shù)據(jù)來支持城市的高效運行。

這篇文章描述了在城市管理平臺背后的概念，選取了日本和海外的例子，以及展示了未來的前景。

城市管理平臺背后的思想：

圖1展示了城市管理平臺解決方法背后的概念。人口流量數(shù)據(jù)和交通流量數(shù)據(jù)都是從一些使用智能手機(jī)、智能卡和傳感器等科技的社會基礎(chǔ)設(shè)施運營商處收集到的。例如設(shè)施數(shù)據(jù)、交通普查數(shù)據(jù)、人口數(shù)據(jù)等統(tǒng)計信息都是從國家或當(dāng)?shù)卣幍玫降摹＿@些被收集的數(shù)據(jù)都會在城市管理平臺數(shù)據(jù)庫中被儲存和分析。由于這是一個基于地理空間信息系統(tǒng)技術(shù)的平臺，它需要對不同的時間和空間參數(shù)進(jìn)行分析。此平臺的另一個特點是他可以將收集到的數(shù)據(jù)模型化，并通過不同形式的模擬將其視覺化。

城市管理平臺的好處有：（1）方便且高效性（2）經(jīng)濟(jì)且盈利性（3）安全且有保障性?；疖嚭凸唬ㄓ脕碇С侄嗄B(tài)旅游的最優(yōu)化公共交以及組合導(dǎo)航都是城市管理平臺在公共交通部門潛在應(yīng)用的具體實例。在旅游業(yè)和零售行業(yè)，同時也包括對于商務(wù)區(qū)域的分析，還有以分析人類運動模式為基礎(chǔ)的表達(dá)信息的有效方法中，也有一些可以說明的例子。另一些例子包括為了克服交通擁擠或協(xié)助城市規(guī)劃，在城市和住宅方面的應(yīng)用；還有一些以及為了支持疏散演練和確定道路封閉信息，用來幫助預(yù)防災(zāi)害與犯罪方面的應(yīng)用。

 
圖1-城市管理平臺解決辦法的思想

這個解決方法運用了智能手機(jī)，智能卡片和傳感器來收集真實世界中的人口和交通流量的大數(shù)據(jù)。城市管理平臺以收集到的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過地理信息系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行分析，以模型化和可視化來協(xié)助城市的運行。

 
圖2-城市大數(shù)據(jù)的三層模型

圖2展示了城市大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型。最下面一層是支持社會基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的平臺，中間一層是建造在基礎(chǔ)設(shè)施上的城市空間，例如大樓，馬路，水庫。最上面一層是在城市空間中運用到的動態(tài)數(shù)據(jù)，例如人口流量和交通流量。

城市管理平臺的例子

福岡市智能手機(jī)探測示范項目:

2011年，福岡市成立了福岡指令委員會（Fukuoka Directive Council），它在工業(yè)、學(xué)術(shù)界、政府和私人部門之間建立了合作關(guān)系，其目的在于制定福岡市區(qū)增長戰(zhàn)略以及對智能城市政策進(jìn)行調(diào)查。委員會由五個工作小組（旅游組、環(huán)境組、食品組、人力資源組和城市發(fā)展組）及日立公司組成，日立公司主要參與環(huán)境工作小組的工作，包括愿景建設(shè)及示范項目，旨在使福岡市區(qū)在智能交通方面成為領(lǐng)頭羊。

在2013財年中，環(huán)境工作小組承擔(dān)了示范項目，即利用智能手機(jī)探測來獲取“人流量”的信息。圖3展示了項目的概況。該項目的參與者在領(lǐng)取智能手機(jī)時已經(jīng)同意工作小組可以收集他們的數(shù)據(jù)(這200人與福岡指令委員會有關(guān)聯(lián))，也同意使用福岡市交通部門發(fā)放的Hayakaken交通智能卡來記錄他們在2014年1月最后一周時間的移動情況。智能手機(jī)事先安裝了應(yīng)用用于收集全球定位系統(tǒng)（GPS）數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)。鑒于與福岡市交通局合作，該項目也從智能卡上搜集用戶在哪里上、下地鐵站的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是在實驗結(jié)束后才獲得的。為了使人們行動的信息視覺化，其移動路徑和交通方式是由智能手機(jī)GPS數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)自動繪制的。在乘坐地鐵時無法收到GPS信號，因此獲取的信息來源于智能卡的行程記錄。示范項目將行程自動的分為四類（走路，公交，地鐵或是其他交通工具）。

圖3是儀表盤分析屏。該屏幕試圖提供更易理解和視覺化的信息，并且能夠由政府官員或其他人使用，最主要的分析項目分布是從早到晚在不同時間段聚集在某一特定區(qū)域的人數(shù)，他們停留的時間，以及他們到達(dá)該區(qū)域所使用的交通方式。福岡指令委員會儀表盤屏幕所展示的結(jié)果是由福岡市政府多個部門的示范項目提供。市政府官員也認(rèn)識到廣泛的潛在應(yīng)用領(lǐng)域。這些領(lǐng)域包括為個人旅游研究補(bǔ)充信息；用于評估交通工具的目前狀態(tài)和相關(guān)政策的制定；用于會議、獎勵旅游、大型企業(yè)會議和活動展覽（MICE）推廣工作來判別哪些人會在參觀福岡市時做這些事，并且研究提供信息的方式。在私人部門的潛在功能不僅包括公共交通運營者來制作更方便的時間表，檢查班次和站點，或優(yōu)化站點的選址及其他，同樣也能用于分析商業(yè)領(lǐng)域分布或潛在購買客戶的分布。

 
圖3-用于人流量量分析的儀表盤屏幕

該屏幕展示了一個運用智能手機(jī)探測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行人員流動的分析。該屏幕可以用于分析人們在某一特定領(lǐng)域聚集的人數(shù)和他們?yōu)榱说皆摰胤绞褂玫慕煌ǚ绞健?/span>

巴厘島出租車探測示范項目：

印度尼西亞共和國一級行政區(qū)巴厘島交通阻塞日益嚴(yán)重，這也是東盟國（ASEAN）的通病。原因是經(jīng)濟(jì)的發(fā)展導(dǎo)致了當(dāng)?shù)厝藢囕v需求的增強(qiáng)，并且Denpasar國際機(jī)場交通樞紐附近的交通堵塞問題一直難以改善。這就是日本合資企業(yè)公司示范項目的背景，同時也作為經(jīng)濟(jì)、貿(mào)易和工業(yè)部門在2012財年進(jìn)行撥款來推動和研究基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)出口的項目之一。該項目的目標(biāo)是部署日本智能社區(qū)技術(shù)利用利用智能交通系統(tǒng)（intelligent transport systems ITSs）來緩解巴厘島交通阻塞問題，同時通過景點之間便捷的交通來促進(jìn)旅游業(yè)的發(fā)展。日立公司主要通過交通阻塞信息的產(chǎn)生，進(jìn)行參與交通系統(tǒng)改革的實施。

示范項目從當(dāng)?shù)爻鲎廛嚬具\行的300輛交通工具獲取GPS數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)用于分析計算一些參數(shù)，例如行程次數(shù)、每一段路的速度和特定選擇道路所需要的時間。圖4在地圖上展示一個在不同路段上行駛的時間的例子。采用地圖匹配技術(shù)，將道路網(wǎng)絡(luò)的GPS數(shù)據(jù)和計算出的速度匹配，用顏色編碼格式呈現(xiàn)不同路段的速度 (綠色表示移動暢通，黃色表示交通擁擠，紅色表示靜止不動)。該項目同樣選擇了主要的旅游景點之間的線路并比較了平均出行時間，如在早上、中午或晚上這些關(guān)鍵時期的堵塞信息。我們向大約200個當(dāng)?shù)赜脩籼岢隽诉M(jìn)行調(diào)查關(guān)于利用智能手機(jī)或其他方式提供這些信息的想法，45%的用戶表示即使為此付費也愿意使用這項服務(wù)。這表明了對交通信息的需求量。

 
圖4-巴厘市示范工程交通信息生成試驗結(jié)果分析

從當(dāng)?shù)爻鲎廛嚬精@得的GPS數(shù)據(jù)用于離線分析來計算參數(shù)，例如行程次數(shù)、

每一段路的速度和特定選擇的道路所需要的時間。

未來展望

本節(jié)介紹日立公司在基于人流量量和交通流量的大數(shù)據(jù)的城市管理平臺的下一步打算。

（1）擴(kuò)展個人數(shù)據(jù)的使用

可以預(yù)測到在未來社會系統(tǒng)將有能力產(chǎn)生并儲存更大量的數(shù)據(jù)。隨著日本對個人信息保護(hù)法的修正，同樣也能預(yù)期到在不久的將來，企業(yè)使用個人數(shù)據(jù)的政策會更加明確。

在這種情況下，日立公司致力于提高分析技術(shù)和分析速度，并制定方法用于分析收集到的大量數(shù)據(jù)，通過識別隱藏的關(guān)系來形成新的生產(chǎn)力。在未來，日歷公司將尋求發(fā)展和支持社會的系統(tǒng)：通過整合大數(shù)據(jù)分析與系統(tǒng)，來控制社交基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)助人們的活動、自動駕駛和管理交通的供需關(guān)系。

（2）無縫人流量分析，從城市到室內(nèi)層次

對城市管理平臺在多個應(yīng)用領(lǐng)域不同層次（從室內(nèi)空間到全市區(qū)域）進(jìn)行人流量分析的期望日益增長。人流量分析用在零售業(yè)的目的在于鑒別人們的購物模式或者測試廣告的有效性。對于體育館或其他基礎(chǔ)設(shè)施，它可以用來評估或提高基礎(chǔ)設(shè)施的所有方面，例如，評估他們不同方面吸引參觀者的能力。同時，它已經(jīng)應(yīng)用在整個城市的發(fā)展，例如決定交通的供給和需求，根據(jù)人們參觀特定基礎(chǔ)設(shè)施的行為來鑒定趨勢。因此，日立公司正尋求發(fā)展它們城市管理平臺的應(yīng)用，不僅僅是應(yīng)用于政府方面，同時應(yīng)用于商業(yè)或其他領(lǐng)域，通過提供無縫人流量和車流量分析，橫跨城市的大部分區(qū)域，同樣也細(xì)致到基礎(chǔ)設(shè)施和室內(nèi)區(qū)域這一次層次。

 
圖5-無縫人流量分析，從城市層次到室內(nèi)層次

在不同程度上，在人員和交通流動方面，以及從當(dāng)?shù)厥覂?nèi)空間到大的城市區(qū)域應(yīng)用方面大數(shù)據(jù)的期望日益增長。

總結(jié)

這篇文章運用從日本到海外的例子，以及對未來的期望來闡述城市管理平臺背后的含義。

日立公司運營的社會創(chuàng)新商業(yè)用于解決社會問題，旨在創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展的智能城市。除了城市管理平臺解決方案的進(jìn)一步發(fā)展，同時日立公司打算與廣泛的用戶（從公共部門到私人部門）進(jìn)行合作并在現(xiàn)實社會中實施。