發(fā)展智慧城市，其目標(biāo)是用先進(jìn)技術(shù)解決復(fù)雜的城市問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)城市和諧發(fā)展、城市宜居、城市高效運(yùn)行、城市生態(tài)環(huán)境保護(hù)，建設(shè)一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的城市。
建設(shè)智慧城市刻不容緩
提到智慧城市，很多人首先會(huì)想到生態(tài)、綠色、可持續(xù)，尤其是在歐洲。在中國(guó)，智慧城市往往與數(shù)字城市、智能城市聯(lián)系在一起，更多的是強(qiáng)調(diào)技術(shù)和信息，特別是信息通信技術(shù)。我認(rèn)為，智慧城市應(yīng)以資訊科技應(yīng)用為主線，利用信息技術(shù)，對(duì)政府、居民、地方工商界在城市服務(wù)與生活、城市環(huán)境與安全等方面的活動(dòng)和需求進(jìn)行感知、分析和智能響應(yīng)，形成閉環(huán)反饋。智慧城市是一個(gè)復(fù)雜的耦合系統(tǒng)，其目的是建設(shè)信息便捷、更適合工作和生活的城市。因此，城市建設(shè)應(yīng)該是朝著宜居城市的方向發(fā)展，這才叫真正的智慧城市。其中，新一代信息技術(shù)與創(chuàng)新2.0是智慧城市的兩大基因。
那么，為什么要建設(shè)智慧城市？一方面是為了適應(yīng)工業(yè)化的快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)健康發(fā)展，提高人民生活水平；另一方面是為了開(kāi)發(fā)城市生活實(shí)驗(yàn)室模型，建設(shè)閉環(huán)城市系統(tǒng)。在城市發(fā)展過(guò)程中，生產(chǎn)和消費(fèi)更加集中和擴(kuò)大、更高的資源需求和生產(chǎn)率的提高等因素引發(fā)了不少社會(huì)問(wèn)題，如環(huán)境污染、交通擁堵、能源危機(jī)，以及食品安全、網(wǎng)絡(luò)安全等安全問(wèn)題。此外，大量農(nóng)村人口涌入城市，面臨生活、就業(yè)、醫(yī)療、教育等問(wèn)題，并因此引發(fā)城市公共安全問(wèn)題、犯罪問(wèn)題、醫(yī)療資源枯竭問(wèn)題、教育資源枯竭問(wèn)題等。這就有必要建設(shè)智慧城市應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題，緩解城市人口不斷增加帶來(lái)的壓力，從而保證城市居民有質(zhì)量的生活。
地理空間技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+、移動(dòng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)等能夠?yàn)橹腔鄢鞘械慕ㄔO(shè)提供很好的技術(shù)支撐。用先進(jìn)技術(shù)解決復(fù)雜的城市問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)城市和諧發(fā)展、城市宜居、城市高效運(yùn)行、城市生態(tài)環(huán)境保護(hù)，建設(shè)一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的城市，這正是發(fā)展智慧城市的目標(biāo)（見(jiàn)圖1）。
智慧城市有四大特征。第一是數(shù)據(jù)融合，使用數(shù)字技術(shù)，進(jìn)行信息處理，利用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)對(duì)地理、資源、環(huán)境、人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等進(jìn)行管理。第二是資源優(yōu)化，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)城市功能進(jìn)行分析與判斷，對(duì)城市人口流動(dòng)進(jìn)行分析，對(duì)城市資源利用的合理性進(jìn)行分析，從而對(duì)城市資源進(jìn)行優(yōu)化。第三是可持續(xù)發(fā)展，開(kāi)發(fā)清潔能源，如風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能、核能、生物質(zhì)能等，創(chuàng)造循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)平衡。第四是以人為本，城市最終是服務(wù)于人的，正所謂“人民城市人民建，人民城市為人民”。
智慧城市的兩個(gè)顯著好處是穩(wěn)定和高效。衡量一個(gè)城市是否智慧有5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：科技發(fā)展水平、建設(shè)智慧程度、公共基礎(chǔ)設(shè)施、智慧城市交通系統(tǒng)、城市宜居性。全球排名前五位的智慧城市分別是西班牙巴塞羅那、美國(guó)紐約、英國(guó)倫敦、法國(guó)尼斯和新加坡。這些城市在環(huán)境保護(hù)、社會(huì)穩(wěn)定、交通秩序方面是首屈一指的。在我國(guó)，智慧城市是從2012年開(kāi)始建設(shè)的，以創(chuàng)新推動(dòng)智慧城市建設(shè)，以智慧產(chǎn)業(yè)為核心，以發(fā)展智能管理和服務(wù)為重點(diǎn)，以發(fā)展智能技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施為路徑，以發(fā)展人文智慧和生活為目標(biāo)。目前，北京、天津、上海、武漢、南京、杭州、廣州、深圳等已經(jīng)明確了智慧城市計(jì)劃，正在建設(shè)當(dāng)中。從地域分布來(lái)看，這些城市主要集中在長(zhǎng)三角、珠三角、環(huán)渤海地區(qū)?？偟膩?lái)說(shuō)，智慧城市的建設(shè)是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。有些城市可能需要2年或3年的建設(shè)，而有些城市可能需要10年或更長(zhǎng)時(shí)間的建設(shè)。
提升城市公共安全預(yù)警防控能力
智慧城市在建設(shè)過(guò)程中，如果公共安全事件頻發(fā)，城市公共安全管理將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。目前，城市公共安全主要有四大問(wèn)題。一是社會(huì)安全問(wèn)題，如刑事案件、恐怖襲擊和社會(huì)動(dòng)亂等。2019年，我國(guó)平均每萬(wàn)人的刑事犯罪發(fā)案量為13人。在美國(guó)，槍擊事件在2019年已致36993人死亡，其中兒童有196人。二是事故災(zāi)難，如交通事故、公共設(shè)施事故等。全世界每年約有130萬(wàn)人因道路交通事故死亡，其中90%以上發(fā)生在低收入和中等收入國(guó)家，而這些國(guó)家的車輛數(shù)不足全世界的50%。三是自然災(zāi)害，如洪澇、地震和森林火災(zāi)等。2019年，我國(guó)自然災(zāi)害以洪澇、臺(tái)風(fēng)、干旱、地震、地質(zhì)災(zāi)害為主。全年各種自然災(zāi)害共造成1.3億人次受災(zāi)，909人死亡或失蹤，12.6萬(wàn)間房屋倒塌，農(nóng)作物受災(zāi)面積1925.69萬(wàn)公頃，直接經(jīng)濟(jì)損失3270.9億元。四是公共衛(wèi)生問(wèn)題，如重大疾病，尤其是傳染病的傳播與危害等。在全球范圍內(nèi)，2019年自然災(zāi)害和人為災(zāi)害事件造成的經(jīng)濟(jì)損失為1460億美元，其中自然災(zāi)害造成損失1370億美元，人為災(zāi)害造成損失90億美元。
針對(duì)上述城市公共安全問(wèn)題，推進(jìn)智慧城市數(shù)字化建設(shè)，通過(guò)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等手段進(jìn)行現(xiàn)代化城市治理，提升城市公共安全預(yù)警防控能力。就社會(huì)安全問(wèn)題而言，如美國(guó)明尼蘇達(dá)州白人警察暴力執(zhí)法導(dǎo)致非洲裔男子喬治弗洛伊德死亡而引發(fā)多地騷亂和暴力沖突事件，可以利用安全監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，事前對(duì)人們的異常行為進(jìn)行分析并預(yù)警，事后有效跟蹤行為人。對(duì)于事故災(zāi)難，如頻發(fā)的交通事故，可以利用交通安全預(yù)警系統(tǒng)，對(duì)交通安全進(jìn)行預(yù)警。針對(duì)自然災(zāi)害，利用自然災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，對(duì)山火、洪水、地震等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，傳遞預(yù)警信息，提出緊急處理與避險(xiǎn)的方案。就公共衛(wèi)生而言，利用大數(shù)據(jù)分析，建立預(yù)測(cè)模型，分析針對(duì)預(yù)測(cè)模型產(chǎn)生影響的各類外界因素，針對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果建立公共衛(wèi)生智能預(yù)警系統(tǒng)，在公共衛(wèi)生事件突發(fā)之前做好預(yù)防準(zhǔn)備，有效降低其對(duì)城市運(yùn)行的破壞程度。
構(gòu)建智慧城市公共安全管理平臺(tái)
未來(lái)，要實(shí)現(xiàn)城市的智能化、立體化、精準(zhǔn)化治理，必須有效提升政府的城市治理水平。在不斷提升城市治理水平的過(guò)程中，智慧社區(qū)、智慧園區(qū)和城市安全成為智慧化建設(shè)的3個(gè)重要應(yīng)用場(chǎng)景。智慧社區(qū)是智慧城市建設(shè)的基本單元，是城市精細(xì)化治理的“最后一公里”。智慧園區(qū)是城市經(jīng)濟(jì)的重要載體，是智慧城市的特色功能區(qū)塊和重要組成部分。城市安全是政府為城市中的居民、企業(yè)所提供的基本保障。
公共安全管理是國(guó)家安全和社會(huì)穩(wěn)定的基石，是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要條件，是人民安居樂(lè)業(yè)的基本保證。未來(lái)，應(yīng)以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）、網(wǎng)格化、監(jiān)測(cè)預(yù)警等新一代信息技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建智慧城市公共安全管理平臺(tái)，為公共安全提供全方位、全過(guò)程的數(shù)據(jù)服務(wù)和應(yīng)用支撐。在新型智慧城市標(biāo)準(zhǔn)體系基礎(chǔ)上，應(yīng)結(jié)合智慧城市公共安全管理特點(diǎn)，以公共安全數(shù)據(jù)治理、信息共享、應(yīng)用設(shè)計(jì)、系統(tǒng)對(duì)接和業(yè)務(wù)協(xié)同及效能為目標(biāo)，構(gòu)建智慧城市公共安全管理體系。
以跨攝像機(jī)多目標(biāo)人員跟蹤系統(tǒng)為例，這是基于視覺(jué)注意力的行人再識(shí)別特征提取。系統(tǒng)利用行人再識(shí)別圖像的顯著性特征來(lái)增強(qiáng)跨視域特征融合表示，構(gòu)建行人屬性特征和基于視覺(jué)注意力的顯著性特征的級(jí)聯(lián)模型，解決跨攝像機(jī)行人再識(shí)別的問(wèn)題。系統(tǒng)采用多源異構(gòu)對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)遷移學(xué)習(xí)模型，構(gòu)建源域和目標(biāo)域的生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)，對(duì)每個(gè)源域和目標(biāo)域之間建立域分類器，以達(dá)到多屬性聯(lián)合跨域轉(zhuǎn)換的目的，解決目標(biāo)數(shù)據(jù)不足的問(wèn)題，提高模型的魯棒性。系統(tǒng)使用多重假設(shè)跟蹤算法，建立跟蹤假設(shè)生成樹(shù)，結(jié)合時(shí)空關(guān)聯(lián)因素，對(duì)跟蹤假設(shè)生成樹(shù)進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到高精度、多目標(biāo)跨攝像機(jī)人員追蹤的目的。該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于：基于跨視域特征融合方法的行人再識(shí)別，準(zhǔn)確率為85%以上（比現(xiàn)有指標(biāo)提高5%）；基于多源異構(gòu)遷移學(xué)習(xí)方法的行人再識(shí)別，準(zhǔn)確率為85%以上（比現(xiàn)有指標(biāo)提高10%）；跨攝像機(jī)多目標(biāo)人員跟蹤，準(zhǔn)確率為80%以上（比現(xiàn)有指標(biāo)提高10%）。全自動(dòng)的跨攝像機(jī)多人員跟蹤和識(shí)別系統(tǒng)，適合城市內(nèi)大范圍區(qū)域的人員跟蹤，可以克服攝像機(jī)拍攝角度、行人姿勢(shì)、服飾變化等各種因素對(duì)跟蹤精度帶來(lái)的影響。針對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)不足以及新進(jìn)入的跟蹤目標(biāo)等問(wèn)題，系統(tǒng)更加穩(wěn)健和魯棒，可有效解決城市公共安全問(wèn)題。
