新加坡基于虛擬模型發(fā)展智慧城市

李偉

全球領(lǐng)先的智慧城市發(fā)展方案，可分為兩種類型：一種是以日本城市為代表，重視能源管理，使城市具備可持續(xù)發(fā)展能力。節(jié)能減排，防范、抵御自然災(zāi)害是其主要功能;另一種是以新加坡為代表，以數(shù)字技術(shù)為依托優(yōu)化城市功能。

新加坡在數(shù)字技術(shù)領(lǐng)域全面布局，被視為全球智慧城市技術(shù)準(zhǔn)備最充分的城市之一。這與新加坡發(fā)展較快，其信息和通信產(chǎn)業(yè)較為成熟發(fā)達(dá)，信息化一直處于全球領(lǐng)先地位有關(guān)。

讓城市規(guī)劃者擁有現(xiàn)場(chǎng)視角

新加坡早在1992年就提出了“智慧島”計(jì)劃。經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，該計(jì)劃升級(jí)為“智慧城市”，其核心理念是“3C”，即連接（Connect）、集成（Collect）和理解（Comprehend），強(qiáng)調(diào)在建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和共享，推進(jìn)智慧城市發(fā)展。

SingPass給居民帶來(lái)極大便利

新加坡智慧城市發(fā)展的一大亮點(diǎn)，是將整個(gè)城市轉(zhuǎn)換成一個(gè)虛擬模型，即在網(wǎng)絡(luò)世界中呈現(xiàn)一個(gè)數(shù)字化的新加坡。不同的城市管理部門可以根據(jù)該模型實(shí)現(xiàn)對(duì)城市動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)和協(xié)同管理。例如，根據(jù)城市中已有建筑物的分布，以及即將新建的建筑物的位置，判斷其如何影響城市交通;嘗試采用多種方案，對(duì)道路通行方向和停車場(chǎng)的位置進(jìn)行模擬調(diào)整;根據(jù)城市布局的變化，模擬調(diào)整能源供應(yīng)方案和綠化配置方案等。

在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代，大多數(shù)人沒(méi)有手機(jī)幾乎都寸步難行。新加坡?lián)碛薪?80萬(wàn)居民，撐起這個(gè)城市數(shù)字經(jīng)濟(jì)的是近900萬(wàn)部手機(jī)。虛擬城市模型就以這些通信終端代表居民。同時(shí)，24條海底光纜、上百家跨國(guó)企業(yè)中心等，都在虛擬城市模型中有所體現(xiàn)。

弗勞恩霍夫研究所的負(fù)責(zé)人沃爾夫?qū)ぞS蒂希，是虛擬城市模型項(xiàng)目的主導(dǎo)者。他說(shuō)：“設(shè)計(jì)并運(yùn)行虛擬工廠模型是很常見的，但針對(duì)現(xiàn)代化大都市，這項(xiàng)工作極為復(fù)雜和艱難。”

技術(shù)人員用“數(shù)字映射”技術(shù)將城市實(shí)體的活動(dòng)及其引起的變化同步到虛擬模型中。維蒂希舉了一個(gè)例子：如果軟件工程師想改進(jìn)地鐵列車的操作系統(tǒng)，那么他可以在虛擬城市模型的演示室里戴上數(shù)字化頭盔，“置身于”地鐵列車的駕駛室中，獲得直觀的體驗(yàn)。虛擬城市模型能讓每一位城市規(guī)劃者和管理者擁有現(xiàn)場(chǎng)視角，從而拿出更好的解決方案。

榜鵝數(shù)字區(qū)

虛擬模型是新加坡在建設(shè)智慧城市的過(guò)程中使用的重要工具。虛擬模型的研究成果通過(guò)一個(gè)特殊的區(qū)域加以展現(xiàn)——榜鵝數(shù)字區(qū)（也稱榜鵝新城）。該地區(qū)占地50公頃，提供2.8萬(wàn)個(gè)工作崗位，是新加坡智慧城市的示范區(qū)。

新冠肺炎疫情暴發(fā)初期，榜鵝數(shù)字區(qū)中每一名居民的活動(dòng)軌跡都被虛擬城市模型記錄下來(lái)，這些信息可用于對(duì)患者及其密接者進(jìn)行追蹤定位。新加坡政府將這一數(shù)據(jù)記錄方案推廣到全國(guó)，對(duì)20萬(wàn)個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控拍攝，在疫情防控工作中發(fā)揮了重要作用。

基于虛擬城市模型的研究成果，榜鵝數(shù)字區(qū)在居民中推廣名為“合力追蹤”的應(yīng)用程序。它涵蓋社會(huì)生活的方方面面，查詢信息、預(yù)約公共服務(wù)甚至尋找走失的寵物，都可以通過(guò)該程序獲得幫助。

以智慧交通為例，“合力追蹤”中的交通App，可以通過(guò)每輛公交車的刷卡記錄來(lái)判斷其擁擠程度，并提前告知出行者，非常人性化。

榜鵝數(shù)字區(qū)還率先推行新型個(gè)人身份信息系統(tǒng)——SingPass。新加坡數(shù)字身份項(xiàng)目主管肯德里克·李說(shuō)：“隨身攜帶身份證件，或者記住自己的身份證件號(hào)碼，這些對(duì)于居民來(lái)說(shuō)都不是良好的體驗(yàn)。我們將人臉識(shí)別和電子簽名集成到SingPass中，解決了這個(gè)問(wèn)題。”

以銀行業(yè)務(wù)為例，榜鵝數(shù)字區(qū)率先引入基于SingPass的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)交換平臺(tái)。居民通過(guò)刷臉和電子簽名，即可在該平臺(tái)上調(diào)出自己所有財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)：支票賬戶狀態(tài)、養(yǎng)老金儲(chǔ)備情況、信用卡額度、債務(wù)狀況等。以往需要一兩個(gè)小時(shí)才能辦理完的業(yè)務(wù)，現(xiàn)在幾分鐘內(nèi)就可完成。

虛擬模型預(yù)測(cè)2023年時(shí)的新加坡城市一角

虛擬模型中的新加坡公共廣場(chǎng)

智慧公路

榜鵝數(shù)字區(qū)中的智慧公路，也是新加坡智慧城市建設(shè)的一大亮點(diǎn)。

當(dāng)能見度下降到100米時(shí)，智慧公路會(huì)自動(dòng)開啟智能引導(dǎo)系統(tǒng)，地面上閃爍的黃色、紅色引導(dǎo)燈，組成類似飛機(jī)跑道的指示系統(tǒng)，為迷霧中的車輛導(dǎo)航;當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)時(shí)，激光測(cè)距器會(huì)判斷車輛占用哪一條車道，車輛駛過(guò)后，黃光變?yōu)榧t光，車輛后方形成兩條更高頻率的紅色閃爍軌跡，警示后車保持車距;一旦發(fā)生交通事故，智慧管控平臺(tái)能夠在第一時(shí)間監(jiān)測(cè)到，并觸發(fā)就近的公路情報(bào)板，開啟車道管控模式……

智慧公路的發(fā)展趨勢(shì)是數(shù)字化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化和綠色化。榜鵝數(shù)字區(qū)通過(guò)智慧公路關(guān)鍵技術(shù)的示范應(yīng)用，面向未來(lái)嘗試如何將傳統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施和新基建結(jié)合起來(lái)，全面提升公路的安全性、可靠性和綠色化的水平。借助通信技術(shù)，推進(jìn)大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等與公路建設(shè)深度融合。通過(guò)車路協(xié)同、云平臺(tái)+人工智能、信息化管控等前瞻性、先進(jìn)性技術(shù)，構(gòu)建安全、智能、綠色、舒適的應(yīng)用場(chǎng)景。

智慧公路的科技創(chuàng)新可謂無(wú)處不在。所有功能都由位于指揮中心和服務(wù)區(qū)的綜合管養(yǎng)平臺(tái)控制完成。它是智慧公路的“大腦”，其數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步到虛擬城市模型中。

綜合管養(yǎng)平臺(tái)上顯示車輛分流合流情況、情報(bào)板歷史記錄及實(shí)時(shí)預(yù)警信息。一旦路上出現(xiàn)拋灑物、逆行、違停、碰撞等，系統(tǒng)就會(huì)通過(guò)設(shè)備聯(lián)動(dòng)及時(shí)生成預(yù)警信息，并快速制定應(yīng)對(duì)方案。

另外，智慧公路路面上的復(fù)合瀝青材料，可實(shí)現(xiàn)“自我調(diào)節(jié)溫度”，平均調(diào)節(jié)幅度為2.5攝氏度，最大可調(diào)節(jié)9攝氏度。有了這種技術(shù)，在新加坡炎熱的夏季，道路能夠自主降溫，以免出現(xiàn)車轍，影響車輛行駛。

真正反映城市居民的實(shí)際需要

新加坡是一個(gè)城市國(guó)家，其產(chǎn)業(yè)以信息和通信業(yè)、金融業(yè)為主。這些產(chǎn)業(yè)與數(shù)字技術(shù)的關(guān)系較為密切。當(dāng)前，數(shù)字技術(shù)的蓬勃發(fā)展為實(shí)現(xiàn)智慧城市發(fā)展目標(biāo)提供了更為便捷的方式。不過(guò)，需要強(qiáng)調(diào)的是，智慧城市技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵，并不在于它是不是最先進(jìn)的，而在于它是不是能夠真正反映城市居民的實(shí)際需要。

新加坡立足于居民的需求，通過(guò)公共服務(wù)平臺(tái)，調(diào)動(dòng)居民參與城市建設(shè)。REACH（Reaching everyone for active citizenry @ home）是新加坡政府在1985年設(shè)立的，目前已發(fā)展為極具特色的數(shù)字化互動(dòng)平臺(tái)，以數(shù)字化手段鼓勵(lì)居民參與城市發(fā)展和管理政策的制定。

維蒂希說(shuō)：“智慧城市建設(shè)包括很多方面。必須利用盡量少的數(shù)據(jù)為城市和居民做更多的事情。我們需要整合的不僅僅是數(shù)據(jù)——新加坡正放眼世全界，招募最出色的規(guī)劃人才和管理人才。”

維蒂希指出，新加坡智慧城市建設(shè)所采用的每一項(xiàng)技術(shù)都不是獨(dú)一無(wú)二的，其他國(guó)家也在開發(fā)利用這些技術(shù)。但是，將這些技術(shù)整合運(yùn)用在一起，目前只有新加坡等少數(shù)城市做到了。在這里，政府、經(jīng)濟(jì)界、科技界和學(xué)術(shù)界人士通力協(xié)作，取得了令人矚目的成果。

編輯：姚志剛 winter-yao@163.com