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杜明芳:中国智慧城市需构建模块化、可重构的通用型AI城市架构
2018-11-28


       2018年10月26日,第二届中国城市运营论坛在京隆重举行,本届论坛主题为“AI+城市运营:探索智慧城市运营创新之路”,来自政、产、学、研界的近300名嘉宾出席论坛,共同探讨“AI+城市运营”的发展路径。清华大学互联网产业研究院超智能城市研究中心副主任杜明芳博士出席论坛并担任 “AI与智慧城市治理”主题对话嘉宾。

(以下根据杜明芳女士在“2018中国城市运营论坛”上的对话内容整理)


     

     《中国人工智能城市白皮书》(以下简称《白皮书》)从立项开始,经过半年多密集的调研和研究,目前已经完成全书架构和内容的编写,在2018中国城市运营论坛上首次亮相。为什么提出“人工智能城市”这个概念?我国从2012年开始推进智慧城市建设,一直处于“探索期”,各个领域都在不断完善和探索智慧城市的技术和理念。到了“十三五”中期,智慧城市建设进入“优化期”。如何优化?“十九大”报告提出要高质量发展,目前我国经济、社会、产业等诸多领域正从多种维度积极探索高质量发展的新方法与新模式。从本质上看,高质量发展需要依托新动能,改进生产力和生产关系。现在中国欠缺的是高质量的制造,不缺商业模式创新。


      智慧城市是国家高质量发展和数字中国建设很好的载体,在高质量发展的历史阶段,着重研究智慧城市如何高质量建设发展非常必要。由此,《白皮书》提出“人工智能城市”这一概念及支撑其理论体系构建的六个模型。


      近年来,发达国家相继推出很多全行业或全社会层面的概念模型,这些概念模型也可以理解为新的经济模型,用以引领经济社会的发展方向,凝聚共识。经过对德国工业4.0、美国工业互联网、日本智能社会等进行大量对标研究后发现,在城市治理领域,我国迄今为止并没有一种包容性强且严谨的概念框架模型。通用智慧城市模型的建立是一项要求较高且比较复杂的工作,这种模型应该具有广泛指导意义和普遍适用性。众所周知,以往智慧城市的焦点很大程度上集中于信息化基础设施方面,智慧城市建设当然离不开信息技术的支撑,但在新的阶段应多维度、多层次、广视角研究和思考。从政府角度看,智慧城市是对城市的有效治理;从企业角度来说,更多关注的是产业的转型升级;从个人角度看,人们美好生活体验的提升才是城市智慧化的根本体现。


      我们编写的《白皮书》所提出的智慧城市架构模型已经不再局限于技术架构,它涵盖技术、商业、经济、人文层面的内容,严格说是经济学模型,是通过对标德国工业4.0等国际先进通用模型,结合党的“十八大”提出的新四化和“十九大”提出的现代化经济体系,提出的以人工智能理论为支撑的工业化和城市化融合的模型。近期大家谈的较多的是“AI赋能”,比较模糊和宏观,实际上目前AI落地应用较好的领域是图像和语音,金融领域做的也不错,其他领域的应用离真正智能化状态尚有很大差距。AI理论自身已经有几十年的发展历史,已经形成一套比较成熟的理论和技术体系,其内涵非常丰富。就目前的智慧城市AI应用来看,AI的潜能并没有得到充分的挖掘。目前,大家关注的重点仍是AI技术应用的某一个局部点,例如智能机器人,其实AI在产业链优化、供应链优化,乃至城市全要素优化等方面具有巨大的应用空间,目前并未得到足够重视,也还没有特别成功的案例出现。


      智慧城市是一个包含着大量不确定性状态的载体。大量新技术的应用使得人与人之间的关系、人与产业之间的关系,甚至整个社会的形态都发生着无时无刻不在的变化。在这种变化下,我们如何去捕捉相对稳定的智慧城市模型?如何刻画出智慧城市的本质?我觉得可以借鉴复杂系统理论的思想去分析和描述智慧城市的架构。智慧城市本身就是一个复杂巨系统,它包含通信基础设施、建筑、交通、物联网、民生工程等多个核心内容,这些内容从体系架构角度来讲,比较合理的方法是用复杂系统的理念去构建一个立体网状架构。这个立体网状架构采用模块化组合的思路搭建一个可灵活组合、可重构的智慧城市三维空间“魔方”。“魔方”中的每一块对应着实体城市中的某个细分小领域。就中国智慧城市而言,不同层级、不同地域的城市不宜采用同一套解决方案,应结合城市天然底蕴和发展基础去个性化设计,所以我们提出的模块化、可重构、个性化定制的体系架构设计思路是适时的、优化的、可行的。


      2017年国务院印发的《新一代人工智能发展规划》指出:人工智能的迅速发展将深刻改变人类社会生活、改变世界。应抢抓人工智能发展的重大战略机遇,构筑我国人工智能发展的先发优势,加快建设创新型国家和世界科技强国。在推进智慧城市建设发展过程中,应密切配合国家人工智能战略,采用模块化、可重构的通用型人工智能城市体系架构,尽快凝聚共识,同时着力推动AI在智慧城市各个垂直领域的深入研究和广泛应用,逐步构筑起我国人工智能城市的先发优势,争取在人工智能应用方面抢占世界智慧城市的至高点。


人物简介

       杜明芳,清华大学互联网产业研究院超智能城市研究中心副主任,博士、研究员、副教授。

研究方向:智慧城市、智慧建筑、无人车、工业4.0、人工智能、数字经济。

      北京理工大学自动化学院复杂系统智能控制与决策国家重点实验室控制科学与工程专业博士毕业(控制科学与工程专业,机器人与人工智能方向),工学博士。控制理论与控制工程专业工学硕士,工业自动化专业学士。曾作为北京市优秀中青年骨干教师代表赴德国德累斯顿工业大学学习欧洲先进高等职业教育系统,同时在大众汽车总部无人工厂实践。


      住建部信息技术应用标准化技术委员会专家委员,北京大学兼职副研究员,中国投资协会城镇化专业委员会专家委员,中国BIM标委会理事,中国通信工业协会物联网应用分会专家委员,中国卫星导航定位协会大数据专业委员会专家委员,中国自动化学会环境感知与保护专业委员会、中国自动化学会智能建筑与楼宇自动化专业委员会专家委员,全国高校人工智能与大数据创新联盟专家委员,《土木建筑工程信息技术》杂志编委。参研国内首辆纯电动无人驾驶汽车。参研国内首辆纯电动无人驾驶汽车及多款自主移动智能军用和民用机器人,主要负责研发视觉、雷达信号处理与机器学习及伺服控制系统。以第一作者发表学术论文近100篇,其中20余篇被SCI/EI/ISTP检索,研究论文发表于《计算机辅助设计与图形学学报》、《兵工学报》、《智能系统学报》、《中国图像图形学报》、《Information Technology Journal》、《Journal ofBeijing Institute of Technology》等EI期刊或核心期刊,IEEE Electronics, Communications and Control (ICECC)、IEEE Mechatronics and Automation (ICMA)、ChineseAutomation Congress (CAC)等重要国际会议,新华网、中国智库网、《科技日报》、《中国城市报》等媒体。主编或副主编出版《智能建筑系统集成》(“十一五”国家规划教材)、《现代控制技术》(国外经典著作翻译)等专著或教材8部,主笔完成建筑信息化和智慧城市相关国标两项。评审《建筑信息模型存储标准》、《建筑工程施工现场监管信息系统技术规程》等国标行标多项。持有专利/软件著作权5项。近年来主持完成中国BIM标准研究项目子课题3项,北京市科委机器人视觉导航课题1项。