“智慧型城市”的概念喊了這么多年，到底靠不靠譜，能不能實(shí)現(xiàn)，是不是真的不止停留在科幻電影里，真的在不遠(yuǎn)的將來(lái)就能等到實(shí)現(xiàn)的那一天?答案是：真的!因?yàn)殡S著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)行業(yè)的快速發(fā)展以及國(guó)外IBM、谷歌，國(guó)內(nèi)BAT等大型企業(yè)對(duì)大數(shù)據(jù)的大規(guī)模運(yùn)用，這都已變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)了。

聯(lián)合國(guó)預(yù)計(jì)，到2050年，全球?qū)⒂?6%的人口居住在城市。非洲和亞洲這樣的欠發(fā)達(dá)地區(qū)將是主要擴(kuò)張區(qū)域，預(yù)計(jì)將會(huì)有大規(guī)模的人口遷徙至城市。為了給不斷增加的城市人口提供足夠的住房、能源、交通、教育和醫(yī)療等資源，這些地區(qū)的城市將面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。

因此，對(duì)于很多國(guó)家的城市規(guī)劃和政府相關(guān)部門工作人員而言，了解城市的演進(jìn)過(guò)程、掌握構(gòu)建智能城市的方法就顯得尤為重要。為了更好地規(guī)劃和建設(shè)城市，我們必須了解城市的內(nèi)部運(yùn)作機(jī)制。幸運(yùn)的是，現(xiàn)在我們可以依靠某些工具來(lái)規(guī)劃城市，讓城市生態(tài)更健康，發(fā)展更和諧，就像我們?cè)谕?ldquo;模擬人生”游戲一樣。

一個(gè)全新的(模擬)世界

每座城市都是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)，以前，科學(xué)家把城市看作“機(jī)器”;現(xiàn)在，科學(xué)家則把城市當(dāng)成“有機(jī)體”。就像自然環(huán)境中的有機(jī)生物群體一樣，城市也是一個(gè)不斷生長(zhǎng)、不斷發(fā)生變化的有機(jī)體。為了掌握城市的內(nèi)部運(yùn)作機(jī)制，你可以把城市比作一個(gè)白蟻種群，或是一個(gè)細(xì)菌菌落。

每一個(gè)龐雜的生物群體都由單一的單元組成，雖然這些單元的生活習(xí)慣較為簡(jiǎn)單，不過(guò)每一單元都會(huì)進(jìn)行相互作用，而這些相互作用會(huì)不斷累加，產(chǎn)生更廣泛的聚合效應(yīng)。比如，每只候鳥(niǎo)在遷徙飛翔時(shí)，都會(huì)與旁邊的鳥(niǎo)保持相同的距離，并保持相同的飛行速度和高度，維持同樣的飛行方向。這是候鳥(niǎo)的本能，從整體來(lái)看就能在天空中顯示出美麗的圖案。

又比如，從整體上看，蟻群能做到相當(dāng)復(fù)雜的事，比如搬運(yùn)體積是其自身幾倍的重物。然而蟻群中并沒(méi)有什么領(lǐng)頭者“告訴”其他螞蟻要搬動(dòng)這個(gè)重物，這些螞蟻只是遵循著一種簡(jiǎn)單的行為模式，隨著本能而行動(dòng)罷了。這個(gè)觀點(diǎn)甚至可以用來(lái)解釋城市中的交通擁堵現(xiàn)象。對(duì)每一輛汽車而言，它們只是以較慢的速度行駛在馬路上，但是從整體上看，這些行駛緩慢的汽車已經(jīng)造成了交通擁堵。

因此，如果城市就像一個(gè)有機(jī)生物群體，我們應(yīng)該從組成城市的每個(gè)單元入手，想象一下每個(gè)單元互相疊加將會(huì)產(chǎn)生怎樣的化學(xué)反應(yīng)。特別是我們可以利用“基于主體建模”的方法(數(shù)據(jù)猿注：“基于主體建模方法”是在對(duì)微觀個(gè)體進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的基礎(chǔ)上，利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)來(lái)推演事物的演化發(fā)展過(guò)程)，來(lái)測(cè)算出所有這些單元(包括每棟樓房、每個(gè)人及每個(gè)組織機(jī)構(gòu))累積疊加在一起，會(huì)對(duì)城市環(huán)境造成怎樣的影響。

這就像在玩“虛擬人生”游戲一樣，這個(gè)電腦游戲最早是基于杰伊·福里斯特的理論而設(shè)計(jì)的。杰伊·福里斯特是美國(guó)麻省理工學(xué)院的教授，也是系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(system dynamics)的學(xué)科奠基人。在“虛擬人生”游戲中，城市內(nèi)部的每個(gè)組成單元都有其特定的運(yùn)作規(guī)律，每一個(gè)組成單元都與其他單元相互作用、相互依存。

在電腦游戲里，我們可以對(duì)人的行為進(jìn)行理想化和模式化的考慮，不過(guò)在現(xiàn)實(shí)生活中，人的行為都是復(fù)雜多變的，研究人員必須整合已有資源，挖掘有用的數(shù)據(jù)，用這些數(shù)據(jù)來(lái)研究現(xiàn)實(shí)中城市里每個(gè)單元的運(yùn)作規(guī)律。另外，為了得到準(zhǔn)確的研究結(jié)果，這些運(yùn)作理論要能得到實(shí)踐的檢驗(yàn)。研究人員必須對(duì)每個(gè)單元進(jìn)行細(xì)致入微的觀察，收集大量的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行綜合研究，才能清楚地掌握這個(gè)單元在現(xiàn)實(shí)中的運(yùn)作規(guī)律。

用大數(shù)據(jù)建模

現(xiàn)在，利用大數(shù)據(jù)和先進(jìn)的電腦技術(shù)，我們可以用“基于主體建模方法”建立更精確更細(xì)致的模型。這些先進(jìn)的電腦技術(shù)甚至有望將人的思想和行為與模型結(jié)合。為了做到這點(diǎn)，首先我們可以建一個(gè)簡(jiǎn)單的模型來(lái)考量人的選擇對(duì)現(xiàn)在和未來(lái)產(chǎn)生的影響。

比如，我們想知道某一特定地區(qū)城市路網(wǎng)布局的變化對(duì)犯罪率可能造成的影響。我們可以以那些有犯罪傾向的人為基礎(chǔ)構(gòu)建模型，利用這個(gè)模型，我們可以研究城市環(huán)境的變化是怎樣影響這些潛在的小偷在城市里的活動(dòng)范圍。由于小偷的活動(dòng)范圍發(fā)生了變化，他們“踩點(diǎn)”的地區(qū)也會(huì)發(fā)生變化，這樣我們便可以測(cè)算出在新的城市路網(wǎng)布局下，哪些地區(qū)最有可能發(fā)生偷竊事件。

為了更精準(zhǔn)地模擬城市，研究人員需要收集海量數(shù)據(jù)來(lái)輔助構(gòu)建模型。比如，為了模擬和分析某一特定地區(qū)的每日人流量，我們必須了解這些人是來(lái)做什么的，他們?cè)谀睦镒鲞@些事，以及他們?yōu)槭裁匆鲞@些事。簡(jiǎn)而言之，就是首先必須了解人的行為以及做這種行為的動(dòng)機(jī)。

如果沒(méi)有精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，我們很難確認(rèn)這些已經(jīng)建好的模型是否能產(chǎn)生實(shí)際價(jià)值。大數(shù)據(jù)是可以為城市規(guī)劃人員提供豐富信息的，這些信息包括：

· 城市的ETC系統(tǒng)可以告訴研究人員人們的出行習(xí)慣;

· Twitter上的信息可以反映出人們?cè)谧鍪裁?，想什?

· 某一地區(qū)的手機(jī)密度可以反映出這一地區(qū)的人口密度;

· 可以通過(guò)信用卡交易記錄了解消費(fèi)者的購(gòu)買習(xí)慣;

· 利用Open Street Map(譯者注：這是一個(gè)網(wǎng)上地圖協(xié)作計(jì)劃，上面的地圖可供用戶自由編輯)，研究人員可以了解到城市中那些鮮為人知的地方。

實(shí)際上，用大數(shù)據(jù)建立城市模型已經(jīng)不需要把城市的所有人口看成一個(gè)整體了，現(xiàn)在重點(diǎn)研究的是每個(gè)人思維模式和行為方式，這些思維模式和行為方式各不相同。

注：本文為數(shù)據(jù)猿獨(dú)家編譯稿件

來(lái)源：數(shù)據(jù)猿