數字化已經成為高頻詞匯。
元宇宙的大火后,游戲化的數字世界也開始獲得追捧。上帝按照自己的樣子創造人類,現在人類想要根據實體世界的樣子創造出數字孿生世界。
但數字孿生并非新概念。
1970年4月13日,飛行了33萬公里的美國阿波羅十三號飛船在抵達月球前,因為氧氣罐爆炸造成船體發生扭曲變形,飛船面臨失控。
好在NASA在“阿波羅計劃”中建立了一套完整的物理仿真系統,地面上的“孿生飛行器”可以在仿真技術的幫助下預演登月過程中可能遇到的緊急情況,于是一系列緊急救援計劃討論之后,最后放棄登月。
(圖:登月艙模擬器和指令艙模擬器)
登月雖然失敗了,但這次太空救援計劃背后一系列工程設計,被看做是人類數字孿生技術的源頭。
2002年,美國密歇根大學的Michael Grieves博士首次完整提出“數字孿生”概念。2012年,NASA跟美國空軍論述了未來航空航天器數字孿生的理想模型,對數字孿生進行了嚴格的學術定義。
一年之后,德國正式發布了工業4.0這個概念,核心就是基于數字孿生和AI。
而數字孿生的概念被智慧城市所吸納,也絕不是偶然。
2008年IBM提出“智慧地球”的概念,此后全球范圍內迅速興起了智慧城市的建設浪潮,處于城鎮化轉型節點上的中國城市尤為積極。
2016年,建設智慧城市正式被確認為國家重點工程,智慧城市發展進入推進階段。按照德勤披露的調研報告,中國智慧城市的試點數量已經占到了全球的50%左右。
最顯而易見的是,浙江、上海、河北保定等城市,正在大力推動數字產業化、產業數字化、社會治理數字化等不同細分領域的數字化發展。
而在國內各大城市競相發力數字化轉型的背后,一方面是積極響應國家提出的“加快數字化發展”的戰略部署,另一方面是為了搶占數字時代的戰略機遇,以數字化轉型驅動城市生產方式、生活方式和治理方式變革,全面提升數字時代的城市核心競爭力。
然而,對于正處于“城市+數字化”階段的數字化城市來說,牢固的數字底座一定是必不可少的。
英國經濟學家巴頓曾說過:“城市是一個坐落在有限空間內的各種經濟市場-住房、勞動力、土地、運動等交織在一起的網絡系統”,這個網絡任何一個節點紊亂,都有可能引發系統風險。
就好比如交通出行領域,充分依托“數字政府”政務云平臺、政務大數據、公共支撐平臺以移動互聯網、5G技術、物聯網、云計算、大數據、人工智能為主的新一代信息化技術快速提升交通政務數據化水平。
而在數字化的過程中,城市需要將物聯網、人工智能、大數據、云計算、區塊鏈等數字信息技術全面滲透到各個領域,構建出城市大腦、產業畫像、知識圖譜等,使數字空間與現實空間充分融合。
換個角度來看“數字化城市”,大數據中心、人工智能等新基建似乎已經逐漸成為一條脈絡清晰、競爭加速的子賽道。
(天津濱海城市運營中心)
一、“虛擬副本”讓城市治理不再盲人摸象
數字孿生就是城市的“虛擬副本”。
首先必須要明確的是,數字孿生并非完全復原現實世界,以人類現有的技術沒辦法復刻大自然的鬼斧神工或者造物主的神跡。
數字孿生嘗試復制的真實世界,并非包羅萬象,是在有限的范圍內特定的維度上進行復制,以便應對特別的問題。
從城市治理的角度來看,數字孿生城市相當于真實世界的“操作系統”,有了它就可以遠程對城市的每一個角落進行監測、智慧調度,無論是街道、社區,還是商場、變電站乃至城市排水系統,從而提升城市的治理效率。
簡單的說,原本城市隱形秩序被顯性化呈現,城市治理和公共服務都將不再“盲人摸象”。
數字孿生之于智慧城市的價值,逐漸被越來越多人所認可。
一個數字化城市的形成,通常是以計算機技術、多媒體技術和大規模存儲技術為基礎,以寬帶網絡為紐帶。
運用遙感、全球定位系統、地理信息系統、工程測量技術、仿真-虛擬等技術,對城市進行多分辨率、多尺度、多時空和多種類的三維描述,即利用信息技術手段把城市的過去、現狀和未來的全部內容在網絡上進行數字化虛擬實現。
如果說將數字化城市發展分為“城市+數字化”和“數字化城市”兩個階段,那么毫無疑問,目前城市數字化領域正處于“城市+數字化”發展階段。
而“城市+數字化”,是技術向物理世界逐漸滲透,以場景為單位進行數字化建設。
從頭部大廠的智慧生態到AI賽道的??低暋俣?、“四小龍”再到科大訊飛,對于這一場數字化盛宴,商業嗅覺敏銳的企業,第一時間洞察到了數字孿生的新風口。
互聯網大廠紛紛上馬智慧城市項目,阿里云的城市大腦、騰訊的“數字政府”、百度的AI City、華為的“城市智能生命體”……他們都不想錯過紛紛入局數字化城市競爭賽道。
科技公司們也不遺余力。海爾打造了海納云BIMCloud數字孿生平臺、平安科技有智慧城市云、浪潮有智慧城市大腦……
他們通過不同的維度觀察打磨出了許多數字孿生的應用樣本,并且不乏一些有價值的參考案例。
華為和上海市黃浦區合作,通過大數據、邊緣計算、5G等技術1:1復刻了百年建筑“南京大樓”的數字孿生系統,對樓宇的健康度進行打分并輸出體檢報告。
海納云在青島的海尚府通過數字孿生三維建模,幫社區業主還原戶型結構,可視化管理水電暖隱蔽管線,遠程控制家里的窗簾、照明、地暖等系統。
在產業投資新風口之下,根據天眼查顯示6月13日,海納云宣布完成2億元A輪融資,本次融資由上海城投控股旗下2家投資主體(上海城投控股投資有限公司和誠鼎基金)領投。
值得注意的是,本輪融資主要用于海納云平臺研發能力建設、生態布局資源整合以及區域市場業務拓展。
事實上,早在2019年,海納云依托由AIoT、大數據、AI算法和數字孿生4大核心技術構建的“星海數字平臺”,打造了城市大腦、數字應急與城市生命線、數字市政、數字孿生BIM/CIM、數字城市治理、數字社區/園區等多個應用場景。
而這次國資的投資,無疑是更進一步推動了海納云在數字城市賽道的發展。
但回過頭來看,近年來不少城市提出政府數字化轉型、產業數字化等領域的規劃目標,在數字化城市建設過程中,由政府領導、企業協同是比較常見的模式。
在這樣的模式下,已形成參與者眾多的生態網絡和競爭與合作共存的行業格局,其中包括阿里云等具有較強技術服務能力的行業引領者。
如果說智慧城市是數字城市與物聯網相結合的產物,那么各大企業數字城市的基礎,也在一定程度上影響著后續智慧城市的發展。
因為數字城市的發展積累了大量的基礎和運行數據,也面臨諸多挑戰,包括城市級海量信息的采集、分析、存儲、利用等處理問題,多系統融合中的各種復雜問題,以及技術發展帶來的城市發展異化問題。
同時,各大企業也面臨一系列不同的難題。
如何劃定政府、市場、公民三方的數據權限,兼顧隱私與便利,推動共治與共享;如何設置機器自動化決策與人為介入的機制,實現良性協同;如何調整條塊化、科層化體系,發揮最大效力。
簡言之,一座智慧的城市,增進著也考驗著各大“建設者”的智慧。
二、數字化的鴻溝仍然存在
智慧城市的復雜度遠高于傳統互聯網。
以北京OTA智能社區為例。
社區中配備了超級“社區大腦”,實現了萬物互聯、物物對話,讓社區和家庭的各類智能硬件、軟件、算法及服務得以通過OTA方式持續升級更新,但想要實現這樣數字孿生的功能,就需要串聯起上百家企業的產品,難度可想而知。
而智慧城市的關聯方,將數十倍甚至百倍于智能社區。
在數字城市賽道的發展中,玩家有著一個統一的共識:當下的智慧城市經過8年的建設,仍處于初級階段,數據并不互通。
當前不同企業、不同城市、不同部門在進行不同維度的數字孿生探索,缺少資源共享與業務協同機制。
對于海納云、阿里、華為等來說,想要解決數據孤島的問題,就要推動感知層的建設,而城市感知建設的重點將是傳感器、解決數據隱私問題、在機制上實現數據相互聯通。
首先,在數字孿生技術將整個城市的虛擬副本形態數字化呈現的過程,是需要不同傳感器去完成的。
這在很大程度上就會導致在感應數字化的過程中,傳感器的標椎、協議需要達到統一才能夠在數據收集時更輕松便利。
而海納云作為智能社區的參與者,雖然在自主研發的“AIoT生態平臺”,兼容Modbus、蜂窩、WIFI、Lora、NB-IoT等200余種通用協議,可以快速接入生態廠商的不同硬件,目前連接的設備數已經超過1000萬,接入的品類超過2000種,全面拓寬了鏈接的廣度和深度。
但在AIoT的宗旨是通過傳感器實時采集在線化的數據,結合用戶需求提供個性化的智能服務。
換個角度來說,在城市大腦的建設中,首先就是要感知城市,把整個城市由物理空間到數字空間能進行孿生建設,這就需要傳感器像建立數字地圖一樣精準,只有達到合理的規模才能實現。
這些傳感器既包括各種視覺感知設備、也包括地下管網中各種專業的傳感器等,而傳感器的規?;瘧萌Q于價格和成本的突破。
而目前在城市的感知層上的能力遠遠沒有打通,這就決定著海納云在物聯、城市大腦的擴展上,需要做出大量的投入。
高級的傳感器,很大程度上能夠在現實物聯的數據獲取上更為精準,在感知城市的基礎上需要足夠多的數據才能做到智慧。
另一方面,后期對于三四線城市的數字化轉型,想要做到類似一線城市的物聯感知,這將會涉及很大的改造成本問題,以及運營機制的改變。
回過頭來看數字城市賽道,我們不得不承認城市大腦、數字底座等理念架構的推出,都在表示著數字城市賽道在技術方面的大幅提升。
但問題也會不斷的產生。
智慧與隱私難以兼得
事實上,智慧城市的建設除了物聯感知以外,居民的隱私、家庭的信息同樣是數據獲取的一部分,但也不光是個人的數據,比如面臨to G、to B的,還有業務、流程各種數據。
原因實際上也很簡單,就拿個人和家庭來說,無論是出行或者消費,或者家庭的日常的行為,這些隱私是一個互相伴隨、相輔相生的狀態。
與海納云等“以人為本”的企業來說,智慧城市作為賦能人民幸福感的作用之一,在涉及到一些便民措施的需求下,就會很難不涉及到一些公民隱私數據。
這不僅僅是在智慧城市發展初期存在需求,如果智慧城市的前期發展是設備,后期發展是服務,那么在智慧城市發展的后期,個人、家庭、to G、to B的數據就會變得更加重要。
或許,政府在這個層面會有相應的法律,比如數據安全法,包括現在隱私越來越關注這方面,會加強立法和監管,在智慧層面對公民的便利和隱私保護有一個比較好的權衡。
又或者,在未來的智慧城市,為了保證不侵犯個人、企業、家庭的隱私,將智慧和人相互進行協作發展。
不過,對于當下處于初級階段的智慧城市建設,是極其需要通過深層次感知城市的,這就很容易造成物聯感知和個人、家庭、企業等隱私相悖。
于是,我們可以窺見,可能接下來的智慧城市發展中,甚至未來更長的一段時間里,對于海納云等所有數字城市賽道的企業來說,數據、智慧、數據隱私中間的權衡,將變成賽道發展中最難以逾越的鴻溝。
甚至于政策制定者而言,數據安全法的落地,是一個遲早要面對的問題,畢竟這也是促進賽道發展、企業之間良性競爭最有力的保證。
此外,早在2020年的時候,就有統計數據顯示,國內和智慧城市概念相關的企業數據超過1500家。
這對于海納云來說,在數字城市賽道上,已經不僅僅需要業務上不斷突破發展,同時也面臨著來自阿里、華為、中興以及更多同行之間的競爭。