在過(guò)去幾年里有了很多進(jìn)展，最開始的最快行車路線設(shè)計(jì)，到人的移動(dòng)發(fā)現(xiàn)城市的不合理的地方，到這個(gè)地方什么是商業(yè)區(qū)等等。最近兩天有新的進(jìn)展，包括空氣質(zhì)量、噪音和能耗等等，今天集中三個(gè)主題分別關(guān)于空氣質(zhì)量、噪音和能耗方面展開演講。

　　6月11日，北京國(guó)家會(huì)議中心，以“融合開放智能”為主題的2014地理信息開發(fā)者大會(huì)(WGDC2014)在此拉開帷幕。地理信息開發(fā)者大會(huì)自2012年起開始舉辦，三年時(shí)間里，伴隨著中國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，已經(jīng)成為地理信息領(lǐng)域最具影響力的技術(shù)創(chuàng)新盛會(huì)，與跨界融合、國(guó)際交流的重要平臺(tái)。

　　在下午的主會(huì)場(chǎng)，微軟亞洲研究院主管研究員，上海交通大學(xué)講座教授鄭宇為大會(huì)帶來(lái)精彩演講。

　　以下為演講全文：(根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)速記整理，未經(jīng)演講本人審核，如有疏漏，請(qǐng)諒解并及時(shí)與3sNews聯(lián)系)

　　大家下午好!眾所周知城市污染問(wèn)題解決非常復(fù)雜，現(xiàn)在從社交媒體到道路結(jié)構(gòu)，到氣象條件，產(chǎn)生了各種各樣的大數(shù)據(jù)，如果使用得當(dāng)?shù)脑捒梢岳眠@些數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)這個(gè)城市的問(wèn)題，并且自動(dòng)解決這些問(wèn)題?；谶@樣的愿景我們提出了城市計(jì)算的框檻，包括城市感知、城市服務(wù)提供和數(shù)據(jù)挖掘，形成一個(gè)環(huán)路不斷的自動(dòng)的改進(jìn)這各城市。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是大數(shù)據(jù)解決大城市大挑戰(zhàn)。最后做到人、城市運(yùn)轉(zhuǎn)效率和自然環(huán)境三贏的系統(tǒng)。

　　第一個(gè)是空氣質(zhì)量，眾所周知現(xiàn)在空氣質(zhì)量有多么重要，政府已經(jīng)把它拔到相當(dāng)?shù)母叨?，而且現(xiàn)在已經(jīng)變成全球的關(guān)注熱點(diǎn)。在中國(guó)的很多城市里，我們見了很多空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站，告訴老百姓，每個(gè)小時(shí)，你周邊空氣質(zhì)量什么樣?但是有一個(gè)問(wèn)題，站點(diǎn)的數(shù)目非常有限。北京市六環(huán)以內(nèi)22個(gè)站點(diǎn)，已經(jīng)是很多了。但是，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因?yàn)楸本┻@么大。為什么不建那么多站點(diǎn)呢?因?yàn)楹苜F、既占地費(fèi)用很高，也有后期的維護(hù)，不是一個(gè)小的傳感器就可以做到的。

　　空氣質(zhì)量在一個(gè)城市里面是不均勻的，這個(gè)圖的每一個(gè)圖標(biāo)是建的站立，數(shù)字就是空氣質(zhì)量的指標(biāo)，綠的表現(xiàn)非常好，紫色是非常差。同一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)里22個(gè)站點(diǎn)的毒素差別非常大。有的是幾十，有的是幾百。其實(shí)并不奇怪，因?yàn)橐粋€(gè)地方空氣質(zhì)量有很多復(fù)雜因素，比如房屋結(jié)構(gòu)擴(kuò)散條件，土地使用廠礦還是公園。

　　下面這個(gè)圖可以看到，它不光在同一時(shí)間各個(gè)地方不一樣，不同的地方隨著時(shí)間變化也是不一樣的。我們只有這么小的站點(diǎn)，沒有站點(diǎn)的地方空氣質(zhì)量是多少?比如我們開會(huì)的地方，空氣質(zhì)量是多少?我們也不清楚。我們不能通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的限性差值的算法代表空氣質(zhì)量。整個(gè)城市給一個(gè)平均毒素沒有道理，我們用大數(shù)據(jù)的方法做實(shí)時(shí)的細(xì)粒度的空氣質(zhì)量。

　　我們用兩部分的大數(shù)據(jù)做一公里乘一公里范圍的空氣質(zhì)量。第一部分?jǐn)?shù)據(jù)就是已有站點(diǎn)的實(shí)時(shí)毒素和歷史毒素。另一方面是來(lái)自與天氣情況。交通流量數(shù)據(jù)、平均數(shù)據(jù)多少、地域擁堵情況怎么樣?人的移動(dòng)性數(shù)據(jù)，和興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)，有多少餐館?廠礦?公園還是綠地?把這些數(shù)據(jù)融合之后建一個(gè)模型，把各種數(shù)據(jù)融合跟這個(gè)地方空氣質(zhì)量進(jìn)行融合做一個(gè)模型。你只要在這個(gè)地圖上點(diǎn)任何一個(gè)位置我們就可以告訴你這個(gè)地方的空氣質(zhì)量什么樣?，F(xiàn)在這個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)上線了，有九個(gè)城市，包括北京在里面都可以提供服務(wù)。這就是云加端的系統(tǒng)，并且是實(shí)時(shí)計(jì)算大數(shù)據(jù)提供服務(wù)的案例。

　　我們?cè)谠贫瞬杉諝赓|(zhì)量數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)分析處理，給用戶提供的是細(xì)粒度的空氣質(zhì)量。

　　我們把我們的方法和很多傳統(tǒng)的方法，特別是和傳統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的經(jīng)典模型進(jìn)行了比較，最近跟環(huán)保部有一個(gè)合作，傳統(tǒng)的環(huán)境學(xué)，基于污染物擴(kuò)散物最多做到0.6，現(xiàn)在通過(guò)大數(shù)據(jù)的方法，把弱相關(guān)的數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起可以提升到0.8，是20%的提升。我們用北京、上海等十個(gè)城市做驗(yàn)證，利用本身站點(diǎn)的毒素做比較。我們對(duì)每一個(gè)站點(diǎn)做比較，很容易知道過(guò)去一年里的準(zhǔn)確性到底有多高。

　　下一個(gè)問(wèn)題是能耗問(wèn)題。尤其是在城市里面，車輛、汽油的油耗。誰(shuí)告訴我，過(guò)去一個(gè)小時(shí)里面北京市路面所有汽油量消耗總和是多少?很多人回答不上來(lái)，其實(shí)這是能算出來(lái)的。算出第一步的話，問(wèn)第二個(gè)問(wèn)題，過(guò)去一小時(shí)里產(chǎn)生PM2.5排放量是多少?能算這兩個(gè)，就跟前面的空氣環(huán)境關(guān)聯(lián)到了一起。這是可以算出來(lái)車在PM2.5到底占多少?之前有人得出的結(jié)論是40%，有爭(zhēng)議。其實(shí)理論上算的話，每個(gè)車把傳感器的排放、油耗都裝過(guò)來(lái)，這不現(xiàn)實(shí)。比如導(dǎo)航軟件用少部分的車作為傳感器感知每個(gè)路段的流量和速度，那么就可以利用環(huán)境學(xué)經(jīng)典公式算出排放，主要有三個(gè)步驟。

　　第一部分：利用已有GPS數(shù)據(jù)算出有限道路上的速度。在任何時(shí)間，大部分的路上是沒有數(shù)據(jù)的，那么速度怎么算出來(lái)?怎么把全程里的每一個(gè)路段，每一個(gè)10分鐘里的速度算出來(lái)，這要考慮時(shí)間、空間和地域分配和POI的配置，是很難的問(wèn)題。我們有一個(gè)技術(shù)可以解決，誤差可以算到10%。

　　第二點(diǎn)，單位時(shí)間通過(guò)車的流量的速度，這不僅僅是速度的問(wèn)題，這也有模型可以測(cè)出來(lái)。如果這些東西都能算出來(lái)之后，很多應(yīng)用都可以做了。剛剛討論的最低油耗路線完全可以做。最環(huán)保的路線、以及你可以告訴政府哪些道路設(shè)計(jì)不合理，油耗就是高于其他地方，有它的原因。

　　看一個(gè)例子：三個(gè)圖工作日、周末和國(guó)慶節(jié)，鳥巢這個(gè)地方。

　　中關(guān)村地區(qū)，工作的時(shí)候3點(diǎn)到4點(diǎn)，這個(gè)車的地方并不多，周末的時(shí)候大家到這兒購(gòu)物，一氧化碳的排放量顯著上升，這方面來(lái)講我們也可以做實(shí)時(shí)的污染預(yù)警。

　　北京市全程油耗綜合圖：紅色表示高油耗、綠色是低油耗。不同的工作日還是節(jié)假日，還是法定節(jié)假日里面，總體油耗隨著時(shí)間的變化而變化?？梢钥吹接腥さ氖?，法定節(jié)假日的時(shí)候，比如國(guó)慶節(jié)總油耗郎反而更高，其實(shí)走了一部分車之后，我們的車流速變得更快了，單位時(shí)間可以通過(guò)車的總數(shù)并沒有變少。

　　第三：噪音的問(wèn)題。中國(guó)人民非常關(guān)心環(huán)境污染，美國(guó)人民關(guān)心噪音問(wèn)題。在曼哈頓這個(gè)地方，每次去的時(shí)候都睡不過(guò)4點(diǎn)，因?yàn)楹艹?，噪音?lái)源于很多因素。比如說(shuō)你可能是卡車、垃圾車清運(yùn)，或者酒吧、或者是建筑工地。真正解決噪音污染要考慮三方面的因素。

　　第一要知道什么地方比較吵?第二到底有多吵?第三，它的成分是什么，為什么吵?如果解決這些問(wèn)題就可以有策略解決噪音污染。噪音比空氣要更細(xì)粒度。一分鐘前的噪音帳戶和現(xiàn)在又不一樣。如果用傳感器解決需要成百萬(wàn)的，不可能做到。

　　另外即便布了傳感器你也不知道噪音的成分是什么?恰好在紐約有一個(gè)允許大家打電話抱怨你感覺到不滿的地方，你每次抱怨的時(shí)候有地址和時(shí)間、以及類別。根據(jù)這個(gè)類別統(tǒng)計(jì)，噪音污染是第三大類。有了這樣的數(shù)據(jù)，可以間接反應(yīng)這個(gè)城市的噪音污染情況。如果這個(gè)地方噪音污染越嚴(yán)重，抱怨次數(shù)就越多，大家打電話投訴的概率越高。人作為一個(gè)傳感器，幫助我們感知它周邊的噪音情況，并且告訴我們它的原因。這個(gè)數(shù)據(jù)和稀疏，不是每一個(gè)地方都有人打電話來(lái)抱怨。很多時(shí)候我們沒有抱怨的數(shù)據(jù)，但是并不代表這就沒有噪音，因此需要考慮到大數(shù)據(jù)的融合。因?yàn)槲覀冋嬲龃髷?shù)據(jù)，不是用單一數(shù)據(jù)，一定是多個(gè)數(shù)據(jù)融合到一起，并且數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間要發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的。我們把噪音數(shù)據(jù)加上興趣點(diǎn)的POI和地址POI進(jìn)行分析。還有一般是社交媒體的數(shù)據(jù)，check-ins越多經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，在某種類別上，這地方帶來(lái)的噪音污染越大。

　　把這些數(shù)據(jù)融合之后，可以算出這個(gè)城市里每一個(gè)區(qū)域，每一個(gè)時(shí)間、每一種污染物的成分和比例。比如時(shí)代廣場(chǎng)這個(gè)地方，隨著時(shí)間的變化，各個(gè)地方噪音概率程度是多少?比例是多少?可能周末的時(shí)候是音樂(lè)，下午的時(shí)候可能就是施工。

　　具體某一個(gè)地方隨著時(shí)間變化的噪音變化也可以看到，比如華爾街，隨時(shí)間變化第一大污染物是建筑施工導(dǎo)致的噪音。也可以看這個(gè)城市的總和是什么樣的。比如紐約第一大噪音污染還是音樂(lè)和酒吧?？梢钥茨骋环N特定的類別，比如開酒吧的噪音污染，可以分析這個(gè)城市哪個(gè)地方噪音污染最嚴(yán)重。哥倫比亞大學(xué)這地方噪音污染最嚴(yán)重，因?yàn)橐部梢钥吹絇OI分布，這里面有很多餐館和娛樂(lè)設(shè)施，這是它的原因之一。

　　我們也可以把不同的地區(qū)進(jìn)行對(duì)比，看看它噪音構(gòu)成有什么區(qū)別，顯然華爾街和哥倫比亞大學(xué)有很大的變化。那么這樣的信息可以幫助很多人做決策，比如幫助你買房的決策。對(duì)于華爾街建筑施工是主要的原因，對(duì)于哥倫比亞大學(xué)還是因?yàn)橐魳?lè)和酒吧的噪音污染最嚴(yán)重。

　　今天講了很多，大家要問(wèn)什么是城市計(jì)算?城市計(jì)算是通向智慧城市的方法。通過(guò)大數(shù)據(jù)融合的方法來(lái)導(dǎo)致最終智慧的城市。遠(yuǎn)景就是用大數(shù)據(jù)解決智慧城市。用智慧挖掘的方法通過(guò)大數(shù)據(jù)的方法將城市變得更智慧化，實(shí)現(xiàn)人、自然、環(huán)境和城市運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)里三贏。