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吴志强院士:城市技术未来和新基建逻辑

发布日期:2020-11-26T08:33:08.220Z 文章浏览量:

智慧城市

2020年会

新基建

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2020年11月26-27日,由中国社会科学院信息化研究中心、北京国脉互联信息顾问有限公司联合主办,国脉研究院承办的年度改革创新研讨盛会(第16年)——“2020智慧中国年会”在北京隆重召开,以“十四五前瞻与智治社会建设”为主题,来自全国部委、省、市、区县电子政务、智慧城市、大数据等领域的主管领导、行业专家、企业代表、主流媒体等齐聚一堂。

本文系中国工程院院士、同济大学副校长吴志强先生于11月26日上午在主论坛上的演讲,内容通过现场速记整理,未经本人审核。

「中国工程院院士、同济大学副校长 吴志强」

我今天在这里向国脉互联和中国社科院的同事们汇报一下我自己做的工作,可能对我们这个刚才说的话题是事物的具体的技术攻关,是一个大的基本的背景,是在高新民主任说的再往下一层,就是我们整个的技术平台、硬件平台、城市建设这一块,国家中长期科技发展规划对这个内容做了非常重要的指导。

我很有幸当时在德国待了10年,做城市规划的内容。2002、2003年时,邹德慈院士把我叫到北京,预测2020年整个城市规划。但是我们难在什么地方呢?我们自己做城市规划的,根本就没有一个领域是属于我们的,所以我们的目标就很清楚,要在国家的中长期科技规划中间增列一个领域——城镇化与城市发展。为了增列,就在全球做了非常认真的搜索,搜索到后面想到了“动态监测”这4个字,我觉得要让做的项目能够同我们城市建设、城镇化结合,成为一个科技领域,联合很多做城市工作的人将软知识变成硬知识,变成可感知、可以非常精确测试整个城市变化,实现具体量化。所以当时第一块就写了城镇区域规划,也就是“动态监测”这个词,后来小组的同事们不断努力搜索到底未来是怎么样,最后落了五个关键词,一个是动态监测,一个是城市功能提升与空间节约利用,第三个是绿色建筑,第四个是城市生态,第五个是城市信息平台,这是2002、2003年预测的2020年情况。

特别高兴的是2019年科技部组织了一批专家评价我们当时预测的题目是否准确,专家给了非常高的评价。基本上我们现在做城市工作的人都是围绕这五项内容,尤其是我特别骄傲的是关于城市规划预测的城市信息平台。过去十七八年做的工作,今天论证了这个方向是正确的。前些年工作很认真,使得我们很受益,那天很多的院士坐在后面评审,我们当时还很年轻,40岁刚冒头,邹慈德院士去汇报,汇报完以后很紧张,因为别人都是非常科学的,我们要让大家接受一个软科学——城市学,下来后大家鼓掌通过的时候非常兴奋,也是对我们自己的领域有了新的要求——要把我们的工作做成科学化。

现在又在预测未来的2035年,我自己把这几年工作想了想,到2035年,大概有六个背景特别重要。我想把我预测2035年的全面的思考、判断的背景,给同事们做一个汇报。

一、城市技术未来的六大背景

背景一:精准认识和把握城镇化和城市发展规划

这在过去是不可能的,城市太复杂,城市是人类创造的最复杂、最伟大的一个作品,在系统性上伟大,人类没有再复杂的了,这个城市里面有那么多人生活,也是极其伟大的一个人造物,这个人造物或许说不清,都是凭感觉说“应该”的多,具体是什么说的特别少。但是随着数字的大量涌现、感知的大量涌现,可以发现很多的数字可以描述未来这15年城市发展的规律,未来15年是人类历史对城市规律的把握涌现最集中的一个阶段。因为数字的涌现才有后面对城市规律的把握,我写的叫“以数明律”,用数字来说明它里面的规律。这块内容我刚才特别赞赏高主任的观点,不要把话说得太炫,有时候是商业的炫,“城市大脑”等名词的底部核心还是数字。有一位非常重要的英国学者说数字和人工智能之间的关系就像石油和引擎发动机之间的关系,假如引擎造得再好,没有石油,没有后面的燃料,这个引擎也是没有用的,有了数字没有引擎,就像有了很多石油、燃料,但是引擎比较差也是不行的,所以引擎和燃料相互之间是匹配的,不要只说人工智能,却没有下面的数字,也不要只有数字,没有人工智能搭配。所以第一个预测就是未来15年大量的定量化的数据就像经济规律一样,经济规律本身也是在一段时间从隐形科学大量出现、涌现以后变成了显性科学,未来15年就是城市城镇化大量的物力涌现的时期。

我们团队一直跟踪全球所有的城镇化,研究全球城镇化规律,从以下图看出德国、英国、美国是非常有规律的,只是我们过去是不确定的,主要凭感觉。所有发展中国家都在下面,包括阿根廷、巴西、俄罗斯、土耳其、南非、中国、印尼、印度,随着城镇化的发展,他们是第一条线,一条底线就是从农民变成城市,全世界统计下来这条线是非常清楚的,人均产出发生三倍的提升。发达国家第二次城镇化在66—80%的时候,突然之间转型,不再往下走,而是提升劳动生产力。比如意大利,到66%时就转掉了,国家留了30%的人,66%的人是在城市的,然后生产提高到人均GDP为4万。英国、美国是80%,非常清楚。只有15年时间要转型,剩下的国家再往前走的,其实都是到村里面去了。看得非常清楚,这是我们统计的一条规律。

下面是体力城镇化冲突。农村的体力劳动到城市的体力劳动,中国每一个人都可以翻三倍,再加上人口的增长,发达国家并不是这样做的,城乡都发达了以后,它稳住了,过去中国非常清楚——每一年增长一个百分点。改革开放从1978年到现在正好42年,中国的城镇化就是从18%提高到现在的60%,42个百分点,平均每年一个点。假如这么看这些规律,就非常清楚中国城镇化马上达到80%,也就是未来这段时间是中国转型发展关键时期,在这个转型过程中政府智能化、数字化、理性化的运行是极其关键的。所以基于这个大背景,如果我们没有理性操作、高效操作,就不可能完成这些转型的事情。

背景2:国家治理体系和治理能力现代化基本实现

背景3:人口结构变化(包括老龄化、少子化、高等教育大众化、人口跨越跨境跨文化同空间融合)带来的城市人需求变化

我国人口结构发生重大变化,尤其是老龄化这件事情,像上海的老龄化,实际上远远超过欧洲整体的老龄化。

背景4:人类对更长健康寿命的期望

人类的人均寿命会大幅度提升,以下是瑞典皇家工程院在庆祝100年的时候做的一条线,这条线说明什么?人类这种动物一直是25岁的动物,一直到1800年到1900年现代化开始以后,人类才从25岁动物变成了45岁动物,又用1900年到2000年这么长的时间,人类才从45岁的动物变成了70多岁。瑞典皇家工程院百年大典上就说明人类现在用100年提升到45岁,然后100年提升到70多岁,现在再过100年,人类活在什么点上?为什么过去提升那么多?这200年正是因为我们人类发现了抗生素,因为抗生素的诞生,人类大规模提升它的作用,最后一个抗生素是1985年发现的,从1985年到2015年已经35年了,我们人类没有发现一个抗生素,就意味着人类对新型的病毒、超级的细菌没有特别手段。假如一旦新的病毒和细菌来的话,我们人类都会用老工具应对。这是非常厉害、准确的判断。

背景5:大数据技术、人工智能技术、移动互联网技术、云计算技术、区块链技术等将给城市规划、建设和管理带来新模式

我一直叫“大智移云区链”5大技术,核心是数字,整体的建设带来了大规模的城市变化。

背景6:城市能源供给侧和消费侧的革命,可再生能源为主的能源模式所带来的变化和面临的新问题

能源会发生重大改革。国脉互联业务主要集中在政府运行方面,对中国来说是非常对的。但是德国智慧城市项目基本上、全盘、大规模都压在能源上。能源是一场非常重大的革命。大家可以看下面这张图,到了2017年,人类后面的能源总体的使用量每一年2.5%往下再推进,到2060年的时候,整体上还要翻5倍到6倍能源的使用,但是绝大部分都是清洁能源,也就是清洁能源的操作变得非常重要。德国大规模的数字化都在研究怎么把能源数字化,非常精密地把能源做到最清洁、最干净,像整个园区里面用完的电,废下来的到了下一部分的能源使用,整个园区里面串联起来,包括自生产、清能全部铺在这个上面,我们中国这块还没有。习近平总书记已经对外宣布中国2060年前实现碳中和,挑战巨大的地方是越发达的地方要平衡就越困难。我认为国脉互联应该关注具有战略意义的碳平衡。定位以后大家可以看未来40年一定主要是中国的城市,前面是比数字城市,后面会比碳中和谁先完成。这一块就变成我们各个点上现在去做数字城市的那一块探险变得极其重要。除了碳排经济以外,另外一手也要同时把自己的碳灰做到极致,这个两条腿跑起来,中国才会真正可持续发展。这就是我想给同事们讲得极其重要的6个背景,会影响我们整个“十四五”到2035年的变化。

二、城市技术未来的五大突破

一是自主城市全生命周期的全智化。这是我们过去的建设模式,先是创作方案,然后专家评估,接着优化以后就开始建设。实际上开始大规模上面的5个步骤,从感知到数库,然后到学习再到推演,看城市自身会怎么生长,然后再到判断有哪些东西是多余的、不需要做的,可以判断只是那些致命的弱点才要进行干预,干预以后才是创作,这个传统的四段,后面还有三段,做完以后还要监督、不断迭代,再回到感知,这是一个不断改、不断迭代的全生命周期。从4点变成现在这里的6点、7点、8点、9点,以后这个12点从整个盘面全部起来,这就是第一点的判断。

二是智能平台开始大量涌升。这是全世界所有的城市数字,13800个,我们是第一个团队全部完成识别所有城市每一平方公里,全部序列出来不同层次分类后,再进行深度学习,学完以后序列出来7个不同城市的模型,可以看到它学不同的城市,就会变成不同的类型。现在这个地方给它同样的初始条件,人工智能就会推演它未来到底会发生什么。我们很早时候就给雄安做了推演。

现在很多人喜欢说“孪生”,我一直不太赞成“孪生”这个词,因为“孪生”是被动的。实际上到了真的智能平台,我们都是提前看到它的未来。如果通过智能学习,可以看到明天,我说它是它的爸爸,现实的爸爸,但是它可以溯源到它的后面,也可以是它的儿子,实际上是错辈分的,不仅仅是一个双胞胎,它可以实现看到过去和未来,这就是我们今天平台大规模运用的结果。

三是自主城市情感感知。从过去的感知,大家拼命追求感知城市的空间和物质,未来感知人的情感是会大规模上来的。人民城市人民建,以人民为中心,实际上人的情感变成整个城市工作非常重要的一个判断。很多内容都要追逐它的使用者,就是人民、市民最多的使用,现在很多建筑设计、规划智能城市都是为了自己,实际上最后还是要回到市民的情感。我在2018年提出“城市情商”,“城市情商”到底是怎么样构成的?我们也开展从理论架构到具体数学模型的构建,当时做过城市情感分析,非常清楚。比方说这是上海人,一共是1822条有效情感数据,正面的数据如英雄、甜美、感恩、中心城市等1300多条,负面情绪如兵荒马乱、刻薄、愤怒、鄙视、骂人等,可以从整个的情绪中间知道一个人的情商在哪里。情商是对自己的认知,对别人的认知,对自己的情绪、永远正面情绪的调整,这就是情商,非常重要。正面的自我调整是情商非常重要的过程。我们每一周跟踪上海人的情绪。在2019年年底到今年的春节一直是正面情绪为主,上海一直在越来越好,但是到了春节过后,武汉封城以后一下子就跌掉了10个点,非常明显。当然我们的小组一直跟踪全中国的大城市,大家可以看到武汉人的正面情绪永远比上海人多了5个点,非常乐观。到了疫情开始,它的情商报告一下子跌掉21个点,上海跌掉10个点,排名跌到非常低,然后再慢慢自我恢复起来。对城市人民的整体的情感感知会变成未来非常重要的一块内容。

四是自主城市“家园”三元重构。自主城市的三元“家园”构造会越来越重要。我们现在做的都是比较宏大叙事的整个城市,实际上接下来所谓的“家园”会变得越来越重要。我们将“5分钟”生活圈称为“家园”,这个“家园”过去是有物质的,后来越来越有我们中国特点的街道委员会;第三层数字架构在这个层次组成为物质的、社会的、数字的三元世界。我们一直没有智能家园或者叫数字家园,这一块数字架构以后将变成非常重要。

五是自主城市智能基建全面建构。首先是设施智化、智能基化。自主城市智能基建系统会大规模推进。未来15年间从现有城市基础设施包括污水管、管道、煤气管等所有开始的、大规模的、本身的、已经有的基础设施开始置换到现在大量的数字化,变成我们这一代人新的基础设施。第三是网络布点。第四是建设运维。最后到治理的维度的整体智化。这就是我们另外一层从底部做起来的智化,是我们今天所说的这一代的新基建。

三、智慧新基建六大逻辑

实际上新基建一直在不断往前推进。2018年中央经济工作会议我国第一次提出新基建,包括人工智能、工业互联网、物联网,这就是新型的基础设施。当时是把软的硬化,实际上新基建已经变成了全中国各个地方开始大规模推进的一个新的浪潮。到了今天,实际上这件事情不仅在中国,其他国家也在开展,我们可以看到旧金山、波士顿也在大规模建设,韩国、日本和新加坡拥有亚洲高密度的城市,韩国提出Ucity计划,日本提出智慧社会5.0,新加坡提出“智慧国2025”,它城市就是国家,所以提出智慧国。这些内容都在大规模硬化,不仅仅是概念理念变成了基础设施在大规模建设。中国新基建与他们不谋而合,全球都在关注新技术;中国有备而来,新基建有自己的底气;我们正在全盘合作来提升自身竞争力。

逻辑一,新基建一定是人本逻辑。新基建必须要回到人的感知,尤其是我们现在特别强调以人民为中心,一定要回到人民的需求,特别的需求、特别迫切的需求,整套分析出来才是架构我们后面的城市落地的根本内容。这块研究我做了很多年,从上海世博会开始,2006、2007年每天盯着这个词,IBM要做数字地球,我是世博会总规划师,我要做的是“城市让生活更美好”,最后一人留一半,合成smart city一词,到2008年整个活动就做完了。做到今天我自己对智慧城市非常有体会,过去大家都以为新城很好做,绿底版块之上做个新城,加工很多未来的技术,实际上做到现在发现新城做得都特别不够。做灰底板智慧城市因为有老城、有人,做起来特别快,一下子就能让百姓感受到,所以说灰底板很好做。本来以为绿底板的好做,后面发现老城更好做,因为老城知道人的客观需求在哪里。我做北京城市副中心总规划师的时候,接手第一件事情就是采访500个人,要到北京通州区逐个采访,将他们所有的想法与我们这些大规模的分析相结合,我觉得是非常重要的。

逻辑二:新基建一定是智化逻辑。应该把现在大量的设施智能化,一般基础设施包括能源、水务、环卫、交通、通讯、防灾,这是城市里面的6大系统,现在全在做大量的智化。

逻辑三:新基建一定是设施逻辑。未来将实现智能技术的基础设施化。每一代人都在不断往前走,可以看到大量的现代的测试分析客流,这些软的数据都不会在未来十年变成“硬化”。这实际上是一代一代前进的,包括大家提的新的概念、内容,实际上都会固化到物质层面。

逻辑四:新基建一定是节点逻辑。实际上不管是政府管理还是商业运行,还是用户,实际上都要有空间支撑的。从1785年第一次机械化出现以后,整个城市就会出现大量新的节点,因为政治基础出来了,大量的烟囱出来了,这就是城市开始从农业社会城市进入工业城市。第二波是钢铁出来了以后蒸汽机出来了、纺纱机出来了,这就出现了火车站,城市里面有物质空间。第三波就是电器出现了、汽车出现了,城市就有大量停车场。第四波是技术出现,就是航空、电视、电脑出现的时候,这个时候的基础设施是飞机场,实际上我们中国城市现在还没有感知,我们感知的是前面。第五波,大家可以看生物技术诞生的时候产生了这些生物种群的库房,专门做基因库的库房。第六波,现在我们中国已经开始改制了,比方说技术革命主要是原料再生、设计、生态这块可持续技术,此时我们还没感知,实际上都在做大量的改变我们城市的新的基础设施。第七波是人工智能出现以后,互联网、大数据、云计算、人工智能等技术改变了整个城市,这是过去城市里面没有的,这个事情我们现在都在做了,大量的数据库开始记录,专门要做空间节点。以上七波影响了整个世界城市的发展,中国的城市现在完成了前四波,还有三波要做。

逻辑五:新基建一定是迭代逻辑。我们是不断地向前迭代的。实际上像上海这样的城市基本完成了前四波的技术革命。今天的新基建就是到了后面三步,对中国城市来说还要补上三步,未来技术还将不断向前递进。1950年左右城市开始大规模做生物与信息技术、可持续设计,人工智能这一块还是没有,刚刚开始启动,这就是我们今天的状态。

逻辑六:新基建一定是生态逻辑。生态逻辑就是要有承诺,相互之间能够打通,相互能够自我生生不息,这是非常重要的。实际上没有智慧城市的整体生态,我们就不可能来做。我们也是发动了全世界很多的智能城市规划群络、网络,相互之间和城镇群来进行协同。我们也是希望在这么一个场景下和世界各个国家的各个学者、专业组织进行项目资金联动,我们把这些内容都放到了这个网站——世界规划教育网站,这个网站也是我们一直在做的,我们还准备把这些新基建进行实验,让大家虚拟、现实都可以看到未来的基建后三波是怎么样的。比如汉堡一个污水处理厂就变成一个非常大的景点,它的污水处理过程都可以看到。这是我们现在想做的展示空间。

特别高兴的是今天有机会向各位同事来汇报,我们的工作是软硬相互之间互动。新的时代正在到来,我们一起努力。谢谢!

 

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