圖為軟博會期間企業(yè)展示的城市軌道交通自動化解決方案
當前，軟件應(yīng)用深度和廣度不斷拓展變化：幾十年前，以個人級應(yīng)用為主，逐步發(fā)展到企業(yè)級應(yīng)用為主；現(xiàn)在，則以城市級應(yīng)用為主，并且正在重新定義城市，“創(chuàng)造”出更為復(fù)雜、更為多樣的應(yīng)用場景。實施“城市軟件工程”，是城市未來規(guī)劃建設(shè)發(fā)展的戰(zhàn)略重點。
軟件正在重新定義城市
軟件定義城市（Software Define City）是軟件城市級應(yīng)用的高級階段。圍繞“城市級應(yīng)用”，以萬物互聯(lián)、大數(shù)據(jù)和人工智能為代表的新供給，無處不在的軟件應(yīng)用，正在重新定義城市并改變著城市，重塑城市的基本功能、服務(wù)模式和運行管理。
一是軟件重新定義城市的基本功能。城市是由多種復(fù)雜系統(tǒng)所構(gòu)成的有機體，承擔著生產(chǎn)、服務(wù)、管理、協(xié)調(diào)、集散、創(chuàng)新等基本功能。今天我們看到，軟件應(yīng)用正在重新定義其中的某些功能。比如，生產(chǎn)功能。傳統(tǒng)城市的生產(chǎn)鏈條是緊耦合的，布局是集中的。而現(xiàn)在，基于網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)模式和工業(yè)云服務(wù)，產(chǎn)業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)實現(xiàn)了業(yè)務(wù)分散、數(shù)據(jù)集中，非常容易進行異地協(xié)同。又比如，城市集散功能。傳統(tǒng)城市的物流、人流、信息流都是中心節(jié)點式的組織方式，先匯聚到城市，再從城市分散開去。而現(xiàn)在依托軟件系統(tǒng)，信息網(wǎng)絡(luò)化、多節(jié)點、分布式處理，資源配置和物流組織相應(yīng)就做出調(diào)整，城市不必再是物流的集散中心，人流也相應(yīng)重新優(yōu)化布局。從這個角度看，北京加快疏解非首都功能，也體現(xiàn)了軟件定義城市的必然邏輯。
二是軟件重新定義城市服務(wù)模式。公共服務(wù)水平?jīng)Q定著現(xiàn)代城市的競爭力。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，城市提供公共服務(wù)的能力和模式也不斷演進升級，目前也進入了軟件定義城市公共服務(wù)的時代。以交通服務(wù)為例，城市交通體系早期是以步行、非機動化的個體出行為主，19世紀汽電車的公共交通出行開始普及，20世紀50年代后私人擁有汽車的個體出行又成為主流。現(xiàn)在，超大城市的交通體系仍未脫離巨量個體出行和大容量公共交通兩種基本服務(wù)模式。近幾年來。軟件技術(shù)的深度應(yīng)用開始重新定義城市交通服務(wù)。已經(jīng)普遍使用的打車軟件和網(wǎng)約車服務(wù)，可以將之稱為軟件定義的共享交通模式。未來，隨著無人駕駛的普及，現(xiàn)有的私人汽車和公共汽車都可能會退出歷史舞臺，就像今天大家不會每家每戶購買自行車一樣，我們將不再購買小轎車，但是我們將擁有更加高效、直達、個性、智能的出行服務(wù)，我們將看到一場由軟件驅(qū)動的城市交通革命。
三是軟件重新定義城市運行管理。像北京這樣的超大城市，管理難度超大、運行要求超高。在軟件定義的時代，城市管理和運行的諸多環(huán)節(jié)和整個體系將被軟件顛覆。未來城市運行將基于智能設(shè)施實現(xiàn)“自管理、自運行、自優(yōu)化”，城市管理將基于超級城市大腦實現(xiàn)“自組織、自升級”。現(xiàn)在我們已經(jīng)看到的軟件定義城市管理的雛形出現(xiàn)在治安管理領(lǐng)域。今后視頻系統(tǒng)可以對特定人群自動發(fā)現(xiàn)、自動跟蹤、自動上傳信息到城市大腦，城市大腦將自動判斷、自動預(yù)測，自動發(fā)出指令，從而更精準、更及時地采取安全措施。我們相信，類似的新一代城市管理軟件技術(shù)，將在不遠的將來更加廣泛應(yīng)用和普及，讓城市從各個方面變得更加美好。
可以看出，軟件定義城市的時代已經(jīng)到來，這就需要我們改變對城市建設(shè)和發(fā)展的傳統(tǒng)認知。過 去，我們的城市建設(shè)投資，更多是水電路房等傳統(tǒng)基建硬投資；未來，我們的城市建設(shè)投資，更多是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺等新興要素軟投資。城市的發(fā)展要樹立 “軟件定義”理念，把實施“城市軟件工程”作為城市未來規(guī)劃建設(shè)發(fā)展的戰(zhàn)略重點。
實施“城市軟件工程”
“城市軟件工程”是適應(yīng)軟件定義城市的要求，把軟件作為城市發(fā)展的新要素，當作城市運行的新細胞，對軟件體系進行總體規(guī)劃、系統(tǒng)設(shè)計和集成實施。這是一項整合應(yīng)用工程，更是一項集成創(chuàng)新工程。目的是讓軟件覆蓋各領(lǐng)域、貫通各環(huán)節(jié)、鏈接各主體，賦予城市以智慧，將城市打造成一座能夠有序運行、自我調(diào)節(jié)、良性互動的宜居生命體。
在這個體系中，人與物等城市所有元素都是通過統(tǒng)一標準的信息編碼后形成的可感知的數(shù)字化存在；人與人、人與物的經(jīng)濟社會活動與城市運行信息都可轉(zhuǎn)化為可采集匯聚的數(shù)據(jù)；這些數(shù)據(jù)經(jīng)過一個類似人腦的城市中樞控制大腦和類似人體免疫系統(tǒng)的信息安全體系，進行加工處理和應(yīng)用分發(fā)；城市的管理者、企業(yè)、市民都可基于這樣的數(shù)據(jù)提供和接受更高效、便捷的政務(wù)、商務(wù)和生產(chǎn)生活服務(wù)；整個城市的運行管理由此逐步走向精細化，資源配置走向精準化、社會服務(wù)走向精益化。
“城市軟件工程”架構(gòu)包括五個方面。一是統(tǒng)一的城市大腦系統(tǒng)。主要是利用云計算、增強現(xiàn)實和人工智能等技術(shù)，建設(shè)一個能夠整合匯聚城市各類數(shù)據(jù)資源、能夠運算處理復(fù)雜數(shù)據(jù)信息的城市中樞控制系統(tǒng)，即智慧大腦。利用這個大腦，可以解剖城市中相互交織的各種因素、互為關(guān)聯(lián)的各個領(lǐng)域、互為影響的各類問題，支撐決策、服務(wù)市民，實現(xiàn)城市各個“器官”的協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)。比如目前我們在城市副中心建設(shè)的城市運行管理中心，就是一個城市大腦項目。
二是全域的城市編碼體系。主要是對城市所有基礎(chǔ)設(shè)施、樓宇、車輛等物體和所有市民和機構(gòu)，進行標準統(tǒng)一的位置、身份等數(shù)字信息編碼，實現(xiàn)空間、主體全覆蓋。這是建設(shè)數(shù)字智能城市的基礎(chǔ)工作。比如我們目前正在實施的“北京通”，就是用一個伴隨一生的虛擬號貫通了社保卡、交通卡、就診卡等各類卡證的數(shù)據(jù)和服務(wù)，用一個APP匯聚集成全市已有的40余項公共服務(wù)能力，實現(xiàn)“百姓少跑腿、信息多跑路”。
三是動態(tài)的數(shù)據(jù)采輸體系。主要是在城市編碼基礎(chǔ)上，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，分門別類、因地制宜推進城市基礎(chǔ)運行、企業(yè)產(chǎn)銷活動和市民生活服務(wù)等各類數(shù)據(jù)的感知、采集、傳輸體系建設(shè)。要認識到，數(shù)據(jù)龐大不等同于形成大數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)也不是簡單地匯聚數(shù)據(jù)。必須加強對數(shù)據(jù)模型的研究，探索構(gòu)建集時間、空間、主體、行為、屬性和價值于一體的六維數(shù)據(jù)模型；同時，積極發(fā)展數(shù)據(jù)挖掘、篩選、清洗、處理的軟件技術(shù)工具。
四是重構(gòu)的服務(wù)應(yīng)用體系。主要是發(fā)展基于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的信息服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)架構(gòu)，深入推進軟件向平臺化、網(wǎng)絡(luò)化、移動化應(yīng)用延伸，突破行為主體的時空屬性制約，全面重構(gòu)政務(wù)、商務(wù)和生活服務(wù)，整體優(yōu)化城市生態(tài)。創(chuàng)造智能家居、機器人等“軟件+硬件”的智能科技產(chǎn)品，擴大數(shù)字內(nèi)容、網(wǎng)絡(luò)教育等“軟件+內(nèi)容”的信息消費供給，培育在線服務(wù)、共享經(jīng)濟等“軟件+服務(wù)”的新型服務(wù)經(jīng)濟。
五是可靠的安全保障體系。著眼城市安全是整體而不是割裂，動態(tài)而不是靜態(tài)，開放而不是封閉，共同而不是孤立的特征，堅持核心技術(shù)攻關(guān)和系統(tǒng)綜合防護。聚焦城市的金融、能源、電力、通信、交通等關(guān)鍵領(lǐng)域，突破操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫等領(lǐng)域核心基礎(chǔ)技術(shù)，開發(fā)高端可信計算系統(tǒng)、構(gòu)建自主可控的保障體系。對于產(chǎn)業(yè)、生活等領(lǐng)域，推廣綜合性云安全解決方案、發(fā)展大數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)。
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