在大力发展智慧城市的同时,首先要解决的是公共安全问题!

发展智慧城市,其目标是用先进技术解决复杂的城市问题,实现城市和谐发展、城市宜居、城市高效运行、城市生态环境保护,建设一个可持续发展的城市。

建设智慧城市,公共安全不容忽视

建设智慧城市刻不容缓

提到智慧城市,很多人首先会想到生态、绿色、可持续,尤其是在欧洲。在中国,智慧城市往往与数字城市、智能城市联系在一起,更多的是强调技术和信息,特别是信息通信技术。我认为,智慧城市应以资讯科技应用为主线,利用信息技术,对政府、居民、地方工商界在城市服务与生活、城市环境与安全等方面的活动和需求进行感知、分析和智能响应,形成闭环反馈。智慧城市是一个复杂的耦合系统,其目的是建设信息便捷、更适合工作和生活的城市。因此,城市建设应该是朝着宜居城市的方向发展,这才叫真正的智慧城市。其中,新一代信息技术与创新2.0是智慧城市的两大基因。

那么,为什么要建设智慧城市?一方面是为了适应工业化的快速发展,实现经济平稳健康发展,提高人民生活水平;另一方面是为了开发城市生活实验室模型,建设闭环城市系统。在城市发展过程中,生产和消费更加集中和扩大、更高的资源需求和生产率的提高等因素引发了不少社会问题,如环境污染、交通拥堵、能源危机,以及食品安全、网络安全等安全问题。此外,大量农村人口涌入城市,面临生活、就业、医疗、教育等问题,并因此引发城市公共安全问题、犯罪问题、医疗资源枯竭问题、教育资源枯竭问题等。这就有必要建设智慧城市应对这些问题,缓解城市人口不断增加带来的压力,从而保证城市居民有质量的生活。

地理空间技术、物联网、互联网+、移动技术、大数据等能够为智慧城市的建设提供很好的技术支撑。用先进技术解决复杂的城市问题,实现城市和谐发展、城市宜居、城市高效运行、城市生态环境保护,建设一个可持续发展的城市,这正是发展智慧城市的目标(见图1)。

建设智慧城市,公共安全不容忽视

智慧城市有四大特征。第一是数据融合,使用数字技术,进行信息处理,利用数字网络对地理、资源、环境、人口、经济、社会等进行管理。第二是资源优化,利用大数据技术,对城市功能进行分析与判断,对城市人口流动进行分析,对城市资源利用的合理性进行分析,从而对城市资源进行优化。第三是可持续发展,开发清洁能源,如风能、水能、太阳能、核能、生物质能等,创造循环经济,实现生态平衡。第四是以人为本,城市最终是服务于人的,正所谓“人民城市人民建,人民城市为人民”。

智慧城市的两个显著好处是稳定和高效。衡量一个城市是否智慧有5个标准:科技发展水平、建设智慧程度、公共基础设施、智慧城市交通系统、城市宜居性。全球排名前五位的智慧城市分别是西班牙巴塞罗那、美国纽约、英国伦敦、法国尼斯和新加坡。这些城市在环境保护、社会稳定、交通秩序方面是首屈一指的。在我国,智慧城市是从2012年开始建设的,以创新推动智慧城市建设,以智慧产业为核心,以发展智能管理和服务为重点,以发展智能技术和基础设施为路径,以发展人文智慧和生活为目标。目前,北京、天津、上海、武汉、南京、杭州、广州、深圳等已经明确了智慧城市计划,正在建设当中。从地域分布来看,这些城市主要集中在长三角、珠三角、环渤海地区。总的来说,智慧城市的建设是一个渐进的过程。有些城市可能需要2年或3年的建设,而有些城市可能需要10年或更长时间的建设。

提升城市公共安全预警防控能力

智慧城市在建设过程中,如果公共安全事件频发,城市公共安全管理将面临严峻挑战。目前,城市公共安全主要有四大问题。一是社会安全问题,如刑事案件、恐怖袭击和社会动乱等。2019年,我国平均每万人的刑事犯罪发案量为13人。在美国,枪击事件在2019年已致36993人死亡,其中儿童有196人。二是事故灾难,如交通事故、公共设施事故等。全世界每年约有130万人因道路交通事故死亡,其中90%以上发生在低收入和中等收入国家,而这些国家的车辆数不足全世界的50%。三是自然灾害,如洪涝、地震和森林火灾等。2019年,我国自然灾害以洪涝、台风、干旱、地震、地质灾害为主。全年各种自然灾害共造成1.3亿人次受灾,909人死亡或失踪,12.6万间房屋倒塌,农作物受灾面积1925.69万公顷,直接经济损失3270.9亿元。四是公共卫生问题,如重大疾病,尤其是传染病的传播与危害等。在全球范围内,2019年自然灾害和人为灾害事件造成的经济损失为1460亿美元,其中自然灾害造成损失1370亿美元,人为灾害造成损失90亿美元。

针对上述城市公共安全问题,推进智慧城市数字化建设,通过大数据、云计算、人工智能等手段进行现代化城市治理,提升城市公共安全预警防控能力。就社会安全问题而言,如美国明尼苏达州白人警察暴力执法导致非洲裔男子乔治•弗洛伊德死亡而引发多地骚乱和暴力冲突事件,可以利用安全监控预警系统,事前对人们的异常行为进行分析并预警,事后有效跟踪行为人。对于事故灾难,如频发的交通事故,可以利用交通安全预警系统,对交通安全进行预警。针对自然灾害,利用自然灾害预警系统,对山火、洪水、地震等进行监测,传递预警信息,提出紧急处理与避险的方案。就公共卫生而言,利用大数据分析,建立预测模型,分析针对预测模型产生影响的各类外界因素,针对预测结果建立公共卫生智能预警系统,在公共卫生事件突发之前做好预防准备,有效降低其对城市运行的破坏程度。

构建智慧城市公共安全管理平台

未来,要实现城市的智能化、立体化、精准化治理,必须有效提升政府的城市治理水平。在不断提升城市治理水平的过程中,智慧社区、智慧园区和城市安全成为智慧化建设的3个重要应用场景。智慧社区是智慧城市建设的基本单元,是城市精细化治理的“最后一公里”。智慧园区是城市经济的重要载体,是智慧城市的特色功能区块和重要组成部分。城市安全是政府为城市中的居民、企业所提供的基本保障。

公共安全管理是国家安全和社会稳定的基石,是经济和社会发展的重要条件,是人民安居乐业的基本保证。未来,应以移动互联网、物联网、云计算、大数据、地理信息系统(GIS)、网格化、监测预警等新一代信息技术为基础,构建智慧城市公共安全管理平台,为公共安全提供全方位、全过程的数据服务和应用支撑。在新型智慧城市标准体系基础上,应结合智慧城市公共安全管理特点,以公共安全数据治理、信息共享、应用设计、系统对接和业务协同及效能为目标,构建智慧城市公共安全管理体系。

以跨摄像机多目标人员跟踪系统为例,这是基于视觉注意力的行人再识别特征提取。系统利用行人再识别图像的显著性特征来增强跨视域特征融合表示,构建行人属性特征和基于视觉注意力的显著性特征的级联模型,解决跨摄像机行人再识别的问题。系统采用多源异构对抗网络迁移学习模型,构建源域和目标域的生成对抗网络,对每个源域和目标域之间建立域分类器,以达到多属性联合跨域转换的目的,解决目标数据不足的问题,提高模型的鲁棒性。系统使用多重假设跟踪算法,建立跟踪假设生成树,结合时空关联因素,对跟踪假设生成树进行优化,达到高精度、多目标跨摄像机人员追踪的目的。该系统的优势在于:基于跨视域特征融合方法的行人再识别,准确率为85%以上(比现有指标提高5%);基于多源异构迁移学习方法的行人再识别,准确率为85%以上(比现有指标提高10%);跨摄像机多目标人员跟踪,准确率为80%以上(比现有指标提高10%)。全自动的跨摄像机多人员跟踪和识别系统,适合城市内大范围区域的人员跟踪,可以克服摄像机拍摄角度、行人姿势、服饰变化等各种因素对跟踪精度带来的影响。针对目标数据不足以及新进入的跟踪目标等问题,系统更加稳健和鲁棒,可有效解决城市公共安全问题。

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