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李德仁院士：智慧城市大数据
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日期：2014-11-8 作者： 来源：CCIT 点击：1965
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2014年11月6日～7日，在国家工业和信息化部等单位的指导下，由无锡市人民政府、中国智慧城市产业联盟共同主办，无锡市信息化和无线电管理局、中国智慧城市产业联盟秘书处共同承办的中国智慧城市产业联盟年会暨首届中国智慧城市（市长）论坛在无锡隆重举办。300多名知名专家、学者、城市领导和企业高管参加了本次会议，对智慧城市总体方案设计、智慧应用项目等展开交流。
会议第一天，多位政府领导、院士专家莅临现场进行致辞并作了主题报告。“物联网·智慧城市”传媒作为本次论坛的战略特约合作媒体深度参与了此次盛会，对会议进行了全程直播。以下为中国工程院院士李德仁先生在会议现场的“智慧城市大数据”的主题演讲速记。
李德仁作主题演讲
李院士：各位领导、各位市长、各位嘉宾，由于时间比较紧张，我先把这个开场白说在前面。很高兴到无锡来，2009年温家宝当时跟奥巴马不久之后讲智慧中国就在无锡，因为无锡做得很好。我今天讲的是大数据，今天我做的演讲是“智慧城市的大数据”，第一个什么叫智慧城市？它有什么应用？第二个智慧城市的大数据有多大？第三个大数据怎么处理？智慧城市怎么管理？我建议做一个智慧城市的运营中心，最后做一个小结。
智慧城市就是把我们数字城市的基础之上，加上物联网、云计算，数字城市是我们在网上看这个城市，秀才不出门，能知天下事。智慧城市由于有了物联网、云计算以后，我们就能把虚实结合起来，就像会长讲的好多在网上做的事情做到全世界去，这是我们理解的智慧城市是一个新的现代化的新高度，是信息化跟工业化的一个新阶段，也是世界上需要通过它导致新一轮经济增长的一个手段，它的目标是服务于经济建设的，来服务于城市的管理。它的窍门在哪儿？有了物联网、云计算，我们就可以把现实世界中人和物的状态和变化，尤其可以通过海量复杂的计算，或通过事实的反馈，这就是智慧之所在。它的发展历史从1992、 1993年全世界从美国克林顿抓信息高速公路，从95年朱镕基抓信息化到98年全世界已经进入数字地球的阶段，到2006年物联网和云计算推出来以后，2009年奥巴马上台的时候IBM被他提出智慧地球，智慧城市。中国的城镇化不如西方，信息化不如西方，中国的农业现代化还有很多的工作要做，把四化一起抓，有一个后发的优势，我们比人家有钱，有需求，四化一起抓促进智慧城市，我们的目标就要明确，要实现低碳绿色可持续的发展，这就是所谓的中国梦。我们通过各种手段，各种数据空间的和非空间的，中国的数据城市有三个途径，保密数据，政府部门的办公可以实现数据的发布和共享，我们的物联网上也有一个系统来让我们提供交通、旅游、文化等等，这就是中国的三个途径。
物联网我们刚才说无锡做得很好，物联网地层就是传感器还没有做到全世界，还有我们企业家的空间，做好了才能实现智慧的运用，所以给我们经济转型留下了新的空间，来让我们发展这样的产业。到2017年全世界有7万到10万亿个无线的传感器，这是一个空间，这个如果做不好，智慧化实现不了。通信设施还要把我们的核心网，我们的传输网和用户如果上去都要把它做好。第一、我们城市有四大功能，城市我们数据繁衍的最好的地方；城市是我们搞经济发展的地方；城市是社会交往的地方；城市是让我们做文化享受的地方。按照这四个功能可以让它全部智能化，城市要做到智慧的安防，智慧的环保，智慧的能源、城管，智慧的规划，智慧的养老。主要制度要牵头，当然可以跟企业结合，像社区养老可以跟企业结合。经济发展是要企业家来说的。
全世界工业互联网的领袖听说可能不是美国是德国，大家要注意，中国要做工业互联网，我们工业的生产总值提高15%-20%，而我们的产品质量再加上智慧的物流，新的增长点，我们才会重视智慧城市，智慧中国的问题。社会交往要解决智慧交通、智慧购物，智慧化的社会管理，让我们有个很好的环境做社会的交往，智慧城市是一个教育、旅游、方便你的多媒体可以拿到外面去，发微信等等这是它的应用。我把这个概念给大家讲完了。
第二个这个大数据有多大？是PB级，EB级甚至于是ZB级的这个数据是越来越大，为什么呢？因为这个网络无处不在，它就每时每秒产生数据，这个数据就越来越大。美国总统都说，大数据的时代已经到来了，大数据就是未来的石油，美国启动的大数据的计划，中国的计经委（音）启动一个研究计划25个亿做中国的大数据的研究，用微信、无人机、地面测量手段来获取现实城市地球上的数据的属于空间上的资源，各种数据库，各种数据软件，各种系统，还有各种知识库都是资源，这些资源在我们允许的环境之下，来进行我们称之为一体化的服务。这就是中国的微信，排的全世界的照片，这是中国八年的威信，再拍全世界的照片，这个计划中国有460个亿，世界正在做0.5米的，0.5米做完之后做0.3米的，我们也要做美国的0.15米的，这些目标我在牵头做，2020年会做出来，为我们了解地球，了解城市做最好的数据的源头。我们学校把我们老师的数据变成一个数据的模型，大家看，刚才是照片，现在就变成3D的模型，模型还要切成纹理，最后还要矢量化的结构化的可以计算的那个数据，在这个过程当中我要强调，需要有新的高科技的硬件，需要有新的高科技的软件，不能简单就会实现一个社会层次的，这是一部分。
我们管理城市，我们今后看一个城市，不仅要看上面还要看地下，地下有那么多管线，有那么多地铁，有那么多工程，所以地上地下一体化看这个城市，需要我们这个软件，地上地下透明地看，这样对城市的管理才能智慧化。这个问题像南京曾经爆炸过，由于没有自动系统来了解这个城市。智慧城市我们人的活动等是在房间里，这是我们给温州市公安局做的一个温州市安防保卫的三维室外室内的温州市用于城市的安防，由用于公安侦破和保卫，现在可以看到，我们可以进入温州市看这个城市，可以让我们的人不去现场，到网上进行量算，抓犯罪分子就要悄悄的由网络完成这些任务。如果有什么紧急情况，你手机得到这个消息，你怎么走？内部的三维，比如设计一个会议中心，我们了解这个会议的结构，每个人的位置，这个我不再演示了，这些东西要把城市联动起来。
我在武汉长江大桥，可以看到武汉大学我的办公室，看到我的家，我还能看到这所大学，所有的这些都是三维建模的，可以看到这些三维的房子，可以实现我们整个城市的交通与管理。我们用我们的间接影像扫这个城市的视觉影像，我们扫了150个城市，这个工作百度也在做，所以这可以看到很多城市，我不再演示了。我们还把我们的视频做了一个传感器，做了一个地理信息系统，做中国西南部高速公路的施工、实际运营的全过程，这个视频的数据联通到网上来，今天谁的施工用的什么原料全部记录下来，将来有了什么问题可以追踪。同时我们城市里面的视频，从平安中国的行动开始，2005年公安部牵动这个活动，我们现在中国抓了2万多个摄像头，花了3千多个亿，比如说我们天津一个城市，天津到明天要装60万个摄像头，重庆已经装了很多摄像头，北京上海差不多用50万个摄像头。我现在讲的数据有多大，空间的数据那么大，视频的数据就这么大，这个数据光存下来，每年花的钱花580多个亿，这相当于西藏的GDP，所以我们企业有机会，如果你存的好可以拿过来，不可能用全国几千万个警察去看视频，这个大数据时代新的问题向我们提出来。我们智能交通、智能安防每天产生数据，24小时产生数据，我们社会养老，你手上戴一块手表，你会不会老年痴呆，你会不会老年综合症，从早开始去长期观测，这个观测中国有多少人？中国有2.5亿人要达到 60-65岁以上的养老年龄，这个产值，这个大数据有多大？制造业的数据很大，服务业的数据也很大，由于时间关系我就不说了，大家可以想一想。北京每年的交通可以产生数据多少，1000万人次的流通，那个记录数据也很大，我们就买矿泉水，医院有人要看病，医疗数据不能这样堆下来，要把它存到电脑里面去，一个人做了核磁共振才能有数据，这个要保存五十年，所以医疗的数据是个大数据；网络的数据也是个大数据，任何网站他们都有数据，都是上千个PP级的，上百个 PP级，我们看这两个指标。我们一个人要用多少流量呢？1998年从1兆，现在用多少？1万兆，如果我们整个的全球的呢？现在一天半天就到1个EB，这就是大数据，不是空穴来风，大数据确实是一个大数据。
大数据有什么特点呢？体量大，大到PB、EB，速度快，模式都一样，文本同篇，结构化的非结构化的视频共存，真伪难辩。还有一个价格巨大这个特点，它可以从中间找到政治经济文化社会发展的规律，市场的规律，巨大的价值让我们来处理大数据。中国还没有开始，等到都开始了，2500个县级城市，农村城镇化这个数据。
第三部分我就讲大数据怎么处理？带来了技术的挑战和商业的机会。三中全会讲经济转型，智慧城市经济转型，都在搞低级的工业农业产值。中美是云计算，云计算随着社会的进步，我们社会进步到什么程度？到今天来描述我们资源的现象，现在有了电脑，计算的方法仿真来解决资源的现象，现在是大数据来解决。当然我们要把数据的挖掘结合计算机的模型和人们的经验，现在对这个社会的认识，超过了以前任何一个时代。云计算是把我们大家的需要的建设，需要的存储放在云端去，你不要管。就像我们家里用电，电网在哪儿？我不感，是三峡的还是华北电网，我不管，它是一个动态的搜索的虚拟化的向你提供的。把我们整个的网络从原来的服务器到托管，托管就是虚拟化。云计算的发展过程是随着网络起来计算的一个革命，那么它的内部的生态链是在网络化，都有传感器以外，还要适应于无所不在的传感器的发展提供一个基础设施服务，它提供服务器，它提供软件，软件服务商，平台服务商，还有它的集成服务商，这些人运用他们，这样构成它的生态链，为大家服务。云计算中心是由大家组成，为全社会服务，为全人类服务，这是一个计算模式的新的概念。
我们做了几个云，大家可以看看，有人说，你这个云如果大家不做这个云的运用，云给你，服务器放在那个地方，放在天津，放在贵阳，放在无锡，要有应用，我们做了几个应用，大家可能都关心这个。一个叫遥感，就是把遥感数据，遥感处理的软件，遥感的硬件放在云平台，用户只要发个短消息就能帮助你完成任务。我们举个例子，江里面涨了水，涨到哪里去了？你不要买数据，你不要买方法，你不要买平台，你用手机发个请求，大家我们的云服务中心就给您来找上个月之前的图片，上个月之后图片，这些图片做成一个服务链，服务链完成以后，你满意我这个服务链，我就给您做服务，这就是要求的面积用绿的表示，这个可以送到每个学员的手机上去，这是一个云，这个遥感要大，要买那么多设备，我们把这个挂在微软的平台上，免费的，我们服务器的质量搞北斗的，北斗的手机的定位精度识别 25，大不了1米拎到0.5米，如果精度能到一个车道上，不能违规，就能减少一个寿命的损失。我们的人在房间里面，在房间外面，室内外要一体化，定位导航，这就叫做位置云。我们室外的GPS用北斗，到了室内就用各种传感器，当然后面要有我们无线的信号，WiFi蓝牙等等，这时候来做室内室外一体化综合定位，这是一个云。我们大学做的863项目，你如果要到我的实验室四楼开会，你找不到，不要紧，你手机上把这个APP敲进去，你就存入你的起点，到了四楼会议室，这个数据就会变成你安全的到达，室内室外一体化导航。这个软件成果由武汉大学、国防大学、各个单位，还有电信部，还有好多单位都在做，但是还没有真正成熟的，到了门口了就可以直接带你往里面走，这个精度是0.5米，1米，主要是室内的比较复杂，它没有达到我们国家要求的室内室外一体化。这个位置用北斗在做，北斗有什么功能？北斗2012年正式对全世界公布，GPS24个卫星是全球的都黄了，北斗当前14个卫星服务于这个地区，亚太地区，亚洲包括韩国、朝鲜、南面到澳大利亚，这边到阿拉伯，这边到东盟，都可以服务。我们可以提供位置、提供时间、提供120个短消息，这个GPS是没有的，为了增强它的精度，我们在地面的增强系统做220公里的间隔可以保证1米的导航进度，做60公里间隔的基准可以保证1米的定位进度，我们把这个做出来了，我们的机器可以同时接收GPS，北斗，如果GPS双频做的话，我们的精度可以达到1个厘米平面，但是问题是信号的完好率能不能试得到，概率是44%，数字化是40秒。用北斗精度1.3厘米，5.2个厘米，厘米是相当的，但是我们的初始化是16秒，我们的磨合率成功率是83，我们推荐的办法是GPS、北斗上面同时使用，6分钟初始化，精度是1个厘米。泰国的精度北斗3.4，GPS7.8，在低轨道当前北斗优于GPS，所以现在我们在马来西亚，在巴基斯坦我们都要去推荐北斗的应用。
在座的企业家老板要在云上下功夫，要把云和端结合在一起，才能产生价值。否则是浪费能源，大家知道云计算的硬件很花电费的，那么好，要把数据变成价值，要靠数据挖掘，为什么？数据挖掘产生多大的数据重量，发现和提取隐含的显现的这些成本，这是一个难的动作。它有比我们一般的处理和信息提取难度，要有自动的推理，要有大数据发挥作用。那么我们智慧城市的大数据、云计算的目标是什么？挖掘目标找出社会资源的变化规律，人怎么适应资源这个变化规律，人文的行为和他的喜好，社会的潮流，思维与人的趋向。随着市场的产品服务数据真实的反映，数据包我举个例子大家都能懂，到超市挖掘以后发现，卖尿布和啤酒一起卖，年轻的男士买小孩的尿不湿，他就不太想买，太辛苦，旁边有啤酒抓一箱，喝啤酒，数据包发现原来买尿布湿的人买啤酒，把它们放在一起卖，这就是数据挖掘最典型的一个例子。数据挖掘的过程是一个从获取、存储、计算、传播、分配到挖掘，到口视化，到集成复杂的一个过程，从选择数据，变化数据，要挖掘数据到融合，这个过程我们前段时间在香港开会，美国一个院士说，大数据与小数据，从大数据到小数据是极聪明的人，比如说全世界农作物的亩产，你要算面积，算它的长势，算它的科学含量很复杂，如果这个华北农业的小麦区气侯正常，我就不用去算这个复杂的计算，大数据与小数据，这是我请大家注意的。数据挖掘的方法需要我们打基础，这么多的理论不是一件简单的事情，要做统计分析，要做资质发现，要口视化，要用关联规则等等手段才能找到你要找的那个宝贝，从现实世界到数据到信息是一个金字塔的结构。我从94年开始做这件事情，空间数据挖掘的理论与应用，用了这么多方法。把统计与模糊学结合在一起，我们大的数据找规律的过程，逆向规则，这个过程需要抽象，抽需要理论，这个理论是统计，由于时间关系，我就不细说了。
比如说，银行选址需要把银行的收益做分析，才能做正确的选址，这是在亚特兰大做的一个例子，大家看到的这个是遥感（音），你们看他摆照片在这儿，韩国、日本，我们的北京在这儿，广州在这儿，武汉在这儿，长沙在这儿，重庆在这儿，成都、西安，这个与经济发展有关系，我们拿这个做全球GDP，这就是小数据获得大数据问题，你不可能把全世界几百个国家统计，这就是全球GDP的分布。这张图大家看，这是越南的，从9月份开始持续增长，用的是中国走的改革开放的道路。再看这张图，在打仗之前叙利亚到了晚上发夜光，打仗之后没有了，根据这个数据我就研究，客观的不能说这个国家没打仗，告诉你打仗了，这个红的是有战乱的地区，这个蓝的也是有战乱的地区，这个绿的是和平地区，那么这个地方是打仗没打，我们可以客观地把这个数据挖出来，这是一个例子。这是上海这边的例子，上海这边下沉，你怎么知道呢？不要紧，我们的遥感，我们找到一个下沉的规律，这个红的就下沉了20个毫米米粒。这是意大利的挖的，这是武汉大学挖的，下沉达到50个毫米，那么这个结果到上海去，找对比，就发现意大利教授的方法的精度是3.7个毫米，我们的方法是2.5个毫米，这个教授去年跟我们习主席握手，拿着国际握手奖，他解决了我国东部城市，上海、苏州、无锡，包括天津、广州都下沉，又做了三峡，这块也有下沉的趋势，现在我们又把这个研究专向了高铁，如果高铁地区有下去，不安全。我们那么作摄像头，不能靠传统的方法，不能靠数据的方法，要靠智能的方法来解决人、脸设备，行为设备等等，这些都是高水平的智能化的问题，现在没解决，没有现成的商品在市面上，现在美国的哈佛，清华、北大、武汉大学都在研究这个问题。要能把这个行为监测，要把好人和坏人分出来，好人的数据删掉，保护他们的隐私，坏人的数据，可用的数据留下来报公安，这就是公安部一个基本要求。我们举一个例子，我们能不能盯住一个可疑的人，用可疑的摄像头，盯住一个可怀疑的人，基本上翻墙，奔跑说明这个人的记录要当心，这是一个智能的来对物体做跟踪，人来跟踪，人的眼睛看花了，看不清楚了，出错率95%，必须用计算机来看，这是我们一个试验的例子。
市政府在这儿，怎么运营一个智慧城市呢？一般的工程要有运营中心，我们推出来，城市要有一个运营中心管什么呢？管IP运营，管大数据的运营，管城市行为监控和服务的指控中心，要把这个大数据搞开放，象交易做买卖来发挥大数据的价值。这件事情涉及到这四个方面的制定，只有市长一把手管，但是你可以给出一个数据运营官，促进面向社会的大数据开放运营交易一体的形成。这个大数据烂在库里面不值钱，它有构架，它有各种应用，它要抓好一个云服务的平台，它要形成一个生态，从数据的采集、加工、清洗、挖掘、决策、控制用户行为的生态，它有一个完整的监控指挥调度的系统。比如说象智慧旅游服务，智慧购物服务，智慧管理办公服务等等，形成一个城市的智慧化的心脏，是一个大数据的资源，是一个物联网的枢纽，是一个城市运营监控的指挥中心，是一个城市运营数据库的感知中心，是最大程度的能够降低成本。欧洲的经验告诉我们，中国用的云计算，降低行政管理费500亿美金，最后希望我们的政府不再依靠主观意志，不再依靠利益集团，而是靠根据事实来运营，来治理。这个运营是可视化、智能化、量化评估，可以持续优化；我们的企业能通过大数据的重构，增长资源来改变商业模式获得更大的效益；我们的老百姓，我们的市民能通过这个智慧城市的服务，从你切身，看病医疗、教育就业、健康养老，人的全过程得到一个幸福感的智慧的服务。这次市长来的多，你们注意要搞这个，不能低水平重复。概念要很清楚，是高科技的知识下的一个对城市的智能感知、控制和智能服务的这么一个东西，它的前途无量，它的应用需要把网搞好，这个网要用得好，用得起，这么多的技术问题需要有人来拉动科研创新和攻关，拉动数字智慧产业的服务，否则外国人来做，咱们中国人又吃亏。最后一点一把手动起来，市长要根据每个城市的顶层设计做好一个应用城市的智慧中心来组织实施。 |
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