在5月15日的大會主題演講上，微軟亞洲研究院主管研究員，微軟城市計算項目總設(shè)計師鄭宇發(fā)表了題為《大數(shù)據(jù)與城市計算》的演講。
微軟城市計算項目總設(shè)計師 鄭宇
以下為演講實錄：
鄭宇：很高興大會邀請我能夠跟大家分享一下最近這方面的一些研究成果。今天的題目就是大數(shù)據(jù)和城市計算。大家知道這個世界上大城市越來越多，但是問題也越來越大?？諝馕廴尽⒛芎脑黾?、交通擁堵。同時也有很多大數(shù)據(jù)。剛才各位嘉賓講了大數(shù)據(jù)，有地圖數(shù)據(jù)，交通流數(shù)據(jù)、人口流數(shù)據(jù)以及環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)很好的反應了城市的問題，如何把這些數(shù)據(jù)協(xié)同挖掘解決城市的問題。我們既要讓人的生活變得更好，也要讓城市效率變得更高，也要讓環(huán)境得到保護。所以是人、城市和環(huán)境三一的結(jié)果。
怎么做呢?就是通過城市計算來做。城市計算具體的模型和框架：有四個層面：第一要通過各種傳感器的技術(shù)來不同的感知城市的韻律，獲得大的數(shù)據(jù)。第二部分是對大數(shù)據(jù)進行異構(gòu)管理，第三步是進行挖掘分析，第四步要提供分類。包括我們要改進分類，能夠讓交通不擁堵、空氣好這都是要解決的最重要最困難的問題。
第一個特點，我們要利用同的傳感器感知城市的交通流空氣等等，人作為一個傳感器非常特別，大家發(fā)一個微博或者上傳一個照片到微信，可以幫助我們感知這個事情的發(fā)生。這是一種數(shù)據(jù)的描述幫助解決問題。
第二點，有那么多不同的數(shù)據(jù)，有天氣、有環(huán)境，有POI數(shù)據(jù)，一個是靜態(tài)的，一個是動態(tài)的，如何把這種不同性質(zhì)數(shù)據(jù)進行結(jié)合挖出更多的知識?這是一個很大的挑戰(zhàn)。以前是單數(shù)據(jù)單任務，現(xiàn)在是多數(shù)據(jù)多任務。對它的管理本身就是一個很大的挑戰(zhàn)，怎么把數(shù)據(jù)協(xié)同也是很難的。
第三點，城市計算里面通常會產(chǎn)生一種混合式系統(tǒng)。就是它會連接虛擬世界和物理世界。我們的數(shù)據(jù)來源于物理世界，但是數(shù)據(jù)分析在虛擬世界，在云上面。服務對象也可能是虛擬世界的用戶，也可以是現(xiàn)實生活中的用戶。所以現(xiàn)實和虛擬來回轉(zhuǎn)換。
城市里面有哪些大數(shù)據(jù)?交通流人的移動性從哪兒到那兒?包括經(jīng)濟環(huán)境。數(shù)據(jù)確實已經(jīng)大量存在。哪些數(shù)據(jù)可以利用來做分析?用來改進城市的環(huán)境?
第一個就是道路數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)可以看到城市的發(fā)展，城市可能存在的問題也可以從數(shù)據(jù)中得到。
POI數(shù)據(jù)：這是北京市酒吧和電影院分布圖，每一個黃點表示的是一個電影院，藍點表示的是酒吧。北京有多少個就罷了?說明北京已經(jīng)變得非常國際化了。舉個例子，北京市電影院的數(shù)目在過去五年里面持續(xù)的增加，現(xiàn)在是260多個，這說明什么問題?就是越來越多的北京人喜歡到電影院看電影，而不是去買DVD。地鐵，很人多都有公交易，現(xiàn)在北京市有一千多萬張交通卡，進站出站的時候記錄反應了整個北京市的人流什么時間從哪兒流到哪兒，它可以幫助改進交通規(guī)劃，也可以進行交通流的模擬改進等等。
空氣質(zhì)量：大家現(xiàn)在非常關(guān)心PM2.5，北京市已經(jīng)建很多監(jiān)測站不停的測量空氣各種各樣的進程，包括PM2.5，以及氣象條件。這里面可以反應出污染源的來源是什么。房價數(shù)據(jù)大家也很關(guān)心，其實這是反應了不同的經(jīng)濟的韻律，這也是我們研究的課題。
Check-in Data，這是告訴我們一個人在什么時間在什么地方出現(xiàn)。
這個數(shù)據(jù)是北京市出租車的軌跡任務圖，可以看出國貿(mào)地圖是量比較大的。這更重要的反應了城市里面的人流。
北京市出租車占北京市道路交通流量20%到25%，這是北京市人口流動非常重要的一個比重的數(shù)據(jù)。通過這個可以看到一個變化，明顯東北部國貿(mào)地區(qū)的人的密度比其他地區(qū)高，同時工作日，人們到城里的概率比節(jié)假日大?；谶@些數(shù)據(jù)做了什么事情呢?我們看一些實際的案例，第一個就是一個實時的動態(tài)的停車系統(tǒng)。因為現(xiàn)在大家都說打車難，增加出租車的數(shù)量并不解決問題，會使道路變得更加擁擠。而且司機還抱怨，現(xiàn)在還有叫車服務，其實并不提高出租車系統(tǒng)的容量。真正需要的是提高出租車系統(tǒng)容量，能夠多拉客人，但是乘客費用降低，司機收入增加，這才能解決三方面的問題。
我們現(xiàn)在做這樣的一個方案解決三方面的需求。我們有很多的人在城市里要打車，很多車在路上跑。假設(shè)這個人要打車，他通過一個軟件提交服務告訴他你打車去哪兒，我們能夠通過一輛車，如果這個車上有一個人了，你問他我可不可以接一個人，回答以后我們會告訴想打車的那個人什么時間來接你，車牌號多少，費用多少。
我們做了一個仿真，是通過北京市的出租車數(shù)據(jù)選出了真實人的需求，建立了一個模型。藍色、紅色、綠色(代表人)，看某一個具體車如何規(guī)劃，如何減少空載。比如一個人收到新的需求，他規(guī)劃新的線路，這樣不停的算，這些東西好是好，但是挺難的，因為人都很懶，他不會提前告訴你我什么時候打車。車的位置也是動態(tài)的。
第二點是規(guī)模非常大，不像以前拼車是小區(qū)里面幾個人，我們有上百萬的用戶，幾萬輛車，不停的算用戶沒有時間等你，提交請求之后必須一分鐘之內(nèi)回答我，什么時間來接我?所以這個問題非常非常難。如果把出租車車看成卡車，人看成貨物，那么整個物流會提高，提高多少?經(jīng)過仿真結(jié)果推算一年會節(jié)省8億，就是夠一百輛車跑十個月，經(jīng)濟價值可以省到十萬美金，(一個城市)，16億千克二氧化碳。我們的服務至少可以提高300%，但是費用能夠降低42%。司機收入會增加16%。
第二個從政府角度看看這個問題，北京市可能有些地方比較擁堵不管怎么建議都不能真正解決問題。原因可能是因為這個地方的規(guī)劃可能就不合理。我們能不能利用歷史數(shù)據(jù)累計找出這個城市里面規(guī)劃不合理的地方。其中顏色越深的表示問題發(fā)生的頻度越高，什么叫問題呢?就是這兩個區(qū)聯(lián)動性不好，人們通過這兩個區(qū)域的時候流量很大，并且不得不繞路，這個地方肯定是有問題的。我們可以看一些例子，通過把這幾年的數(shù)據(jù)進行對比，可以找出這個地方到底什么地方有問題。比如望京，2009年之前望景的人通過這兩個區(qū)域上四環(huán)，所以這里有一個瓶頸，后面這條道路擴寬了，這個問題消失了。
第三個是找出城市里面不同的功能區(qū)劃。這就是北京市不同區(qū)域的表達，不同的顏色表示不同的功能。比如紅色、大紅色，表示的是北京市的文教科技區(qū)域，黑色表示成熟的商業(yè)區(qū)域。但是我要強調(diào)的是一個城市里面某個區(qū)域的功能絕非單一，它是一個復合式分布。比如清華大學旁邊也難免有些飯店。由于各種各樣因素這個城市并不是按照規(guī)劃發(fā)展，過了五年，我希望這個城市現(xiàn)在在什么地方?核心區(qū)在什么地方?怎么樣擴展?這樣的信息我們可以更加準確的規(guī)劃下一個版本的城市。
我們把兩年的數(shù)據(jù)結(jié)果進行對比，左邊的圖是2010年，右邊是2011年。兩個圖區(qū)域顏色發(fā)生了變化，A區(qū)域以前是黃的，表示新興的住宅區(qū)。到2010年的時候變成了灰色，表示這個區(qū)域正在被建設(shè)。其實這是很奇怪的事情，原因是北京第一高樓在這兒開建了，這個地方確實在拆遷，所以這個方法很準。
另外就是前門大街，以前是一個公園和自然風景區(qū)。奧運會前后對前門大街進行了重建，這里的人流確實不是商業(yè)街，變成了黑色。還有一些地方跟城市規(guī)劃相比較，左邊是土地規(guī)劃，右邊是結(jié)果，這是望京區(qū)域，大部分還是對的，中間也出現(xiàn)了紫色的區(qū)域。這樣的話可以幫助更好的規(guī)劃和POI的配套。
最后一個就是空氣質(zhì)量問題。大家每天都在看空氣質(zhì)量如何如何，你們也有很多手機的應用可以告訴你，現(xiàn)在北京PM2.5是多少，但是你所知道的PM2.5是整個北京的平均值不是你周邊的。北京市大概有20多個空氣質(zhì)量監(jiān)測站，但是北京有這么大的范圍很多地方是沒有的。比如植物園的空氣肯定不能跟中關(guān)村的空氣比，更不能跟西單比，因為污染排放物密度不一樣，所以你拿到平均的PM2.5的值沒有什么價值。
那么說為什么政府不多建幾個監(jiān)測站呢?實際上建一個監(jiān)測站不是那么容易。監(jiān)測站需要很大的一片土地，需要很多設(shè)備，如果專業(yè)建站不是那么準確測量。這也是為什么政府說不讓大家買淘寶的幾百塊的測一側(cè)，那個確實不準。所以不能什么地方都能建，也沒有必要在什么地方都建。
這個圖是兩個空氣質(zhì)量監(jiān)測站，一個是西單，一個在后海，右邊PM2.5的差別可以差到三倍。我們要做的就是結(jié)合大數(shù)據(jù)，利用已就空氣監(jiān)測的數(shù)據(jù)，以及加上天氣數(shù)據(jù)，交通流數(shù)據(jù)，人口流動數(shù)據(jù)，道路數(shù)據(jù)，和POI數(shù)據(jù)，共同的把城市每一個角落的數(shù)據(jù)算出來。這樣的數(shù)據(jù)我們可以告訴你此時此刻周邊的數(shù)據(jù)如何，第二我們可以告訴政府在什么地方建空氣質(zhì)量監(jiān)測站是我們需要的。也許建十幾個空氣質(zhì)量監(jiān)測站我們就能把整個城市的數(shù)據(jù)推導出來。謝謝大家!
(以上報告內(nèi)容為現(xiàn)場速記，未經(jīng)本人審核)
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