夏玉軍 李凌宇 孟凡伍 李佳俊

（中國(guó)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京 100044）

1.引言

城市體檢作為住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部近幾年推進(jìn)的一項(xiàng)城市工作，其“一年一體檢，五年一評(píng)估”的工作要求，使動(dòng)態(tài)更新的城市大腦數(shù)據(jù)成為提高城市體檢工作效率的重要抓手。而近年來(lái)，隨著城市大腦的概念逐漸被各級(jí)城市規(guī)劃建設(shè)管理部門(mén)所接受，并在許多城市開(kāi)始了搭建。伴隨對(duì)城市大腦建設(shè)的探索不斷深入，城市大腦工作的重心也從如何搭建轉(zhuǎn)向如何高效利用城市大腦數(shù)據(jù)指引城市工作及方便居民生活上來(lái)[1]。本文通過(guò)城市體檢工作實(shí)踐，借助利用杭州市城市大腦數(shù)據(jù)進(jìn)行城市道路擁堵評(píng)估分析的案例研究，解析在城市體檢工作實(shí)踐中利用城市大腦動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的方式及主要挑戰(zhàn)。

2.城市大腦與城市體檢綜述

2.1 城市大腦

首次提出城市大腦概念的時(shí)間是在2015 年，但各領(lǐng)域的學(xué)者有著各自不同的理解。在城市建設(shè)方面，從2016 年開(kāi)始，杭州、上海、北京、廣州等多個(gè)城市，紛紛提出和開(kāi)展城市大腦建設(shè)方案，旨在利用智能時(shí)代的數(shù)據(jù)資源和不斷迭代的信息技術(shù)，推動(dòng)城市數(shù)據(jù)資源匯聚融合和運(yùn)行態(tài)勢(shì)的全域感知，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)城市精準(zhǔn)研判，調(diào)度指揮，整體統(tǒng)籌，指引城市的現(xiàn)代化、智能化治理，讓城市更“聰明”一些[2]。城市大腦建設(shè)主要圍繞對(duì)城市運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、歸集和分析，最大化數(shù)據(jù)這一戰(zhàn)略資源的價(jià)值，使城市的規(guī)劃建設(shè)管理更加科學(xué)化、智能化、精細(xì)化[3]。截止目前，建成城市大腦或者提出城市大腦建設(shè)需求的城市，在我國(guó)已多達(dá)數(shù)百個(gè)?？梢灶A(yù)見(jiàn)的是，在不久的將來(lái)，城市大腦將成為城市建設(shè)的“標(biāo)配”，作為城市的一項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施大大方便各項(xiàng)工作的開(kāi)展，并將連綿不斷地形成價(jià)值，以及幫助解決城市發(fā)展過(guò)程中僅靠現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施和生產(chǎn)力難以應(yīng)付的問(wèn)題。

2.2 城市體檢

“城市病”伴隨著城市化的快速發(fā)展應(yīng)時(shí)而生，或多或少，難以避免。為了盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)研究、精準(zhǔn)施治，在2015 年12 月，中央城市工作會(huì)議提出建立城市體檢評(píng)估機(jī)制的要求。為此，住建部經(jīng)過(guò)深入探索研判，于2017 年9 月，提出了建立“一年一體檢，五年一評(píng)估”的常態(tài)化城市體檢評(píng)估機(jī)制，為城市可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展提供保障。從2018 年開(kāi)始，住建部聯(lián)合北京市共同開(kāi)展了首個(gè)城市體檢試點(diǎn)工作，自此，拉開(kāi)了住建系統(tǒng)在全國(guó)開(kāi)展城市體檢工作的序幕，并從2019 年啟動(dòng)11 個(gè)城市試點(diǎn)，增加到了2021 年在59 個(gè)城市全面展開(kāi)，體檢指標(biāo)也從7 類(lèi)、36 項(xiàng)，擴(kuò)展到8 類(lèi)、65 項(xiàng)，形成了較為完善的城市體檢評(píng)估體系[4]。利用與時(shí)俱進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段和城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)科原理，通過(guò)開(kāi)展城市體檢工作，對(duì)城市進(jìn)行分項(xiàng)指標(biāo)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和整體數(shù)學(xué)模型組建，從而評(píng)估各層級(jí)城鄉(xiāng)規(guī)劃的實(shí)施情況、各項(xiàng)城市功能的健康狀況以及城市的可持續(xù)發(fā)展應(yīng)力，助力建設(shè)沒(méi)有“城市病”的城市[5]。截至目前，城市體檢工作的規(guī)模和影響力還在不斷擴(kuò)大，可以說(shuō)城市體檢工作通過(guò)積極的探索、發(fā)展和完善，正逐漸成為城市規(guī)劃建設(shè)管理的一項(xiàng)常態(tài)化工作[6]。

3.城市大腦在城市體檢工作中的作用

城市體檢中重要的一環(huán)在于跟蹤比較，對(duì)比各項(xiàng)指標(biāo)在某個(gè)政策實(shí)施前后、某建設(shè)項(xiàng)目開(kāi)工竣工前后等不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)于城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的質(zhì)量監(jiān)督及成效反饋[7]。要實(shí)現(xiàn)對(duì)于城市多項(xiàng)數(shù)據(jù)的智慧化跟蹤對(duì)比，城市大腦的作用舉足輕重。城市大腦可以不斷動(dòng)態(tài)獲取城市體檢工作涉及的相關(guān)數(shù)據(jù)，智能化地計(jì)算城市體檢需要的指標(biāo)，支持后期城市體檢報(bào)告的智能化生成，并根據(jù)城市的實(shí)際需求，從數(shù)據(jù)層面監(jiān)控城市的健康狀況。同時(shí)，城市大腦也可以針對(duì)部分時(shí)空敏感度較高的指標(biāo)，將數(shù)據(jù)的時(shí)間及空間顆粒度細(xì)化，實(shí)現(xiàn)全時(shí)空、多方位、常態(tài)化的城市健康狀況監(jiān)督檢查及預(yù)測(cè)預(yù)警[8]。

4.杭州道路擁堵場(chǎng)景分析實(shí)踐

在杭州市城市體檢平臺(tái)搭建的工作中，我們發(fā)現(xiàn)杭州市作為城市大腦建設(shè)的“排頭兵”和“先驅(qū)者”，城市大腦提供的數(shù)據(jù)接口從數(shù)據(jù)的覆蓋范圍、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)更新情況等各個(gè)方面來(lái)看，均較為成熟，于是項(xiàng)目組開(kāi)始了通過(guò)城市大腦對(duì)城市體檢的某些指標(biāo)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的探索。穩(wěn)定獲取城市大腦中樞系統(tǒng)API 接口共19 項(xiàng)，其中有9 項(xiàng)用于指標(biāo)計(jì)算，7 項(xiàng)用于體征感知監(jiān)測(cè)模塊，如表1 所示。

表1 獲取城市大腦中樞系統(tǒng)API接口情況表

城市的交通擁堵?tīng)顩r是一個(gè)較為直接利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，且切實(shí)關(guān)乎市民生活出行質(zhì)量的城市體檢相關(guān)項(xiàng)，為此，項(xiàng)目組選擇以此作為探索城市大腦數(shù)據(jù)在城市體檢工作中應(yīng)用研究的切入點(diǎn)。

4.1 城市大腦接口及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的選擇

經(jīng)過(guò)對(duì)杭州市城市大腦提供的數(shù)據(jù)接口（表2）的數(shù)據(jù)內(nèi)容及質(zhì)量的研究，結(jié)合城市體檢工作的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，我們確定了兩項(xiàng)主要監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：杭州市各區(qū)域道路車(chē)速及城市擁堵路段。從城市大腦數(shù)據(jù)列表中獲取實(shí)時(shí)高速路勻速、實(shí)時(shí)快速路勻速、實(shí)時(shí)主干道勻速的車(chē)速信息，數(shù)據(jù)更新頻率為五分鐘，主干道數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)邊界為交警大隊(duì)，高速路與快速路數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)邊界分為主城區(qū)及市轄區(qū)。

表2 使用的城市大腦數(shù)據(jù)接口信息

4.2 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究

在研究城市路面交通相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之后，我們發(fā)現(xiàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T33171—2016，城市交通運(yùn)行狀況評(píng)價(jià)規(guī)范中對(duì)道路運(yùn)行情況等級(jí)劃分的定義[9]和公安部國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GA/T 115-2020，道路交通擁堵度評(píng)價(jià)方法中對(duì)城市道路平均車(chē)速與交通擁堵度的對(duì)應(yīng)關(guān)系的定義[10]以及北京市地方標(biāo)準(zhǔn)DB11/T 785—2011，城市道路交通運(yùn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中對(duì)不同級(jí)別道路運(yùn)行評(píng)價(jià)等級(jí)、擁堵路段、高峰時(shí)段的定義[11]等與道路擁堵?tīng)顟B(tài)界定和可視化相關(guān)性較強(qiáng)。其中，地方標(biāo)準(zhǔn)雖然是北京市地方標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)杭州也有較強(qiáng)的借鑒意義，因此，項(xiàng)目組在杭州市城市體檢平臺(tái)設(shè)計(jì)建設(shè)中,城市道路擁堵評(píng)估分析采用了以上標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 場(chǎng)景搭建——擁堵路段場(chǎng)景

4.3.1 擁堵數(shù)據(jù)預(yù)處理

由于通過(guò)城市大腦中樞獲取的擁堵數(shù)據(jù)獲取頻次為5分鐘，因此，有大量的數(shù)據(jù)重復(fù)，需要對(duì)獲取的擁堵數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，消除數(shù)據(jù)冗余，保證每一條擁堵事件記錄的唯一性。我們的處理方法是利用python 針對(duì)每個(gè)路段的連續(xù)時(shí)間擁堵記錄中只取擁堵時(shí)長(zhǎng)最長(zhǎng)的一條。

4.3.2 擁堵路段與路網(wǎng)數(shù)據(jù)空間擬合

杭州市城市大腦提供的擁堵路段的空間數(shù)據(jù)為線段，而此線段與現(xiàn)有的路網(wǎng)數(shù)據(jù)并不能實(shí)現(xiàn)完全重合，為實(shí)現(xiàn)每日擁堵時(shí)長(zhǎng)的統(tǒng)計(jì)，項(xiàng)目組利用GIS 將擁堵數(shù)據(jù)擬合到路網(wǎng)。

4.3.3 路段每日擁堵時(shí)長(zhǎng)累加

利用柵格計(jì)算技術(shù)，將每日的擁堵累加，得到路網(wǎng)上每條擁堵的道路每日總擁堵時(shí)長(zhǎng)。

4.3.4 調(diào)整圖例，空間呈現(xiàn)（表3）

表3 擁堵時(shí)間圖例

4.4 場(chǎng)景搭建——平均車(chē)速場(chǎng)景

4.4.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

將從接口獲取的數(shù)據(jù)分區(qū)（包括主城區(qū)總體勻速及市轄各行政區(qū)均速）。

4.4.2 車(chē)速折線圖繪制

根據(jù)不同區(qū)域繪制每日車(chē)速折線圖，呈現(xiàn)24 小時(shí)內(nèi)車(chē)速變化情況。

4.4.3 平均車(chē)速計(jì)算

根據(jù)各區(qū)每五分鐘車(chē)輛形式平均速度及高峰時(shí)期的定義，計(jì)算各區(qū)域每日高峰時(shí)期平均車(chē)速。

4.4.4 調(diào)整圖例，平臺(tái)數(shù)字化呈現(xiàn)（表4）

表4 平均車(chē)速圖例

4.5 平臺(tái)展示（圖1）

平臺(tái)左側(cè)空間圖為擁堵路段場(chǎng)景部分，可以展示用戶(hù)選擇的日期當(dāng)日道路擁堵?tīng)顩r。平臺(tái)右側(cè)空間圖為平均車(chē)速場(chǎng)景部分，此部分分為上、中、下三個(gè)模塊，上邊模塊展示杭州市市域范圍內(nèi)的車(chē)速情況，三組速度分別為選定日期的主干道、快速路及高速路日平均車(chē)速；中間模塊展示杭州主城區(qū)車(chē)速情況，速度值為選定日期的高峰時(shí)期道路平均車(chē)速，折線圖展示近七日的高峰時(shí)段平均車(chē)速情況；下邊模塊為杭州市下轄各區(qū)的具體情況展示，表格部分為各區(qū)高峰時(shí)段平均車(chē)速，用戶(hù)可以在表格中選擇任意一個(gè)行政區(qū)，該區(qū)的日車(chē)速情況就會(huì)在其下方的折線圖中顯示。

圖1 杭州市交通擁堵路段場(chǎng)景

5.結(jié)語(yǔ)

目前，以道路擁堵場(chǎng)景為代表，杭州市城市體檢平臺(tái)已經(jīng)在9 個(gè)模塊，61 項(xiàng)指標(biāo)展示中實(shí)現(xiàn)了每日25 萬(wàn)條城市大腦數(shù)據(jù)的獲取、展示及計(jì)算。其中，在城市管理方面，利用城市大腦監(jiān)測(cè)污水處理量，獲取城市生活污水集中收集率；監(jiān)測(cè)所有停車(chē)場(chǎng)基本信息，獲取停車(chē)泊位與小汽車(chē)擁有量的比例；監(jiān)測(cè)單個(gè)停車(chē)場(chǎng)實(shí)時(shí)信息，獲取停車(chē)泊位與小汽車(chē)擁有量的比例。在城市交通運(yùn)輸方面，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)快速路、高速路、主干道的車(chē)速，獲取平時(shí)和早晚高峰時(shí)間交通的擁堵情況，以及獲取巡游出租車(chē)和網(wǎng)絡(luò)預(yù)約出租車(chē)的營(yíng)運(yùn)訂單數(shù)，共享單車(chē)租用次數(shù)，提供移動(dòng)出行服務(wù)。在衛(wèi)生健康方面，獲取各醫(yī)院醫(yī)療就診數(shù)據(jù)，統(tǒng)籌社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心門(mén)診分擔(dān)率。在文化和旅游方面，獲取全域接待游客人數(shù)、地圖-圖書(shū)館點(diǎn)位、國(guó)際游客來(lái)源、省外游客來(lái)源、景區(qū)基本信息、星級(jí)酒店基本信息等相關(guān)數(shù)據(jù)，便于調(diào)控和因需施策。在醫(yī)療保障方面，獲取參保人數(shù)、參保單位等數(shù)據(jù)，測(cè)算出常住人口基本公共服務(wù)覆蓋率；在住房保障方面，獲取商品房成交均價(jià)可比較面板、二手住房成交均價(jià)可比較面板數(shù)據(jù)，測(cè)算出房?jī)r(jià)收入比。日后，更多利用城市大腦實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)搭建的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景及預(yù)測(cè)預(yù)警界面將高敏捷度地全面反映城市狀態(tài)，幫助規(guī)劃建設(shè)管理工作者進(jìn)行改造及建設(shè)方案的模擬推演，并從城市角度對(duì)項(xiàng)目形成全周期、全方位的跟蹤管理。

在城市的運(yùn)行管理不斷走向數(shù)字化與智能化的進(jìn)程中，城市信息化工作要解決的主要矛盾已經(jīng)從之前的如何獲取及儲(chǔ)存數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)槿绾螐凝嬰s的數(shù)據(jù)中梳理出邏輯關(guān)系，幫助我們避免數(shù)據(jù)的冗余，更加高效地挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，而后服務(wù)于城市的更新、建設(shè)、管理以及居民的日常生活、工作、學(xué)習(xí)。利用城市大腦數(shù)據(jù)幫助甚至指引城市體檢工作是項(xiàng)目組在工作中找到的一條通路，希望作為一個(gè)例子，引起城市工作者的一些思考和探討。