今天,人类社会正在经历前所未有的信息化和数据化,包括5G、AI、IoT等技术在内的ICT技术,已经让城市中的很多场景实现了数据化和网络化。以人们熟悉的生活场景为例,包括共享单车服务、线上线下一体化商超、信息智能推送在内的新事物实际上都是城市场景智能化的产物。
然而,随着人们对高品质城市体验的不断追求,单一场景的智能化已经无法满足用户的多元化以及精准化需求。传统智慧场景解决方案,部署时就是状态的巅峰,随后,随着数据量级的提升、硬件环境的变化、新的精细化需求的出现,其呈现的效果将越来越差,且后续升级维护成本非常高。这就好比一辆出厂时达到百公里加速8秒的传统汽车,如果希望将其百公里加速提升到7秒,就需要刷新车载电脑ECU,对涡轮进行延迟设定,改变档位切换逻辑,甚至还需要更改进、排气,并在多个车辆模块之间进行匹配、调试。而反观智能电动汽车,则只需要远程对车控系统ECU下达统一指令,性能升级即可完成。
智能车示例图
之于城市领域,这种“智能汽车”可以类比为一种构建在统一数字底座上的人工智能城市。人工智能城市(AI CITY)是一种建立在AI、IoT、大数据、云计算等底层硬科技全面发展基础上的全新物种,它以远程升级(城市OTA)的形式实现城市的硬件、软件、接口和应用进行自我进化,进而适应不同时期人们对城市生活的期待。作为一种新的城市物种,AI CITY正在通过OTA的方式弥合由于单一场景智能化升级滞后,场景间不打通带来的城市体验断档。
特斯联AICITY效果图
那么,AI CITY究竟如何实现城市OTA呢?这还要从城市OTA的实现条件、AI CITY底层技术以及自身架构说起。
城市OTA的实现前提:软硬件标准化与中心化控制
如果将AI CITY比作一辆智能汽车,那么很显然,要达到“车辆”的自我进化升级,需要同时满足两个条件:第一,这辆“汽车”需要具备一个统一的中央大脑,以确保指令发出后,整车都能全面及时接收到“升级信号”;第二,“车辆”的各个局部模块有统一的生产和维护标准,以“一呼百应”的方式回应中央大脑发出的升级指令。以上两点,对应到城市,则意味着,城市OTA如果想要实现,必须以城市的软硬件标准化和中心化控制为前提。
前者意味着,城市的各个系统需要保持联通,且产业链上下游和生态的接入标准统一。以交通场景为例,软硬件协同意味着包括城市道路、交通指示灯、地下管廊、行驶车辆、IoT设备、交通信号控制系统等在内的所有元素都需要保持联通,并预设了统一的接入标准。这样,一旦日后自动驾驶功能得到普及,包括道路、车辆、辅助设施、运营系统在内的软硬件可以实现同步升级。而中心化控制则表明,城市需要一个统一的大脑来连接各个系统的软硬件体系以满足整体的连贯性和一致性。
三大核心技术满足城市OTA两大前提
从技术角度看,AI CITY通过三大核心技术满足了城市OTA的两大实现前提。首先,AI CITY将通过“统一标准的全生态体系开放式融合技术”和“海量全息物联感知数据的泛在连接技术”实现城市的软硬件标准化。
1)所谓“开放融合技术”指的是:城市的多级功能组件与数据应用模型,并向业务层和第三方要提供准化接口,以及城市要具备融合第三方生态资源,丰富组件、模型和业务的能力。通俗地讲,这种技术将使得AI CITY变得更加“宽容”:在硬件标准上,支持通用国标行标体系;在城市组件上,配置大量通用业务组件;在开发环境上,构建开放的AI CITY生态体系,鼓励在开放体系下的,为城市的功能升级和优化贡献群体智慧。以“智能汽车”作比的话,相当于汽车的各个零部件采用国际通用的技术标准以方便后续的更新和兼容;汽车的软件系统,向第三方开放接口,以方便不同的开发者围绕丰富汽车功能开发不同的新应用。
2)而“泛在连接技术”则指向城市的数据多元化。形象化地看,这种技术将使AI CITY变得更加“敏锐”:通过支持多厂家、多协议、多设备、多类型、多标准设备统一接入和海量多维数据的接入,整座城市将具备高吞吐高并发接入能力;支持新的城市能力以插件形式接入既有架构;支持定制接口数据对接。之于智能汽车,这种技术相当于为车辆布设了更为精密的感知元件和分析系统,使其相比传统汽车更加“耳聪目明”。
3)AI CITY通过“资源与服务集群的自动化弹性伸缩技术”可以监控集群,随时自动替换不健康的实例,节省运维成本,满足城市OTA的“中心化控制”要求。依托这种技术,城市还可以动态管理集群,在高峰期自动增加实例,在业务回落时自动减少实例,城市通过自动管理SLB后端服务器和RDS白名单,以达到节省操作成本的目的。目前看来,“中心化控制”实现的难点之一在于如何科学合理地使用算力算法资源,以使城市运营成本合理可控。有了类似的弹性技术,城市将智能调度应对各种复杂场景,通过API方便对接外部的监控系统,可同时支持定时、动态、自定义、固定、健康等多种伸缩模式。不同的用户在不同的地方,面对不同场景,可以根据自身需求选择不同应用服务。同时,对于不同规模和不同发展阶段的城市,可以弹性地选择AI CITY的版本以适应自身需求,稳步推进城市智能化。
操作系统协同助力实现全面升级
跨过底层技术门槛,AI CITY在实际运行中依靠的是城市智能操作系统来实现城市OTA。以最新发布的特斯联人工智能城市AI CITY为例,其操作系统TACOS居于整个城市架构的中心,包含数据接入、数据中台、技术中台、AI中台、业务中台,以及底层感知和各种对外接口。
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特斯联人工智能城市AICITY操作系统TACOS示意图
从结构上看,TACOS通过架构、数据、应用、业务四大领域的进化助力AICITY实现全面OTA。
架构进化:建设初期,城市规模小,满足早期业务的架构不需要太大的并发能力和缓存服务器。随着城市扩张、应用场景的丰富,TACOS的架构可以通过升级来承接能力需要。这样早期成本和效率能得到控制,后期又能够满足不断增值的要求。
数据进化:AI CITY建设不需要从一开始就获取城市全景全维度的数据,可优先通过IoT、物理层获得基础数据。随着业务层的丰富,数据维度由结构化小数据转向结构和半结构化大数据再到大小结合的全数据。
应用进化:指的城市功能组件的升级。例如,某博物馆配备了多个HD摄像头,一开始只有识别人脸的组件,后面随着安保需求和用户研究需求的提升,可以通过应用升级进一步识别人物动作和行为。
业务进化:侧重于城市智慧场景解决方案的功能性升级或者重组。以疫情防控为例,过去的城市防疫防灾方案可能是以园区和社区为单位,随着外部疫情发展变化,后期可能更加需要区域协同乃至全域协作。
作为AICITY的智能中枢,TACOS还承担着城市AI中心+大数据中心的任务,以助其实现线上线下数据融合。它采用松耦合架构和千万级API网关,其并发访问API接口的能力可达到千万级。这大约相当于新浪微博、淘宝、京东等主流社交及电商网站的高峰日全球总访问需求。不同的是AI CITY的承接的需求基本来自一座城市的内部。依靠分布式集群、负载均衡、分布式缓存、应用分解等多种技术,TACOS可以满足城市大量的应用场景服务访问城市应用组件,实现跨场景融合,统一调度,跨系统协同。
在“辛勤”工作的同时,TACOS自身也在实现OTA:类似于智能汽车固件升级FOTA,TACOS的软硬件一键升级主要体现在两个方面。一是对监测到的城市软件缺陷及时响应,快速修复包括功能性BUG和信息安全漏洞在内的多种城市运营。二是充分拥抱新功能组件、新算法模块,快速赋予新特性,缩短面向管理场景、业务场景的应用服务的上市周期,降低应用服务的开发和部署成本。
在此基础上,TACOS的自我进化也全方位带动了城市应用的OTA。这和智能汽车的软件升级SOTA有相似之处,基于FOTA的核心功能升级,城市应用也实现了OTA:这既包括实现了面向用户的远程功能和应用的增量升级;也包括对各类智慧场景解决方案本身存在的软硬件缺陷提供诊断维护;同时还涵盖对不同终端客户的应用场景,实现实时、统一部署和升级。
最后,城市应用OTA的高阶形态体现在具备横向拉通不同垂直行业场景的网络协同能力。单点升级变为网络升级、生态升级。未来,在特斯联AI CITY将有望看到这样一种场景:类似盒马鲜生的线上线下一体化商超通过OTA新增了记录不同时间消费习惯的功能模块;在对数据进行处理后,智慧通行场景可调用此模块产生的业务数据,通过OTA追加定时前往特殊地点、特殊人群聚集地的车辆,根据实时需求将消费者载往不同的商业网点进行消费。至此,当前城市智能化中存在的场景割裂,用户依靠“跳房子”往返于场景与场景,方案与方案之间的“半智能化”、“伪智能化”将彻底宣告结束。一个由TACOS驱动的、具备全面智能化属性的AI CITY构建的世界正在到来。
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