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京东集团副总裁、京东城市总裁、京东数科首席数据科学家郑宇教授为CCF-GAIR 2019 主会场「AI 前沿专场」做了题为《用大数据和 AI 打造智能城市》的精彩演讲。
郑宇教授目前主要负责京东城市业务，利用大数据和人工智能技术服务于政府和大型国有企业，致力于解决城市里的交通、环境、能耗等痛点，提高大型企业产能和业务效率。
以下为郑宇教授的主题演讲内容，经雷锋网做了不改变原意的编辑与整理。
感谢CCF-GAIR大会主办方的邀请，这是我第二次参加大会。今天我要跟大家分享的是人工智能和大数据技术如何改变现状。
人工智能已经经历了三个阶段，从电子化到网络化到信息化，正在迈向智能化的过程。前三个阶段主要依赖计算机软硬件技术和网络通讯技术，而在第四个阶段要实现智能化，更多是依靠大数据和人工智能技术。
所以“智能城市”可以被认为是智慧城市的高级阶段，也是我们国家说的“新型智慧城市”。
在建设智能城市的过程中，无法绕开的四个问题：
第一，智能城市需要构建一个生态。
传统的总集加分包模式并没有解决一个真正的生态，大家各自开发各自的系统，形成烟囱林立和孤岛效应，如何基于统一的数据基础共建城市，这是面临的一个大难题。
第二，强调数据的开放和共享，但同时要确保数据的安全。
这中间有小小的矛盾，有些数据像公安、财税只能留在自己的系统垂直汇报，而不能物理挪动这个数据放到外面跟人共享，怎么在保证数据的安全上又做到数据的知识共享，支撑各种应用呢？这是一个急需解决的难题。
第三，建立良性商业模式。
智慧城市建设还是依靠单一的政府投资、政府的项目资金来维护，而政府的资金是有限的，当我们建设一批项目的时候就会失去对一批旧项目的资金支持。如何产生一个良性的商业模式，在政府资金到位之后，还可以靠自己的运营持续运行下去？这样一个模式我们急需解决。
第四，复合型人才培养。
有很多高校学生学习了人工智能走向了社会，但是发现还有很多背景知识在学校里没有学过，交通、环境、能耗、安全一系列的知识都需要在工作岗位中积累，能不能在读书的时候就通过某种机制，让公司和高校共建这种场景，共建这种研究院，让真实的数据去培养复合型人才？这也是急需解决的问题。
为了解决这四个痛点，去年2月份我加入了京东集团，创建了京东城市这样一个独立的板块（雷锋网注：跟京东金融并列），包括了京东智能城市事业部、京东智能城市研究院、区域分布和研发中心。现在京东智能城市研究院在南京、成都、呼和浩特都有研究院，这个版图是非常大的。
通过过去一年多的努力，现在的业务已经覆盖了中国的30多个城市，给30多个城市的政府提供各种各样的技术支持，同时还跟中国的20多所知名高校开展了各种各样的合作，包括学科共同建设等等，还给国家能源集团、联通集团等多种大型央企提供了技术支持，特别是平台型产品，在很多核心企业发挥作用。
京东城市到底能够提供什么服务？
城市操作系统非常核心。这个操作系统把数据模型标准化，特别是人工智能和大数据算法变成模块和组件，然后开放出来变成生态，以前的云就是缺了这样一个操作系统，以前的云是PC机，缺了一个Windows，而城市操作系统就是我们要构建的专门为城市定制的Windows。
我们构建了六个垂直的领域，包括交通、城市规划、环保、能耗、文旅、公共安全，这六个垂直产业中并不是什么都自己做，我们做几个典型的应用，让很多第三方企业可以上这个平台，利用标准化模型和算法能力，快速构建自己的应用场景和应用能力。
其实在城市里有大量的第三方公司服务于政府，这些公司很懂政府业务，比BATJ更懂政府业务，他们缺的是大数据和人工智能的能力，他们有诉求，缺能力，正好我们把平台开放出来，让他们上我们的平台，利用我们的能力，快速构建应用，这样就能把整个智能城市，用共建的方法解决，所以这就解决了生态问题，我不相信哪一个公司能够凭一己之力解决一个城市所有的问题。
最上面一层是综合解决方案，政府往往需要一个基于场景的综合解决方案。典型案例是信用城市，现在国家发改委重点推的居民信用、企业信用和政府信用，会帮助企业的投融资和个人的就业、贷款等一系列服务。
京东还会做AI+产业发展，怎么将大数据和人工智能帮助产业发展，这是各个领导关心的事情，还会解决各个城市的停车问题，包括存量市场和增量市场，也包括室内停车和室外停车。不久之前，京东刚刚拿下了大兴机场的智能停车场的建设，还有智能园区，以及智能城市APP，通过这样的分层结构就构成了我们的整个产品体系。
详解城市操作系统：城市的Windows
首先介绍城市操作系统，这个操作系统的定位非常精准，在云上，在应用的下面或者说脑的下面，所以我们不是系统集成，也不是云，系统集成相当于鼠标和键盘的外设，很多硬件、IoT设备组合在一块，云相当于PC机，脑相当于设备，差了什么？就是Windows，以前就没有这个，云上直接提供的AI算法太初级，拿这样的算法给行业用的时候差距还非常大，行业需要的是交通情况预测、空气质量预测，云上有吗？没有，我们就把能力变成组件放在操作系统上开放出来。
它有四个特点。
第一个特点是数据标准化。
这个城市的数据种类特别多，根据数据类型和结构其实只有两种：点数据和网数据，根据数据关联的时空属性随时间变化与否分成三类，一类是时间和空间静态，一类是空间静态时间动态，一类是时间静态空间动态。城市操作系统可以把这六种数据都接进来，以后的系统就可以互用，只要数据来了，最能找到一个模型把你装进去，这就可以利用人工智能算法进入流水线处理。
第二个特点是平台算法模块化。
京东把适合于智能城市的模块进行组建，能做流量预测、空气质量预测、交通流检测等各种算法，这都不是云里具备的算法。
第三个特点是平台生态化。
把积木开放出来，大家就可以快速搭建自己的积木，把这个应用开放给第三方，很多中小企业利用这个平台可以快速建立自己的应用。比如之前一个十人的顶尖团队要用两年多做出来，现在只要一个普通员工，两天就可以开发出一个空气质量预测模型，现在平台已经发展了120多家合作伙伴，在各行各业利用这个平台和操作系统去构建自己的垂直应用。
第四个特点是数字网关。
数据共享和数据安全是矛盾的，有些数据是永远不可能出库的，怎么办？我们把平台布到各个内部，比如一个平台在公安，一个在外面，平台中都有数字网关，这里用了最先进的跨域学习技术，在不出库的情况下做到知识共享。我们把深度学习网络中间某一层拿出来放到外面去，中间层其实是编码过的乱码，中间层是不可能回到原始数据的，但是中间层拿出来之后再做联合建模，几乎可以做到和原始数据接近的效果。
这就是城市操作系统四个典型的特点。
京东城市的智能园区整体布局
我要重点讲智能园区，因为我们的场景比较多，我们集中在智能园区，分为五个子领域，一个是智能景区，一个是智能小镇，第三是智能社区，第四是智能商圈，第五是智能展厅和体验馆。
首先看智能景区，把很多的人工智能技术进行组合，变成四大体系。
第一是针对旅客的智能服务体系。包括购票、导览、路线设计、停车预约的大量人工智能技术成熟落地。
第二是针对管理者的智能管理体系。包括人流量预测、园区监控、安防、园林监控等系列措施。
第三是针对商家的智能营销体系。包括广告、积分、优惠券、会员体系都需要数字化能力支撑的。
第四是全新的智能服务体系。大家在景区里还是要有娱乐设备，像无人餐厅、无人表演等高科技的体验。
目前，智能宿迁APP已经发挥了重要作用，可以通过景区宣传片先知道景区是否值得一去，还可以在线购票，现在可以通过刷脸购票然后在线支付，还可以有语音导览以及AR、VR技术也已经实现，你只要拍这个碑就能看到虚拟的3D场景。同时结合大数据分析能力，对客源进行分析，我们的客源具备什么属性、来自哪里、流向哪里、他们的需求是什么，一整套的大数据和人工智能技术，把景区的服务、体验、管理和营销全方位带动。
最近京东又拿下了整个江苏省园博园智能景区建设，江苏省园博园定位非常高，因为江苏省经济在全国排名在前几位，园博园在南京市区，未来我们会把中国最先进的人工智能和大数据植入进去，把它打造成中国人工智能景区的标杆。
智能小镇
现在全国各地都在建小镇，以前的小镇是地产项目，依靠的是房地产变现，小镇的一部分作为工业，一部分作为住宅，但是现在发现这种模式越来越难以维系，现在的方法是通过智能化的手段提升小镇价值。这种智能化包括智能化管理和服务，也包括智能化的金融科技。
京东通过以下七个步骤来建设一个智能小镇。
先做整体布局，再做路网规划，然后做基础设施规划，除了道路等基础设施之外，很重要的是IoT的设备，IoT设备通过5G跟云的连接，最后去支撑各种智能化的应用。有了公共基础设施之后，再把城市操作系统布置进。往下就是智能应用，这些应用并不是每个都由自己搭建，有很多企业可以上操作系统搭建自己的应用，最后就是搭建发展模式，不光是要有智能小镇，也要有智能产业，我们会把物流、电商、金融植入到产业园区，帮助企业快速成长、快速发展，最后形成一个数字生态和产业生态。
智能社区
国家现在强调对老旧社区的改造，可能没有很好的物业管理，没有物业公司，甚至没有围墙，但是中国大量的小区其实是老旧社区，这种社区要解决什么问题呢？
主要是六大问题：社区安防问题、社区医疗健康问题、亲子教育问题、商圈商超问题、家装维修问题、生活缴费问题。怎么做呢？要通过运营的手段解决，通过门禁设备部署完毕之后会产生很多数据，同时把京东数据和政府数据集合起来，放在城市操作系统，我们专门为社区定做了社区操作系统，其实是把城市操作系统做了裁减版。
政府的数据不是直接推过去的，政府内部也有一个操作系统来对接，在这上面会搭建六个应用，这上面也有像金融、会员体系、积分体系的组件和模型，第三方公司很容易就可以上去开发自己的应用，最后通过广告和金融的方法去变现。
社区的安全是第一，第二是消防。消防除了通过视觉识别这种有可能的隐患联动之外，还有一套专门的大数据和人工智能的分析方法，这将在河南全省铺下去，因为等火灾发生了看到火苗再报警已经太晚。
通过数据可以预判各个地方发生火灾的概率，这就是典型的机器学习模型，这里要考虑人口居住密度、商业模式、楼房高度、材料、年份，周边的人流和车流、商业业态以及气侯是怎样，把所有的因素融合在一起。我们做了一个模型，精准率也非常高，这样就可以提前预判研判，对高危火灾场景就可以先去预防和补救。
社区里面建了这些硬件设备之后怎么运营？没有运营的话经费怎么办？第一年靠政府投资建了项目，第二年谁来维护？钱从哪儿来？
我们把社区商超、亲子教育、医疗康养全部打通，你能想到的社区所有需求都可以实现，这里是我们的京东生鲜，下单后一个小时可以送到家。还有垃圾分类，马上全国就要推行，很多垃圾什么类型分不清楚，我们这里会有助手，还有医疗健康，有些小病根本不用去医院，我们有互联网医院，有问题也可以在线购药，药品一个小时内送达，而且和你的医保打通，直接走报销流程，不用你走很烦琐的过程，一系列的服务都是从老百姓的衣食住行出发，以人为本考虑问题。
这里还有很多的功能，几乎你能想到的功能，在社区里能用到的东西，几乎都在里面聚集，包括家政、家电家装、维护，都可以通过这个系统实现。我们也提供接口，让更多的第三方应用接入，我们不是一个封闭的系统。家装服务、药品等等这里面都有，还有生活缴费，水电、煤气、网络，足不出户解决所有问题。还有社区大家需要的电器、设备、服务都有。
智能商圈
智能商圈也是国家关注的话题，商圈怎么定义？我相信几乎每个城市都有一条属于自己的步行街，这个步行街往往是为政府管理，经过多年发展，在很多年前这个步行街可能很风光，现在也可能面临消费升级的问题。管理者希望品牌更响亮，来的人更多，但是要维护好景区安全，消费者希望有更好的购物体验，更快、更便捷、更便宜，商家希望获客成本更低。
于是，京东就提供了这套解决方案，提供了四大模块服务，分别针对于管理者、客人、商家，有金融优惠券等一系列手段，甚至我们会打造IP，每年618都会把几个商业街变成网红商业街，让国人皆知。还会分析客源、客人属性，和同城商圈进行对比，帮助你拓客和投放精准广告。我们还会对景区的人流量进行预测，避免在大型活动和节假日出现踩踏，这都是人工智能技术。我们还发表了论文。所以有积分体系、会员体系、服务体系、优惠券体系和金融体系。
智能展厅
我们的展厅不是简单看一下就走，而是可以交互的互动。我们给宿迁做的智能展厅2020年春节前就会竣工，我相信建好之后，毫无疑问是中国最先进的智能城市的科技馆，不是简单的一个展馆而已。
智能城市APP囊括政务与生活服务
很多城市都有APP，现在要么是纯政务类服务，政府把政务开放出来，做政务类APP，政务是刚需，但不是高频，比如你不是每天都出国。另外一类是生活服务软件，像美团，只有生活，没有政务。
我们打造了中国首个集政务和生活消费娱乐为一体的智能城市APP，包括了12个板块，100多个应用，有来自于京东的应用，本地服务应用和政务服务，打造了全方位的服务体验。我们把整个政务服务梳理成三类。比如说交通，以前归不同的地方管，现在可以一站式办理。
京东城市的定位：不是云，不是脑，是城市操作系统
现在市场上有三类公司：
第一类是传统智慧城市提供商，是做系统集成，完成信息化的过程，而我们是在信息化之下，用大数据和人工智能提取数据的智能，解决政府的问题。
第二类是云服务提供商，云也很重要，云只是基础设施，相当于PC机，我们做的是城市操作系统，是Windows，我们可以接入任何公司的云，把云的能力拔高，可以处理城市大数据，来接入各种应用，用生态的方法来获利。
第三类是新型人工智能公司，解决的是局部的点的问题，我们是从点线面结合做的顶层设计，所以跟其他公司都不同。
我们的优势总结为五个方面：
第一是技术方面的优势，包括专门针对城市大数据的数据管理算法和人工智能算法，显然一个人脸识别算法和语音识别算法不能直接拿交通情况预测或者人员预测，这是不同的算法。
第二，做智能城市一定是把多个数据融合在一起，挖掘这些数据背后的知识，做到1+1大于2，这种多元融合的技术也是很关键。
第三是是如何保护用户隐私，同时做到数据共享，刚才讲到的都是最先进的人工智能技术，突破了行业壁垒，所以技术优势是第一方面。其次是经验优势，既包括对专业的了解，也包括产学研一体化的理解。
第四是大量数据的能力，包括金融、电商、物流。
第五是品牌优势，我们背后有强大的渠道，有700多家金融机构支撑。
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