华为和政府联手在上海南京路搞了什么大动作？这事“钢铁侠”也干过

泰合新创

五一小长假期间的上海热闹非凡，旅游地标之一的南京路步行街更是游人如织、熙熙攘攘。
南京东路河南中路路口，一幢现代主义风格的历史建筑吸引了不少游客的注意。砖黄色的外立面，简洁立体的线条，兼具上海近代历史的底蕴与现代设计的美感。这幢建筑名叫南京大楼，如今作为一家华为旗舰店，每天迎来大量顾客消费体验。


大楼三层，一位顾客被窗外的繁华景象所吸引，打开窗户将手机探出窗外拍照——这个平常不过的举动，有可能给节假日街上的人群带来高空坠物的隐患。安装在窗户上的传感器第一时间监测到了开窗行为，店内保安范天玉佩戴的智能手环立即接到了系统自动报警。他马上赶往现场处置，系统随即显示窗户关闭。


安装在窗户上监测开窗行为的传感器
这一小小的智能感知应用，仅仅是为这幢大楼打造的 " 数字孪生 " 系统中的诸多应用中的一环。大楼客流情况如何、是否存在高空坠物等安全风险、门前是否有共享单车乱停放影响道路秩序、楼内水电管道运行是否正常……整幢大楼方方面面的 " 生命体征 " 都能够实时反映，为经营管理者采取行动予以提示。
这就是今年 1 月黄浦区与华为在上海市城市运行管理中心指导下联合为大楼打造出的 " 数字孪生 " 系统。" 城有千万楼，楼是最小城 "，从这一幢楼开始，上海开展了城市数字治理最小管理单元的试点。
也许在不久的将来，南京大楼的治理经验将获得推广，从一幢楼到一个街道，从一个区到一整座城市，一座 " 孪生 " 的数字之城将推动城市治理数字化转型不断升级，让城市中的每个人都能享受到智慧城市带来的便利与变化。
" 试验田 " 选址：86 岁历史建筑脱颖而出
超大城市的科学有效、安全有序治理需要各方共同努力。这两年，上海开始推进城市运行 " 一网统管 "，试图率先打造数据驱动、科学决策的 " 数治 " 新范式，提升全覆盖、全过程、全天候城市治理能力。
城市管理要像绣花一样精细，开展城市数字治理也需要从细处着手，争取让更多政府管理资源和社会资源有效集成、共享、融合。因此，对城市数字治理最小管理单元首个试点的选址，其实也颇费了一番考量。
南京大楼矗立南京路已有 86 年之久。1935 年，其前身 " 哈同大楼 " 在此建成，次年，创办于 1860 年的老介福绸缎局搬入经营，一度成为上海滩规模最大、资本最雄厚的绸缎店，此后几经改建修缮，才成为今天的模样。


需要日常维护修缮、位于地铁线路之上的历史保护建筑，繁华闹市人头攒动的沿街商铺，具备前沿科技和先进设备支撑的市场主体，防台防汛、市容市貌和经营场所安全防范重点单位……多重 " 身份 " 集于一身，在这里开展试点，运用 " 数字孪生 " 技术打造城市数字治理的最小管理单元，显然更加可操作，也更具参考意义。
" 试验田 " 选址确定，一场 " 大改造 " 便在这里展开了。
" 数字孪生 "：" 钢铁侠 " 也在用的高科技
介绍南京大楼 " 数字孪生 " 的具体实践之前，有一个绕不开的问题：" 数字孪生 " 究竟是什么？
专业的说法是：" 充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。" ——每个字都认识，连起来却看不懂什么意思，要解释清楚估计也得费不少口舌。
但如果你看过电影《钢铁侠》系列，想必对电影中一个多次出现的场面有印象：


主人公托尼 · 史塔克在设计、修理自己的钢铁侠 " 战甲 " 时，并不是在实体的 " 战甲 " 前敲打焊接，而是直接在面前浮现出的虚拟影像上，通过手势指令，指挥一旁的机械手臂随之在实体铠甲上进行操作。
像 " 钢铁侠 " 这样，通过 VR（虚拟现实）、AR（增强现实）等技术在虚拟与现实之间完成互动的 " 炫酷 " 操作，在电影里已经算不上新奇，甚至在现实生活中也变得常见起来。


这其实就类似于 " 数字孪生 "。
" 数字孪生 " 是从英文 "Digital Twin" 翻译而来的，从英文的字面上来理解，就是一个 " 数字的双胞胎 "。不过，双胞胎更多是外表相同、行动却无法一致。类似的、已广泛应用并为大家熟悉的数字建模也大多还局限于静态特征的还原。这更像是一种在数字层面的 " 复制 " 或 " 克隆 "，与真正意义上的 " 孪生 " 还有距离。
" 数字孪生 " 在对现实世界完全还原的基础上，更注重对实时、动态状况的映射与交互。" 华为发布的智能体是更加智能的’数字孪生’。以前人在现场才能处理现场的事，现在不用到现场就可以‘身临其境’，而且不光能看见，还能操作、有反馈。" 华为中国云与计算 CTO 付春杰这样解释。
总而言之，可视化、可操作、可互动，就是 " 数字孪生 " 区别于传统信息化的最显著特征。了解了这些，再将目光重新聚焦南京大楼，以及大楼内部所开展的一系列应用，或许就更容易理解了。
构筑 " 五官 "：房子在数字世界 " 活 " 了
走进这幢建筑，细心的人或许会发现，窗户上、墙角处、门框边、天花板……很多不起眼的角落，都安装上了一些小巧的电子元件，这些都是具备不同功能的物联感知设备，通俗地说，就是能够监测物体状态变化的传感器。比如，窗户上的传感器是检测窗户是否被打开的，消防通道门前的传感器是监测消防通道是否堆放了杂物的，天花板上的传感器是感知是否有吸烟或起火引发的烟雾的，还有一些安装在墙体角落的传感器则是实施监测楼体是否发生了震动。


类似这样的设备，整幢大楼里足足有 17 大类 80 多套，实时采集大楼的各项状态数据，包括大楼震动倾斜数据、烟感数据、电梯数据、温湿度数据、噪声数据等等。除此之外，遍布各个角落的 170 多个摄像头，配合上 20 多种 AI 算法，也可以对客流、吸烟、开窗、消防告警等各种事件进行实时感知和预警，对店内人流热力和保安、保洁人员位置信息的综合感知则可以更好帮助突发问题的解决。
有时，仅靠一件设备得出的数据分析结果可能未必准确，比如在摄像头下手指夹笔送上嘴边，有可能会被摄像头算法识别为吸烟动作，而结合烟雾传感器，就不会发生误报警的 " 乌龙 "。


保安手环上收到的开窗告警
" 手环又震了。" 保安范天玉抬起手腕，一条吸烟告警信息出现在手环显示屏上，原来是有人在消防通道内吸烟，范天玉赶往制止后，大楼的 " 健康指标 " 随即也恢复正常。" 现在我们通过‘烟感 + 边缘吸烟行为检测’就可以识别吸烟行为，第一时间前往现场处置。" 范天玉说。


保安制止吸烟行为
不同功能的传感器相互配合，好比人的五官，有视觉、有嗅觉、有听觉，综合构成了对建筑的 " 生命体征 " 的实时掌握。
目力所及之外，还有不少隐藏的设备在持续运转：安装在上水管道的水压检测传感设备，还能及时检测到寒潮、设备老化或是野蛮施工等情况导致的水管泄漏，下水管道安装的水位检测设备，则可以在台风天或汛期，根据水位的变化制定相对应的措施。
在各类传感器收集的数据的基础上，大量外部数据的接入使得数据分析的结果更加精准。比如楼梯震动传感器收集的数据，结合系统中接入的地铁运行数据，就能分析大楼的振动规律和周期，判断大楼之下穿行而过的地铁对建筑产生的影响。环境数据则可以实时反映天气变化。


监测楼体震动的传感器
不同于以往建筑行业已经广泛应用的静态建模，南京大楼的 " 数字孪生 "，除了包含对大楼和周边环境的物理形态进行超精细地建模，实现视觉上的 "1：1" 还原，更通过大量的动态数据，让数字世界中的建筑 " 活 " 了起来。" 相当于实时为南京大楼‘体检’，并输出综合报告。" 华为上海云与计算业务部总经理张英梗说。
从今年 1 月至今，南京大楼 " 数字孪生 " 已积累了超过 50 万条数据，处置了吸烟告警 439 次、消防通道阻挡 55 次、开门开窗告警 995 次。不过据相关负责人透露，这些处置的事件中，超过八成都是参观者体验物联设备时所触发的告警，真实事件远没有数据体现得那么多。
协同治理：管理者与经营者的双赢
每一幢建筑、每一个人，都是城市不可忽略的一部分，对于一幢楼的管理，自然也不能仅靠市场主体自己，还需要管理部门的支持。
就拿 " 数字孪生 " 系统中所接入的地铁运行数据、环境数据、道路人流数据等等来说，都来自黄浦区城运中心的共享，相对地，南京大楼内所产生的相关数据、风险情况也都在黄浦区城运中心的掌握之中。


五一假期期间的大客流应对便是典型一例。在黄浦区城运中心大厅的大屏上，一个个城市运行的数据飞快滚动，当步行街客流达到中高风险等级时，区城运中心会立即发布大客流预警，通过区城运平台自上而下向南京大楼 " 数字孪生 " 系统发送配套处置通知。
" 南京路步行街是上海重要的景观，每逢节假日都会有大量市民、游客来购物、游览，大客流也带来了安全隐患，步行街的客流管控事关重大。" 黄浦区城市运行管理中心工作人员老张说。
与此同时，南京大楼店内的安保经理也能通过手环收到消息，立即组织安保人员，配合启动客流管控预案，在门店出入口设立围栏、设置提示标牌，关闭南京东路步行街侧的入口，正门 " 只进不出 " 并且严格控制人流量，河南中路侧的门则实施 " 只出不进 "。


系统中的大客流处置方案
在技术的支持下，政府与市场主体形成了有效联动，共同完成了应对大客流的管理措施。
" 通过充分发挥市场主体在城市治理中的积极作用，与政府形成良性互动，实现高效联动。" 在复旦大学教授、数字与移动治理实验室主任郑磊看来，此次开展的试点，将大大提升市场主体管理水平，并实现社会利益与市场利益的双赢，探索出一条政府与市场主体有机联动的城市数字治理新路，同时也是对 " 人民城市人民建，人民城市为人民 " 重要理念的践行。
复制 " 孪生 "：从第一幢楼到第一千幢楼
目前看来，这场在南京大楼开展的城市数字治理最小管理单元试点，还是颇有成效的。但更让人关注的是，在第一幢楼之后，什么时候才能有第二幢、第三幢、第四幢乃至第一百幢、一千幢？他们都会是什么样的建筑？会有什么不一样的功能吗？
南京大楼运用 " 数字孪生 " 开展治理的经验，要进一步复制推广到其他建筑、其他区域，甚至在整个上海应用，还有许多 " 必答题 "。
在技术、硬件和各方协同机制的支撑下，南京大楼堪称是建筑中 " 武装到了牙齿 " 的 " 变形金刚 "。然而，上海有各种类型的建筑，既有高耸入云的摩天大楼，也有岁月洗礼的老城厢，难道每一幢建筑都要像南京大楼一样，必须在角角落落装上传感器、摄像头，才能实现 " 数字孪生 "、借助数字化开展治理吗？
还有更实际的问题，一整套设备安装下来，费用想必也不少，如果说南京大楼布设的大量传感器都是企业用自家产品在开展试验，那么推广到老城厢民居，谁来承担改造成本？
其实，这些传感器推广和应用起来，并没有我们想象得那么难。
就拿识别消防通道堵塞的传感器来说，同一款硬件，只需要改变算法，就可以改为识别道路上是否有垃圾堆放；同样的道理，一个可以识别吸烟动作的摄像头，在调整相关设置后，也可以在街头识别驾驶电动车的人是否佩戴了头盔；针对电瓶车推进电梯上楼充电的情况，则可以借助摄像头识别，只要推了电瓶车上楼，系统就指令电梯暂停运行、拒绝关门上楼。
因此，这些硬件都是可以按照实际场景、根据使用者的个性化需求来发挥不同功能的，应用空间非常广阔。
而从成本角度考虑，目前的南京大楼，更像是一个集合了各种应用场景的 " 样板房 "，如同一把有刀有叉有开瓶器的瑞士军刀。在郑磊看来，当这些应用面向社会推广，应用在不同场所，可能并不需要如此 " 大而全 "，使用者按照自己的需要选择相应的设备和应用就行。随着传感器等设备的批量化生产，成本也有望进一步降低。
未来可期：一批新应用场景即将落地
从一幢楼到一条街、一个区、一座城，这样的美好愿景并非遥不可及。相关部门透露，目前，新的试点和应用已经在开发进行中，争取到今年 6 月有更多应用场景落地。
付春杰表示，接下来的试点或将优先选择住宅小区展开。" 住宅小区对于数字化改造的预算相对有限，他们不需要‘高大上’的东西，而是要实用的。"
前一阶段，华为相关技术人员已经分别走访了黄浦区的五里桥街道和外滩街道，计划针对住宅小区中的八大应用场景进行硬件开发和算法设计，包括高空坠物、非机动车停放、垃圾管理、消防通道占用、小区门禁、居家养老等场景。" 例如独居老人在家时的健康监护，通过老人的用水、用电情况判断老人健康状况，如果一段时间没用水电可能就有情况了。另外还会开发‘一键呼救’，以及对老人体征的监测等。" 从付春杰的介绍来看，" 数字孪生 " 的范畴其实已经远远超出了建筑物本身，建筑物中的人也可以得到更多的关心与照护。
据了解，去年以来，管理部门和提供技术支持的企业、机构已经收集了很多不同的需求。例如南京大楼对面的新世界大丸百货，属于单建筑内包含多个市场主体的情况，需求自然也会有所不同，沿街商铺、高层写字楼亦是如此。
" 一个个小的智能体，在未来就可以构成一个大的智能体。" 付春杰坦言，对于如何打造一个健康的、长远的发展模式，华为与相关的政府部门仍在一道摸索，" 南京大楼的‘数字孪生’只是第一步，还需要一步一步探索。但我相信，我们已经走在了正确的路上。"
据了解，未来上海还将打造 100 个城市智能体创新场景、发展 100 个城市数字化转型伙伴，从城市数字化治理切入，带动经济与生活数字化，全面推动城市数字化转型。
栏目主编：张骏 本文作者：吴頔 文字编辑：吴頔