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城市智商的提出,基于互联网云脑的智慧城市发展水平评测研究

2017-8-30 14:54:25      点击:

(中国智慧城市网讯)前言:我们在之前的研究中提出:智慧城市建设本质是互联网云脑架构与城市建设的结合,

我们知道大脑存在智商的评测,那么类脑的智慧城市架构也应该可以用城市智商来表示一个城市的智慧发展水平。

城市智商(CIty IQ)究竟测量智慧城市的那些因素,用什么科学的方法进行测量和计算,本文将进行详细的探讨。

因为这是一个新的智慧城市建设理论研究,也欢迎各位读者专家进行探讨和指正。(zkyliufeng@126.com 刘锋)

一。智慧城市和智慧城市评价体系背景介绍


2008年11月6日,美国IBM总裁兼首席执行官彭明盛在纽约市外交关系委员会发表演讲《智慧地球:下一代的领导议程》。

“智慧地球”的理念被明确的提出来,目标是让社会更智慧地进步,让人类更智慧地生存,让地球更智慧地运转。

在此基础上,智慧城市的概念孕育而生,并在此后的8年里,成为中国城市建设的的目标并得到大力推进。

世界各国,各地区也建立了不同的智慧城市评价标准,例如IBM作为智慧城市概念的提出者,

对于智慧城市的评估标准也提出了相应的界定。其智慧城市评价体系分为城市服务、市民、商业、交通、通信、供水、能源共7个系统,

每个系统都从4个一级指标进行进一步的评估。(参考文献1)。

2008年科学院相关研究团队提出互联网云脑(Internet Cloud Brain)架构,根据这一研究成果能不能为智慧城市的建设和评价提供新的思路,

并由此提出城市智商的测量标准,本文将重点对此进行探讨。

二。关于互联网云脑架构

互联网云脑(Internet Cloud Brain)的产生是基于2005年以来,科学院刘锋博士与石勇,彭庚,刘颖教授发表论文时,

提出了互联网未来趋势的研究判断:“互联网正在向着与人类大脑高度相似的方向进化,它将具备自己的视觉、听觉、触觉、运动神经系统,

也会拥有自己的记忆神经系统、中枢神经系统、自主神经系统。”。2008年第一版互联网云脑架构图发布 

到2017年,随着人工智能,物联网,大数据,云计算,机器人,虚拟现实,工业互联网等科学技术的蓬勃发展,互联网云脑的架构也逐步清晰起来。

从21世纪以来,前沿科学与技术出现了爆发的迹象,除了互联网之外,不断涌现的新前沿技术包括物联网、云计算、大数据、工业4.0/工业互联网、

云机器人、3D打印、智能驾驶、无人飞机、虚拟现实、人工智能、大社交(Big SNS)、智慧城市、边缘计算/雾计算、移动互联网、云反射弧等。

它们之间与互联网云脑是什么关系,这种关系对智慧城市的建设又有什么样的启发。

1.物联网本质上是互联网云脑的感觉神经系统和运动神经系统

2.云计算本质上是互联网云脑的中枢神经系统。

3.大数据本质上是互联网云脑各神经系统在运转过程中传输和积累的有价值信息,是互联网云脑产生智慧智能的基础。

4.人工智能本质是互联网云脑产生产生智慧智能的动力源泉,人工智能不仅仅过算法如深度学习,

机器学习与大数据结合使得互联网云脑各个神经系统同时提升能力。

5.工业4.0、工业互联网、智能驾驶,、云机器人、无人机、3D打印本质上是互联网云脑运动神经系统中最活跃的部分。

总体看互联网云脑并不是一开始就成熟和完整的,而是在科学探索和商业创新过程中逐步发育而成。物联网,云计算,

工业互联网,大数据,人工智能。。,这些技术不是脱离互联网的新事物,而是互联网云脑发育过程中,

由于各神经系统发育的不均匀导致的波浪式高峰,往往是一个技术成熟后,下一个技术或模式才有蓬勃发育的基础。


三 用互联网云脑架构解析智慧城市的建设

应该说智慧城市是互联网发展到一定程度,向城市建设蔓延和深入的结果。因此建设智慧城市就不能忽略互联网的发展趋势和进化规律。

城市作为互联网云脑与城市建设结合的产物,会继承互联网云脑的基本架构,也就是说智慧城市应该建设自己的城市中枢神经系统(云计算),

城市感觉神经系统(物联网),城市运动神经系统(工业4.0),城市神经末梢发育(边缘计算),城市智慧的产生与应用(大数据与人工智能)。

除此之外还有两个更为重要的智慧城市云脑架构需要关注,它们分别是智慧城市的神经网络(大社交网络)和智慧城市的云反射弧。

3.1(智慧)城市神经网络(大社交网络)的建设

在前文中提到,智慧城市建设的基本体系是互联网云脑架构与城市建设的结合,但其关键核心却是城市神经网络的建设,

我们知道人类大脑中最重要的结构是神经元,正是由于神经元的链接,互动才产生了智慧,同样智慧城市只有找到和建设好自己的神经元,

神经网络,其他要素如云计算,物联网,大数据,人工智能才有存在的意义和价值。

那么这个城市城市神经网络将如何建设呢?一直以来,社交网络被认为就是互联网上人与人的交互社区。

但随着物联网,云计算,大数据等新现象的出现,社交网络的形态也必将发生改变。

当物联网,工业4.0,工业互联网与社交网络融合时,每一栋大楼,每一辆汽车,每一个景区,每一个商场,

每一个电器都会在SNS网站上开设账号,自动的发布自己实时的信息,并与其他”人“,

和“物”进行交互.社交网络的定义将不再仅仅是人与人的社交,而是人与人,人与物,物与物的范围更大的社交网络.

我们可以称为“大社交网络” (Big SNS)。

这个大社交网络与智慧城市紧密的结合是智慧城市能否建设成功的关键,无论是居民、企业、政府机构、路灯、车辆、工场,

都需要以城市神经元的方式加入到智慧城市的大社交网络中,这些城市神经元的互动,聚合,链接将使城市真正变得更为智慧。

3.2(智慧)城市云反射弧建设


互联网云脑的云反射弧(Cloud reflex arcs)其实在今天已经广泛的出现在我们的周围,几乎每时每刻,

从世界各地发起的互联网神经反射现象都在不断的产生和消失。例如汽车传感器发现有盗贼,发短信给车主,

车主赶到将盗贼抓住;湿度传感器发现空气湿度加大,有下雨迹象,通知野外挖掘设备打开防雨设备等。

神经反射现象是人类神经系统最重要的神经活动之一,反射弧是反射活动的结构基础,

一个完整的反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器5个基本部分组成。

与人体的神经反射弧相对应,从前文可以看出,互联网云脑的感受器主要由联网的传感器

(组成。效应器主要由联网的办公设备,智能制造,智能驾驶等等组成。控制他们的是互联网云脑的中枢神经系统(云计算)。


城市云反射弧作为互联网云脑与智慧城市结合的产物,在智慧城市的未来建设中也将起到非常重要的作用。

从实践上看,总共有9种不同种类的智慧城市云反射弧:


第一种是传感器到智能设备的云反射弧(图中A->F)


第二种是传感器到人的云反射弧(图中A->B)


第三种是传感器到智能程序的云反射弧(图中A->D)


第四种是智能程序到智能设备的云反射弧(云反射架构图D->F)


第五种是智能程序到人的云反射弧(图中C->E)


第六种是智能程序到智能程序的云反射弧(图中C->D)


第七种是人到智能设备的云反射弧(图中B->F)


第八种是人到人的云反射弧(云反射架构图B->E)


第九种是人到智能程序的云反射弧(云反射架构图B->D)


智慧城市中已经已经出现很多神经反射弧案例,例如无锡消防部门开始利用家庭火灾远程监控和救助系统,

它的工作过程就是一个典型的基于互联网云脑的城市神经反射弧。


当发生火灾或其它紧急事件时,探测器发出报警信号,火警信息将通过GPRS传输到全市119火灾调度指挥中心,

当119在接到报警后,第一时间赶赴现场开展救助。


四。(智慧)城市智商的提出和评价标准


4.1(智慧)城市智商的定义:CITY IQ


我们知道大脑存在智商的评测,那么类脑的智慧城市架构也应该可以用城市智商来表示一个城市的智慧发展水平。 

前面的研究提出智慧城市的核心是城市神经网络和城市云反射弧。包括云计算、物联网、工业4.0、大数据都是为它们提供支撑。

因此测量城市智商,需要首先抓住这两个核心要素。


而且我们也要注意到,一个智慧城市建设不是孤立的,不同智慧城市云脑架构也往往关联和交叉,

譬如一个城市的云计算硬件设施很可能在另外一个城市,一个城市的大数据可能分布在不同城市存储


由于不同城市的地域规模,人口数量有很大不同,考察影响智慧城市智商指数,就不能简单的以一个城市的云计算,

大数据,物联网的发展水平进行衡量。而是应该重点观察与城市规模,人口数量无关的城市神经网络覆盖程度和城市云反射弧的建设情况。


基于以上研究,本文提出的城市智商的定义为:

城市智商(CITY IQ)是基于智慧城市的互联网云脑模型,在城市中枢神经系统(云计算),城市感觉神经系统(物联网),

城市运动神经系统(工业4.0、工业互联网),城市神经末梢(边缘计算)的支撑下,对目标城市的的城市神经网络

(城市大社交网络)、城市云反射弧两个核心要素进行综合评测,以测量该城市在测试时间点的智力发展水平,

测试结果就是该实时间点该城市的城市智商(CITY IQ)。


4.2城市神经网络(城市大社交网络)的评价方法

对于城市神经网络(城市大社交网络),在测试量表共建立了4个二级指标,本别是

1.城市神经网络稳定性(鲁棒性),代表城市神经网络的硬件基础设施和软件系统的稳定性,

可以通过系统的年度故障率来进行测量。

2.城市神经网络统一程度,目前智慧城市的系统种类过于繁多,相互也不能联通

降低了城市神经网络架构统一性,因此通过测量一个城市的智慧城市系统的数量和大社交网络的建立情况,

来评判城市神经网络统一程度。

3.城市神经网络的覆盖程度,这个指标主要评测一个城市的人口 ,商业机构,政府机构,

城市设备有多大比例链接到一个统一的大社交网络中,并可以进行相互信息交互。

4.城市神经网络的活跃程度,这个指标主要评测链接到城市大社交网络中的人口 ,

商业机构,政府机构,城市设备的信息发送和交互活跃程度。


4.3城市云反射弧的评价方法

对于城市云反射弧的建设,反应出一个城市在提供各种智慧相关服务过程中的种类和反应速度,

城市云反射弧的种类越多,反应速度越快,其智慧程度也会越高。对于城市云反射弧,

在测试量表共建立了N个二级指标,和两个三级指标(分别是健壮性(鲁棒性),反应速度)。

对于二级指标的内容,因为智慧城市建设涉及的云反射弧种类很多,例如包括安防云反射弧,金融云反射弧,

交通云反射弧,能源云反射弧,教育云反射弧,医疗云反射弧、旅游云反射弧、零售云反射弧。

这些云反射弧的种类也会随着智慧城市的发展产生变化,为了有助于规范和测量,可以为智慧城市设立城市标准云反射弧种类库,

每年对城市标准云反射弧种类库进行增加和删除。

基于上述讨论,可以形成如下2017年第一版的城市智商测试量表:


4.4 2017年第一版城市智商(CITY IQ)测试量表


根据本文提出智慧城市智商的测量方法,未来我们可以重点从城市神经网络(城市大社交网络)

和城市云反射弧的建设角度对一个城市的智商水平进行测量,并形成(智慧)城市智商排名与研究报告。


参考:

1. 国内外智慧城市评价指标体系比较,《电子政务》,王思雪、郑磊,复旦大学国际关系与公共事务学院, 

2013年第1期


2.《从人脑的结构机理看互联网的进化》,人类工效学,刘锋、彭庚、刘颖 ,科学院大学经济管理学院,

2008年第一期

来源:网络,人工智能