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| 本文作者： 王剛 | 2018-08-07 14:31 |
在阿里云，ET城市大腦可能是阿里技術(shù)領(lǐng)域最豐富的一個(gè)部門(mén)，除了眾多的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域?qū)＜遥麄冞€在招環(huán)境、空間科學(xué)、氣象學(xué)背景的人才。
余亮就在這個(gè)團(tuán)隊(duì)，而剛好，這些專業(yè)背景他都具備。他是何許人也？官方介紹里，余亮是阿里云ET城市大腦技術(shù)專家，是海歸博士，2016年加入阿里云，就完整參與了ET城市大腦的整體規(guī)劃，為杭州城市大腦設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了算法。一直到今天，杭州的應(yīng)用依然是城市大腦非常牛的項(xiàng)目。
阿里云ET城市大腦技術(shù)專家 余亮
2017年1月，阿里云與餓了么合作全球最大實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)“方舟”，這套系統(tǒng)利用人工智能調(diào)度 300 萬(wàn)騎手，現(xiàn)已拓展至全國(guó)2000市縣。“方舟”歷經(jīng)5次技術(shù)迭代，余亮團(tuán)隊(duì)對(duì)其算法模型進(jìn)行了大量前期優(yōu)化，為全面鋪設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
作為城市大腦算法領(lǐng)域?qū)＜遥嗔劣兄浅Ｉ詈竦膶W(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)積累，他出國(guó)7年，見(jiàn)證了國(guó)際智慧城市的崛起；回國(guó)后，他的核心工作就圍繞城市建設(shè)展開(kāi)，尤其是公共交通領(lǐng)域，他有著許多豐富經(jīng)驗(yàn)。雷鋒網(wǎng)借此采訪到了他，和他探討了城市算法及其背后的故事。
國(guó)內(nèi)執(zhí)教+海外學(xué)術(shù)背景 參與過(guò)國(guó)外智慧城市建設(shè)
據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，余亮是武漢大學(xué)遙感專業(yè)博士（2008），在浙江大學(xué)有過(guò)短暫的任教，先后在新加坡國(guó)立大學(xué)（2009-2011）、美國(guó)國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心（伊利諾伊大學(xué)香檳分校）（2011-2012）、新加坡麻省理工聯(lián)合研究所Senseable City Lab（2012-2013）、新加坡資訊與通信研究所（I2R，ASTAR）（2013-2016）任職研究職位。加入阿里云是在2016年9月。
多年來(lái)，余亮一直從事空間大數(shù)據(jù)的研究，專業(yè)領(lǐng)域包括數(shù)據(jù)分析、空間數(shù)據(jù)庫(kù)、流計(jì)算、語(yǔ)義與本體、機(jī)器學(xué)習(xí)等等。在智慧城市方面，他的專業(yè)性其實(shí)橫跨空間信息和人工智能等多個(gè)學(xué)科。
在新加坡，他參與過(guò)著名的新加坡“智慧國(guó)(Smart Nation)” 的建設(shè)。最開(kāi)始在MIT（新加坡）聯(lián)合研究所的環(huán)境遙感部門(mén)，后來(lái)去了未來(lái)城市交通部門(mén)，在此期間，余亮接觸了大量的城市建設(shè)方案，逐漸從學(xué)術(shù)研究走到了應(yīng)用部分。
“就智慧城市來(lái)講，有條件做的城市并不多，新加坡有很好的基礎(chǔ)設(shè)施，加上MIT的科研力量，是當(dāng)時(shí)吸引我過(guò)去的主要原因。到后來(lái)就沿著這個(gè)方向做，接觸了更多的人和不同的環(huán)境，一去就是7年多。”談及當(dāng)時(shí)從浙大辭職出國(guó)工作，余亮如此回答。
在美國(guó)，他專注在超級(jí)計(jì)算在空間信息領(lǐng)域的應(yīng)用，其中參與了微軟資助的Urban Informatics項(xiàng)目，在當(dāng)年Azure還處于初級(jí)的階段，他就開(kāi)始探索云計(jì)算如何應(yīng)用于智慧城市領(lǐng)域。此外還參與美國(guó)NSF資助項(xiàng)目CyberGIS，這與他后來(lái)在城市大腦中分析地理情況都有幫助。他說(shuō)，最有收獲的是看到高性能計(jì)算、云計(jì)算這些概念從實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)界。
“的確，我逐步向工業(yè)界靠的越來(lái)越緊”。也正是這兩段不同的經(jīng)歷，讓他在回國(guó)后能立即投入相關(guān)的工作領(lǐng)域。他坦言，選擇加入阿里云的團(tuán)隊(duì)，也正是看中了阿里在智慧城市方面一開(kāi)始就考慮的是一個(gè)大的布局。
做一件很酷的事情——讓城市變得“越來(lái)越聰明”了
智慧城市最早的概念實(shí)際上是數(shù)字城市，包括數(shù)字地圖、道路、建筑、水域、地下空間等等，用各種傳感器和ICT技術(shù)實(shí)時(shí)感知城市運(yùn)行狀況，這意味著城市的一切物理形態(tài)都要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。在哥本哈根，人們自行車(chē)上裝上空氣質(zhì)量傳感器；在美國(guó)，大城市的垃圾箱上會(huì)裝上追蹤傳感器，城市垃圾流入何處一清二楚。在國(guó)內(nèi)，其實(shí)很多人對(duì)智能城市的認(rèn)知，基本是從認(rèn)識(shí)阿里云ET城市大腦開(kāi)始。
不同于以往國(guó)內(nèi)智慧城市的建設(shè)方式多看重硬件設(shè)施的投入，ET城市大腦更在乎是不是能發(fā)揮城市數(shù)據(jù)資源的價(jià)值。
如何看待城市交通的發(fā)展？余亮從2個(gè)瓶頸談起
現(xiàn)在余亮所在的團(tuán)隊(duì)其實(shí)在做一件很酷的事情，就是如何讓城市變得越來(lái)越聰明。而智慧城市從產(chǎn)業(yè)研究到工業(yè)執(zhí)行，余亮是整體經(jīng)歷過(guò)來(lái)的。他怎么看城市交通發(fā)展、怎么看城市大腦在其間的作用呢？
找出城市交通（公共交通）運(yùn)行的瓶頸，是他從新加坡到美國(guó)，從美國(guó)再回國(guó)進(jìn)入阿里云等等事業(yè)變遷道路上的一個(gè)重要目標(biāo)。他覺(jué)得，現(xiàn)實(shí)中很多人都是從“供”的角度去調(diào)控交通，這是一種認(rèn)知的局限。如何理解？
余亮解釋說(shuō)：“一般意義上，某個(gè)系統(tǒng)有瓶頸，不外乎有兩個(gè)條件，第一是系統(tǒng)的供需不平衡，第二是系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)。”一旦具有網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，也就意味著在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的不平衡會(huì)發(fā)散影響到其他階段甚至整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。余亮重點(diǎn)解釋了下供需不平衡關(guān)系。
他覺(jué)得，就地面交通而言，供就是道路網(wǎng)的容量，需就是出行需求。地面交通的瓶頸發(fā)生在關(guān)鍵路口，路口的能力不夠或者發(fā)生了意外，又沒(méi)有其他的替代路徑，就發(fā)生瓶頸。解決交通問(wèn)題，之前大部分研究都是從供的角度來(lái)著手，比如現(xiàn)實(shí)中的調(diào)控手段，如信號(hào)燈優(yōu)化、潮汐車(chē)道等等，只有少數(shù)的研究從需的角度去考慮。交通的需求是怎么產(chǎn)生的？其實(shí)就是市民對(duì)活動(dòng)的需求。
“我們?cè)谛录悠伦鲋腔劢煌ǎ粋€(gè)基本的問(wèn)題就是回答”where people live, work and play”。有了這個(gè)就理解了人們的出行模式。以前城市都是一個(gè)市中心，現(xiàn)在城市都在提倡多中心，就是為了減少出行需求，大部分生活需要都能在局部完成，減少交通網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。”
ET城市大腦視頻數(shù)據(jù)
交通治理只是起點(diǎn) 城市規(guī)劃盡量避免“補(bǔ)丁療法”
“新加坡的城市發(fā)展是精打細(xì)算類型的，數(shù)字化的基礎(chǔ)非常好，它的土地規(guī)劃部門(mén)把數(shù)據(jù)做得非常細(xì)。每一塊土地的利用，包括整個(gè)后來(lái)交易拍賣(mài)規(guī)劃的過(guò)程，都是非常講究科學(xué)依據(jù)。城市規(guī)劃如果做不好，后來(lái)就要不停的打補(bǔ)丁，做的好了，能優(yōu)化供需，產(chǎn)生瓶頸的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)大大減少。”
余亮覺(jué)得，從一開(kāi)始就規(guī)劃好，比后期打破重建更有利于城市的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
雷鋒網(wǎng)了解到，對(duì)于一般意義上的城市建設(shè)而言，市域交通、通訊、能源、供水、排水、防洪、垃圾處理、危險(xiǎn)品生產(chǎn)儲(chǔ)存等重大基礎(chǔ)設(shè)施在規(guī)劃時(shí)必須嚴(yán)格考慮布局，眼下，“千年大計(jì)”雄安城市規(guī)劃中，余亮的團(tuán)隊(duì)就深度參與其中。事實(shí)上，在阿里巴巴技術(shù)委員會(huì)主席王堅(jiān)勾勒的藍(lán)圖中，城市大腦就是城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施，以互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算和數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。治理交通擁堵只是城市大腦邁向城市治理、成為超級(jí)人工智能的第一步。
ET城市大腦已經(jīng)首先消滅從攝像頭到紅綠燈“最遠(yuǎn)的距離”，目前已經(jīng)具備信號(hào)燈優(yōu)化、交通事件實(shí)時(shí)識(shí)別、應(yīng)急車(chē)輛優(yōu)先調(diào)度、重點(diǎn)車(chē)輛管控、社會(huì)治理和公共安全保障。余亮說(shuō)，治理交通擁堵只是城市大腦的起點(diǎn)，后面他們還會(huì)有更多工作切入進(jìn)來(lái)。
余亮也談到，在國(guó)內(nèi)，做規(guī)劃和交通是兩個(gè)部門(mén)，相互之間的結(jié)合并不是太緊密，對(duì)于智慧城市建設(shè)這個(gè)高度依賴科學(xué)決策的事務(wù)上，國(guó)內(nèi)借鑒的地方還有很多。他補(bǔ)充到，雄安的規(guī)劃基本做到了科學(xué)決策與規(guī)劃。
讓城市部件和活動(dòng)“實(shí)時(shí)在線”：雄安是個(gè)好例子
2017年11月8日，阿里巴巴與雄安新區(qū)簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方攜手打造以云計(jì)算為基礎(chǔ)設(shè)施、物聯(lián)網(wǎng)為城市神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，ET城市大腦為人工智能中樞的未來(lái)智能城市。那次協(xié)議簽署之后，阿里巴巴成為了第一家與雄安新區(qū)開(kāi)展深度合作的大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。馬云當(dāng)時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)表示：阿里巴巴的出發(fā)點(diǎn)不是到雄安來(lái)做生意，而是拿出最先進(jìn)的技術(shù)實(shí)力和創(chuàng)新資源，將雄安新區(qū)打造成未來(lái)城市的標(biāo)桿和中國(guó)樣本。
2017年11月8日，阿里巴巴與雄安新區(qū)簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議
在雷鋒網(wǎng)看來(lái)，雄安生來(lái)就有優(yōu)勢(shì)，從規(guī)劃開(kāi)是就有一套自運(yùn)行的“聰明”邏輯。彼時(shí)阿里云的技術(shù)進(jìn)入雄安，旨在讓城市的部件和活動(dòng)實(shí)時(shí)在線，打通交通、能源、供水等民生基礎(chǔ)設(shè)施的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，連通到ET城市大腦，讓居住密度、娛樂(lè)設(shè)施、路政資源、商業(yè)醫(yī)療教育等城市資源將得到最合理的分配，城市功能得以最大限度發(fā)揮。
余亮不無(wú)感慨：
“我們?cè)谧龅氖虑椋褪且C明數(shù)字化之后，我們能夠用數(shù)學(xué)模型去描述和定量的評(píng)價(jià)，不僅僅是數(shù)據(jù)，而且有優(yōu)化算法，還有仿真，多個(gè)規(guī)劃之間不再是獨(dú)立的，不協(xié)調(diào)的地方能夠被檢查出來(lái)，城市內(nèi)部的機(jī)理能夠通過(guò)大數(shù)據(jù)來(lái)理解，這些機(jī)理又能在將來(lái)被再次利用。當(dāng)然這個(gè)是長(zhǎng)期的目標(biāo)。”
ET城市大腦如何去布局？余亮說(shuō)做算法優(yōu)化像是“博弈”
布局ET大腦考慮3個(gè)因素：基礎(chǔ)設(shè)施+應(yīng)用場(chǎng)景+生態(tài)”
當(dāng)前，阿里云ET大腦項(xiàng)目已經(jīng)覆蓋工業(yè)制造、城市交通、醫(yī)療健康、環(huán)保、金融、航空等多個(gè)垂直領(lǐng)域，主要有城市大腦、工業(yè)大腦、農(nóng)業(yè)大腦等。而ET城市大腦的計(jì)劃在國(guó)內(nèi)已經(jīng)遍地開(kāi)花，杭州、上海、蘇州、廣州、武漢、海南、澳門(mén)等都已經(jīng)部署了完整的或者部分的ET城市大腦方案，更多的城市還在路上；在海外，城市大腦已推廣到了馬來(lái)西亞吉隆坡，更多國(guó)際城市還在布局。
與此同時(shí)，最新數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)95%的副省級(jí)以上城市、83%的地級(jí)城市，總計(jì)超過(guò)500個(gè)城市，均在《政府工作報(bào)告》或“十三五”規(guī)劃中明確提出或正在建設(shè)智慧城市。選擇做智慧城市，對(duì)于阿里云這樣的企業(yè)而言，需要什么樣的先天條件呢？
余亮顯然對(duì)此有清醒的認(rèn)識(shí)。他告訴雷鋒網(wǎng)，不同的公司有不同的根基，因此條件可能不太一樣，但阿里做城市大腦基本考慮“基礎(chǔ)設(shè)施+應(yīng)用場(chǎng)景+生態(tài)”3個(gè)因素：
1、基礎(chǔ)設(shè)施：有些企業(yè)具備通信底層，社交網(wǎng)絡(luò)、物流、打車(chē)，地圖服務(wù)、自動(dòng)駕駛等等基礎(chǔ)設(shè)施，而在阿里云，云計(jì)算平臺(tái)和大數(shù)據(jù)產(chǎn)品就是最好的基礎(chǔ)設(shè)施；
2、應(yīng)用場(chǎng)景：先做什么再做什么要理清楚。阿里云最開(kāi)始布局交通，因?yàn)榻煌ㄐ袠I(yè)的特點(diǎn)就是數(shù)據(jù)很多，但是數(shù)據(jù)的潛力還沒(méi)有被發(fā)掘，場(chǎng)景還要擴(kuò)展。
3、生態(tài)：從第一個(gè)城市大腦的項(xiàng)目開(kāi)始，阿里云就積極的尋找合作伙伴，一起參與進(jìn)來(lái)，把產(chǎn)業(yè)蛋糕做得更大。
余亮著重強(qiáng)調(diào)，眼下，ET城市大腦絕不只是阿里做的一個(gè)應(yīng)用或者單個(gè)項(xiàng)目，而是一個(gè)讓大家都可以參與進(jìn)來(lái)的平臺(tái)。這種“參與”，不是把手頭工作分擔(dān)一部分出去給他們，也不是增加更多設(shè)備提供商，而是在找一批深耕行業(yè)的專業(yè)公司，在特定領(lǐng)域有自身創(chuàng)新和業(yè)務(wù)模式，能和阿里云一起最大化發(fā)揮城市大腦的作用。
餓了么調(diào)度算法案例分析：人機(jī)互相博弈的過(guò)程
采訪的最后，余亮向雷鋒網(wǎng)分享了一個(gè)他眼中最有成就感的案例——餓了么調(diào)度算法的成功上線。
他介紹，餓了么實(shí)時(shí)調(diào)度項(xiàng)目就是為騎手合理分配送餐路線，一開(kāi)始他覺(jué)得很簡(jiǎn)單，類似于排列組合和路徑規(guī)劃，但是后來(lái)改變了這種觀念：這不是一個(gè)靜態(tài)的調(diào)度，而是充滿了隨機(jī)事件，送餐平峰和高峰此起彼伏。對(duì)于繁忙的站點(diǎn)，單量太大，為了保證質(zhì)量和對(duì)客戶的承諾，對(duì)于配送系統(tǒng)來(lái)講都是爭(zhēng)分奪秒，任何一個(gè)點(diǎn)沒(méi)處理好送單就超時(shí)，一個(gè)點(diǎn)超時(shí)，后面的全部受到影響，損失慘重。
機(jī)器學(xué)習(xí)是否可以解決？理論上來(lái)說(shuō)，只要數(shù)據(jù)夠多，AI是可以被訓(xùn)練出來(lái)的，但是實(shí)際上，余亮發(fā)現(xiàn)這個(gè)系統(tǒng)非常復(fù)雜，每個(gè)站點(diǎn)的人數(shù)都不一樣，范圍也有區(qū)別，當(dāng)站點(diǎn)情況發(fā)生變化，模型基本上就沒(méi)用了。
阿里云ET大腦團(tuán)隊(duì)建設(shè)，攀登杭州北高峰，右一為余亮
為了了解整個(gè)流程，余亮經(jīng)常和餓了么騎手互加微信聊天，甚至一個(gè)電話就是長(zhǎng)時(shí)間的溝通，目的就是為了知道騎手在分配路線的時(shí)候在考慮什么。后來(lái)在建模過(guò)程中，余亮和團(tuán)隊(duì)采取了一種叫做機(jī)會(huì)成本的方式來(lái)建模——這里面增加了很多預(yù)測(cè)能力，其功能就是做每個(gè)分配時(shí)不僅考慮到現(xiàn)在的需求，還要考慮到將來(lái)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響。
“這里面最難的就是這點(diǎn)，如果當(dāng)時(shí)用戶下單量是固定的，那我們可能就可以應(yīng)用最優(yōu)的優(yōu)化方法分完。可是它每時(shí)每刻都有新的單進(jìn)來(lái)，不確定因素非常繁多，所以我沒(méi)有辦法用傳統(tǒng)的一次性的優(yōu)化方法來(lái)做。這就像AlphaGo下圍棋，屬于互相博弈的一個(gè)過(guò)程。”
最后在餓了么200多個(gè)站點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)試，余亮團(tuán)隊(duì)的實(shí)時(shí)調(diào)度算法與人工調(diào)度員的水平相當(dāng)。隨著他們繼續(xù)優(yōu)化，從人工調(diào)度員身上提取更多的知識(shí)和特征加入新的模型，向“最優(yōu)解”不斷靠近。作為餓了么一個(gè)戰(zhàn)略性的改變，實(shí)時(shí)調(diào)度項(xiàng)目在節(jié)省人力成本、提高送餐效率方面非常可觀。
而這，正好符合余亮一直說(shuō)的“智慧城市最終還是落實(shí)到以人為本的價(jià)值觀上來(lái)”。
余亮說(shuō)，他非常欣賞愛(ài)因斯坦對(duì)物理世界的理解哲學(xué)：數(shù)學(xué)規(guī)律一定是優(yōu)美的、簡(jiǎn)單的，他隔一段時(shí)間就會(huì)重溫《愛(ài)因斯坦傳》。他覺(jué)得，人在地球上，思維可以從周?chē)囊磺惺挛镏械玫絾l(fā)，跨越宇宙光年之外——這是最令他心馳神往的境界。
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