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在阿里云,ET城市大腦可能是阿里技術(shù)領(lǐng)域最豐富的一個部門,除了眾多的計算機領(lǐng)域?qū)<遥麄冞€在招環(huán)境、空間科學、氣象學背景的人才。
余亮就在這個團隊,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,為杭州城市大腦設計開發(fā)了算法。一直到今天,杭州的應用依然是城市大腦非常牛的項目。
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時調(diào)度系統(tǒng)“方舟”,這套系統(tǒng)利用人工智能調(diào)度 300 萬騎手,現(xiàn)已拓展至全國2000市縣。“方舟”歷經(jīng)5次技術(shù)迭代,余亮團隊對其算法模型進行了大量前期優(yōu)化,為全面鋪設奠定了堅實基礎。
作為城市大腦算法領(lǐng)域?qū)<?,余亮有著非常深厚的學術(shù)與產(chǎn)業(yè)積累,他出國7年,見證了國際智慧城市的崛起;回國后,他的核心工作就圍繞城市建設展開,尤其是公共交通領(lǐng)域,他有著許多豐富經(jīng)驗。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。
國內(nèi)執(zhí)教+海外學術(shù)背景 參與過國外智慧城市建設
據(jù)雷鋒網(wǎng)了解,余亮是武漢大學遙感專業(yè)博士(2008),在浙江大學有過短暫的任教,先后在新加坡國立大學(2009-2011)、美國國家超級計算中心(伊利諾伊大學香檳分校)(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,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、流計算、語義與本體、機器學習等等。在智慧城市方面,他的專業(yè)性其實橫跨空間信息和人工智能等多個學科。
在新加坡,他參與過著名的新加坡“智慧國(Smart Nation)” 的建設。最開始在MIT(新加坡)聯(lián)合研究所的環(huán)境遙感部門,后來去了未來城市交通部門,在此期間,余亮接觸了大量的城市建設方案,逐漸從學術(shù)研究走到了應用部分。
“就智慧城市來講,有條件做的城市并不多,新加坡有很好的基礎設施,加上MIT的科研力量,是當時吸引我過去的主要原因。到后來就沿著這個方向做,接觸了更多的人和不同的環(huán)境,一去就是7年多?!闭劶爱敃r從浙大辭職出國工作,余亮如此回答。
在美國,他專注在超級計算在空間信息領(lǐng)域的應用,其中參與了微軟資助的Urban Informatics項目,在當年Azure還處于初級的階段,他就開始探索云計算如何應用于智慧城市領(lǐng)域。此外還參與美國NSF資助項目CyberGIS,這與他后來在城市大腦中分析地理情況都有幫助。他說,最有收獲的是看到高性能計算、云計算這些概念從實驗室走向工業(yè)界。
“的確,我逐步向工業(yè)界靠的越來越緊”。也正是這兩段不同的經(jīng)歷,讓他在回國后能立即投入相關(guān)的工作領(lǐng)域。他坦言,選擇加入阿里云的團隊,也正是看中了阿里在智慧城市方面一開始就考慮的是一個大的布局。
做一件很酷的事情——讓城市變得“越來越聰明”了
智慧城市最早的概念實際上是數(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)實時感知城市運行狀況,這意味著城市的一切物理形態(tài)都要實現(xiàn)數(shù)字化。在哥本哈根,人們自行車上裝上空氣質(zhì)量傳感器;在美國,大城市的垃圾箱上會裝上追蹤傳感器,城市垃圾流入何處一清二楚。在國內(nèi),其實很多人對智能城市的認知,基本是從認識阿里云ET城市大腦開始。
不同于以往國內(nèi)智慧城市的建設方式多看重硬件設施的投入,ET城市大腦更在乎是不是能發(fā)揮城市數(shù)據(jù)資源的價值。
如何看待城市交通的發(fā)展?余亮從2個瓶頸談起
現(xiàn)在余亮所在的團隊其實在做一件很酷的事情,就是如何讓城市變得越來越聰明。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)歷過來的。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)運行的瓶頸,是他從新加坡到美國,從美國再回國進入阿里云等等事業(yè)變遷道路上的一個重要目標。他覺得,現(xiàn)實中很多人都是從“供”的角度去調(diào)控交通,這是一種認知的局限。如何理解?
余亮解釋說:“一般意義上,某個系統(tǒng)有瓶頸,不外乎有兩個條件,第一是系統(tǒng)的供需不平衡,第二是系統(tǒng)具有網(wǎng)絡特點?!币坏┚哂芯W(wǎng)絡特點,也就意味著在一個節(jié)點上的不平衡會發(fā)散影響到其他階段甚至整個網(wǎng)絡。余亮重點解釋了下供需不平衡關(guān)系。
他覺得,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,又沒有其他的替代路徑,就發(fā)生瓶頸。解決交通問題,之前大部分研究都是從供的角度來著手,比如現(xiàn)實中的調(diào)控手段,如信號燈優(yōu)化、潮汐車道等等,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?其實就是市民對活動的需求。
“我們在新加坡做智慧交通,一個基本的問題就是回答”where people live, work and play”。有了這個就理解了人們的出行模式。以前城市都是一個市中心,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)絡的瓶頸?!?/p>
ET城市大腦視頻數(shù)據(jù)
交通治理只是起點 城市規(guī)劃盡量避免“補丁療法”
“新加坡的城市發(fā)展是精打細算類型的,數(shù)字化的基礎非常好,它的土地規(guī)劃部門把數(shù)據(jù)做得非常細。每一塊土地的利用,包括整個后來交易拍賣規(guī)劃的過程,都是非常講究科學依據(jù)。城市規(guī)劃如果做不好,后來就要不停的打補丁,做的好了,能優(yōu)化供需,產(chǎn)生瓶頸的風險就會大大減少。”
余亮覺得,從一開始就規(guī)劃好,比后期打破重建更有利于城市的長遠發(fā)展。
雷鋒網(wǎng)了解到,對于一般意義上的城市建設而言,市域交通、通訊、能源、供水、排水、防洪、垃圾處理、危險品生產(chǎn)儲存等重大基礎設施在規(guī)劃時必須嚴格考慮布局,眼下,“千年大計”雄安城市規(guī)劃中,余亮的團隊就深度參與其中。事實上,在阿里巴巴技術(shù)委員會主席王堅勾勒的藍圖中,城市大腦就是城市重要的基礎設施,以互聯(lián)網(wǎng)、計算和數(shù)據(jù)為基礎,實現(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“最遠的距離”,目前已經(jīng)具備信號燈優(yōu)化、交通事件實時識別、應急車輛優(yōu)先調(diào)度、重點車輛管控、社會治理和公共安全保障。余亮說,治理交通擁堵只是城市大腦的起點,后面他們還會有更多工作切入進來。
余亮也談到,在國內(nèi),做規(guī)劃和交通是兩個部門,相互之間的結(jié)合并不是太緊密,對于智慧城市建設這個高度依賴科學決策的事務上,國內(nèi)借鑒的地方還有很多。他補充到,雄安的規(guī)劃基本做到了科學決策與規(guī)劃。
讓城市部件和活動“實時在線”:雄安是個好例子
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算為基礎設施、物聯(lián)網(wǎng)為城市神經(jīng)網(wǎng)絡,ET城市大腦為人工智能中樞的未來智能城市。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)開展深度合作的大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。馬云當時在現(xiàn)場表示:阿里巴巴的出發(fā)點不是到雄安來做生意,而是拿出最先進的技術(shù)實力和創(chuàng)新資源,將雄安新區(qū)打造成未來城市的標桿和中國樣本。
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,雄安生來就有優(yōu)勢,從規(guī)劃開是就有一套自運行的“聰明”邏輯。彼時阿里云的技術(shù)進入雄安,旨在讓城市的部件和活動實時在線,打通交通、能源、供水等民生基礎設施的“神經(jīng)網(wǎng)絡”,連通到ET城市大腦,讓居住密度、娛樂設施、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。
余亮不無感慨:
“我們在做的事情,就是要證明數(shù)字化之后,我們能夠用數(shù)學模型去描述和定量的評價,不僅僅是數(shù)據(jù),而且有優(yōu)化算法,還有仿真,多個規(guī)劃之間不再是獨立的,不協(xié)調(diào)的地方能夠被檢查出來,城市內(nèi)部的機理能夠通過大數(shù)據(jù)來理解,這些機理又能在將來被再次利用。當然這個是長期的目標?!?/p>
ET城市大腦如何去布局?余亮說做算法優(yōu)化像是“博弈”
布局ET大腦考慮3個因素:基礎設施+應用場景+生態(tài)”
當前,阿里云ET大腦項目已經(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城市大腦的計劃在國內(nèi)已經(jīng)遍地開花,杭州、上海、蘇州、廣州、武漢、海南、澳門等都已經(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西亞吉隆坡,更多國際城市還在布局。
與此同時,最新數(shù)據(jù)顯示,我國95%的副省級以上城市、83%的地級城市,總計超過500個城市,均在《政府工作報告》或“十三五”規(guī)劃中明確提出或正在建設智慧城市。選擇做智慧城市,對于阿里云這樣的企業(yè)而言,需要什么樣的先天條件呢?
余亮顯然對此有清醒的認識。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“基礎設施+應用場景+生態(tài)”3個因素:
1、基礎設施:有些企業(yè)具備通信底層,社交網(wǎng)絡、物流、打車,地圖服務、自動駕駛等等基礎設施,而在阿里云,云計算平臺和大數(shù)據(jù)產(chǎn)品就是最好的基礎設施;
2、應用場景:先做什么再做什么要理清楚。阿里云最開始布局交通,因為交通行業(yè)的特點就是數(shù)據(jù)很多,但是數(shù)據(jù)的潛力還沒有被發(fā)掘,場景還要擴展。
3、生態(tài):從第一個城市大腦的項目開始,阿里云就積極的尋找合作伙伴,一起參與進來,把產(chǎn)業(yè)蛋糕做得更大。
余亮著重強調(diào),眼下,ET城市大腦絕不只是阿里做的一個應用或者單個項目,而是一個讓大家都可以參與進來的平臺。這種“參與”,不是把手頭工作分擔一部分出去給他們,也不是增加更多設備提供商,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:人機互相博弈的過程
采訪的最后,余亮向雷鋒網(wǎng)分享了一個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,餓了么實時調(diào)度項目就是為騎手合理分配送餐路線,一開始他覺得很簡單,類似于排列組合和路徑規(guī)劃,但是后來改變了這種觀念:這不是一個靜態(tài)的調(diào)度,而是充滿了隨機事件,送餐平峰和高峰此起彼伏。對于繁忙的站點,單量太大,為了保證質(zhì)量和對客戶的承諾,對于配送系統(tǒng)來講都是爭分奪秒,任何一個點沒處理好送單就超時,一個點超時,后面的全部受到影響,損失慘重。
機器學習是否可以解決?理論上來說,只要數(shù)據(jù)夠多,AI是可以被訓練出來的,但是實際上,余亮發(fā)現(xiàn)這個系統(tǒng)非常復雜,每個站點的人數(shù)都不一樣,范圍也有區(qū)別,當站點情況發(fā)生變化,模型基本上就沒用了。
阿里云ET大腦團隊建設,攀登杭州北高峰,右一為余亮
為了了解整個流程,余亮經(jīng)常和餓了么騎手互加微信聊天,甚至一個電話就是長時間的溝通,目的就是為了知道騎手在分配路線的時候在考慮什么。后來在建模過程中,余亮和團隊采取了一種叫做機會成本的方式來建?!@里面增加了很多預測能力,其功能就是做每個分配時不僅考慮到現(xiàn)在的需求,還要考慮到將來對整個系統(tǒng)的影響。
“這里面最難的就是這點,如果當時用戶下單量是固定的,那我們可能就可以應用最優(yōu)的優(yōu)化方法分完??墒撬繒r每刻都有新的單進來,不確定因素非常繁多,所以我沒有辦法用傳統(tǒng)的一次性的優(yōu)化方法來做。這就像AlphaGo下圍棋,屬于互相博弈的一個過程?!?/p>
最后在餓了么200多個站點上進行測試,余亮團隊的實時調(diào)度算法與人工調(diào)度員的水平相當。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。作為餓了么一個戰(zhàn)略性的改變,實時調(diào)度項目在節(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的“智慧城市最終還是落實到以人為本的價值觀上來”。
余亮說,他非常欣賞愛因斯坦對物理世界的理解哲學:數(shù)學規(guī)律一定是優(yōu)美的、簡單的,他隔一段時間就會重溫《愛因斯坦傳》。他覺得,人在地球上,思維可以從周圍的一切事物中得到啟發(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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