2019年11月19日，“JDDiscovery-2019京东全球科技探索者大会”在北京举办。作为京东集团一年一度最高级别的科技大会，本届大会主题为“突破与裂变”。会上，京东集团正式对外发布完整技术战略，其中智能城市的布局尤其引人关注。在下午举行的“智能城市&云分论坛”中，京东集团副总裁、京东城市总裁郑宇正式对外发布了“智能城市操作系统2.0”，并重磅介绍了其在雄安新区智能城市建设中的应用情况。
智能城市的建设
为何需要“城市操作系统”
随着物联网、5G、大数据等技术的发展，智能城市的建设备受瞩目，无论是随处可见的摄像头、人们经常使用的智能产品，还是日常工作中庞杂的各类表格数据，城市中每时每刻都在产生海量的时空数据，并以指数倍的数量在增长。如何通过高效管理、分析和挖掘这些数据，成为业内最为关注的问题之一。
作为“城市计算”最早的倡导者之一，郑宇从2008年开始就和团队一起研究如何用大数据和人工智能技术，对城市中海量、异构的数据进行高效、有价值的管理、分析和挖掘，从而解决智能城市建设中的公共安全、能源、交通等痛点问题。
▲城市中多种类型的海量、异构数据来源
在此过程中，他发现总是无法绕开这四个难题：
第一，智能城市中海量的数据，缺乏开放的生态。目前，传统的总集加分包模式依然是各家开发单独的系统，形成了烟囱林立的境况，如何基于统一的数据基层共建城市是亟待解决的难题；
第二，出于安全等原因，数据的开放和共享很多时候无法实现，如何在安全的前提下让数据实现彼此高效“对话”是痛点问题；
第三，缺乏可靠的商业模式，目前智能城市建设很多依靠单一的政府投资，很多时候当建设一批项目的时候就会失去对一批旧项目的资金支持，无法形成良性的商业模式；
第四，缺乏复合型人才培养，懂大数据和人工智能的学生往往并不懂交通、环境、能耗、安全等行业知识，在实际工作中并不能解决行业痛点问题。
如果把智能城市看成一台超大型的计算机，面对海量、复杂的数据处理需求和数据融合难题，能否能为它装上一套高效易用的“Windows系统”，来作为智能城市的基石和底座，管理智能城市中的各项资源，解决城市发展中的问题？
针对以上难题，京东城市在业内首创基于时空大数据分析管理的城市操作系统，依托先进的AI和大数据技术，首先将城市中的数据分为六大类时空数据，并用时空数据模型去解决数据结构化和标准化的问题，让多源异构数据实现汇聚；与此同时，通过对时空AI算法进行模块化、积木式输出，将AI能力开放出来，解决不同场景下智能应用的开发问题，让合作伙伴也可以迅速搭建应用。这等于专为城市打造一个“Windows操作系统”，让第三方公司可以更好地服务于智能城市的建设，逐步解决了生态难题。
▲六大时空数据类型
针对数据融合过程中大家都非常关注的安全难题，在智能城市操作系统中，京东城市也正在利用最先进的跨域学习技术，在数据不出库的情况下做到知识共享，打破数据壁垒，解决在安全的前提下实现数据彼此对话。最后，通过提供信用、停车等服务，来提高项目的运营能力，解决智能城市项目严重依赖政府补贴的现状。
目前，京东城市在底层“城市操作系统”的基础上，已经构建了智能交通、智能能源、公共安全等垂直类产品以及信用城市、AI+产业发展、智能停车、智能园区和智能城市APP等场景化解决方案，形成了支撑智能城市开放生态的产品阵列。
从1.0到2.0，“智能城市操作系统”有何变化？
在分论坛现场，京东城市总裁郑宇重磅发布了城市操作系统升级版本—— “智能城市操作系统2.0“。该系统包含时空数据引擎、人工智能开放平台、基于联邦学习的数字网关技术以及莫奈可视化平台等诸多前沿科技。
他在发布时表示，相比于城市操作系统1.0版本，“智能城市操作系统2.0”的数据处理速度更快、AI算法开发效率更高、数据融合更安全、数据呈现更直观，因此很多的合作伙伴已经开始使用。
▲智能城市操作系统2.0 四大核心产品
首先，针对时空数据的高效处理需求，京东城市推出了时空数据引擎，它是一款高效、易用的时空大数据管理平台。由于现有机器学习和云计算处理能力达不到有效处理时空数据的要求，京东城市在自研的时空大数据平台（JD Urban Spatio-Temporal Data Engine）上，加入了各类的时空数据建模的能力、常用的时空/轨迹数据预处理能力、索引能力等，支持类似于SQL的时空查询operator来方便数据工程师的使用。
目前，整个时空大数据平台已经在京东城市内部的各个项目中（物流地产选址和物流轨迹挖掘），以及在南通、雄安等外部项目中正在使用。最近也开放了公测版本给外部的研究人员进行测试（http://just.urban-computing.cn）。这个系统能够解决处理时空数据中遇到的各种效率问题。
第二，针对从获得数据到AI赋能的难题，京东城市为城市时空数据量身打造了人工智能开放平台，它是一套端到端的AI算法平台，目标是让研发人员获得从数据到算法产业化的能力，推进AI快速落地。它能够将算法训练、模型改进等机器学习过程流程化，平台集成了联邦学习、强化学习、自动机器学习、时空AI等高级模型，减少人员参与而不牺牲训练质量，大幅提升算法训练效率；同时平台支持一键式模型部署，将机器学习算法和应用落地紧密的结合起来。从而更方便地进行私有化部署，目前已为多个垂直行业领域提供了高效的全栈式人工智能解决方案，不仅在京东城市内部产品得到了广泛的使用，同时也在雄安块数据平台项目中起到了机器学习平台的底层支撑作用。
第三，针对数据融合过程中的安全难题，京东城市针对时空数据量身打造了“数字网关”，这项技术通过使用安全加密算法、联邦学习算法等先进技术，在不同机构之间搭建起安全、智能、高效的连接，在保证数据接入安全、建模安全、数据交互安全等各个环节中实现数据安全、共享、智能、高效连接，并支撑合作机构间对模型、数据等服务进行联合运营、科学分润，最终形成数据联盟，实现合作共赢的目标。
最后，针对行业内对便捷可视化产品的需求，京东城市自研的莫奈可视化平台聚焦于大屏场景下的专业数据可视化展示，平台通过简单的图标托拉拽和数据配置即可完成数据大屏的配置。 目前，图表可支持自定义位置和大小，从而实现所见即所得，零代码也能操作数据可视化。目前，它可帮助非专业工程师人士，通过图形化的界面轻松搭建专业水准的可视化应用，实现数字孪生城市的呈现，目前该项技术已在雄安新区等重磅项目中进行了落地应用。
▲基于莫奈3D可视化的 “雄安新区综合态势分析系统”
郑宇透露，目前这四大能力是支撑“智能城市操作系统2.0“不断进化的核心技术，未来，这些能力也通过“智能城市操作系统2.0”释放给更多的合作伙伴，助力行业伙伴以更低的成本和更便捷的方式发挥各自所长，共建健康的行业生态。
智能城市操作系统2.0
将为未来的雄安带来什么？
2019年10月，《雄安新区智能城市标准指南》正式发布，这标志着雄安新区智能城市、数字城市已从规划阶段正式转换到大规模实际建设阶段。同月，京东数字科技依托“智能城市操作系统”的独特优势，成为“雄安新区块数据平台（一期）项目”的共建方。
在分论坛现场，雄安集团首席信息官张强介绍，目前雄安与京东数字科技共同研发、打造全球领先的城市大数据底层平台，以N+1+X数据管理体系为指导，为建设雄安新区数字孪生城市打造专属城市操作系统——块数据平台。该平台将是雄安新区的全域数据汇聚中心、数据管理中心、AI赋能中心和数据服务中心。
中国雄安集团数字城市科技有限公司总经理王臻也在讲话中表示，未来，雄安新区建设的信息化系统将直接长在块数据平台上，让各个领域的数据从产生初期就在平台上共同生长。
郑宇在演讲中介绍，京东数字科技集团作为新区块数据平台的共建者，充分发挥了自身在城市计算和智能城市操作系统搭建层面的优势，贡献了时空大数据处理、人工智能算法、数字网关以及区块链等核心科技，助力新区能够实时汇聚、融合、应用全量多模态的城市数据，打造数字孪生城市的数据基底。
他表示，作为块数据平台的共建者，在城市大数据处理和挖掘方面具有四大优势：
①在最新的分布式存储和计算框架基础上，结合时空数据的特性，归类六种时空数据模型，自研存储架构，在能够支撑海量数据存储和查询的同时，提供大规模分布式计算和分析能力，比传统时空查询效率提升百倍。
②通过沉淀十余年城市计算研究经验，归类城市智能应用背后的公共算法因子，抽取AI算法模块，提供城市独有的AI算法训练，部署、调用全流程支撑。
③自研数字网关技术，在保障数据不出门的前提下，实现知识的共享，在数据安全保障的前提下，挖掘深层次数据价值。
④结合大数据平台与区块链等底层技术能力，实现对数据全流程的管理和记录，构建雄安数据安全体系，保障数据安全。
基于这样的数据基底，在合规的前提下，未来的雄安新区可进行跨部门、跨领域、跨区域的即时数据处理和数据融合应用创新，包括政务、人口、环境、交通等各领域的应用系统都将生长在这个数据基底之上，最终实现整个新区全要素数字化和孪生化，让新区24小时的运行状态呈现实时化和规律化，由此可以探索出全新的社会治理模式、公共服务模式及数字产业经济的发展模式。
在演讲的最后，郑宇透露，除在雄安新区的应用外，目前“智能城市操作系统2.0”也正在智能停车、智能景区和智能商业街等领域进行应用，未来，它将继续为城市管理者、商业运营者和市民们，带来更加安全和便捷的智能城市新生活。
