互动科普

“草根”的智慧城市

在以往的城市建设中，往往由决策者制定建设方案，但在未来的智慧城市的建设中，这条路却可能走不通，因为这些方案都忽视了普通民众的需求与创新能力，而这恰恰是建设智慧城市所需要的。

撰文 卡洛·拉蒂（Carlo Ratti）  安东尼·汤森德（Anthony Townsend）

翻译 王志良

2011年1月25日，开罗各条街上都挤满了游行的人群，对穆巴拉克政权表示抗议。通过网络，数百万开罗居民联合起来，不断通过抗议给穆巴拉克政府施压。这场骚乱一直持续到14天后穆巴拉克辞职才得以平息。

就在埃及暴乱的几周之前，突尼斯也发生了抗议活动。活动的组织者、经常撰写博文发表不同政见的斯利姆·阿玛姆（Slim Amamou）利用移动社交软件通知朋友们他于1月6日被捕，并把自己的位置信息发布到了一个拥有众多支持者的全球性网站上，立即引起了国际社会的关注。这些消息激发了更广泛的反政府抗议活动，导致执政已久的突尼斯总统本·阿里被迅速罢免。

在这些骚乱中，人们通过网络工具和无处不在的移动通信设备，对城市的原有体系发起了冲击，不断把网络空间中的资源转化为“城市空间”。

与此同时，一些大城市却急着上马一些发展项目，希望把自己包装成未来的“智慧城市”。在这条路上走得最远的是阿联酋的马斯达尔城。这是一个封闭式的生态社区，位于阿布扎比的外围沙漠中，城墙环绕，可容纳5万居民。城市中，每座建筑、每盏路灯、每辆可在社区内行驶的个人交通工具都是事先经过专门设计的高科技设备，能最大程度地提高能源利用率。在马斯达尔、韩国的松岛新城（New Songdo City）以及葡萄牙的普兰尼特谷（PlanIT Valley），房地产开发商、国际大型IT公司以及当地政府正试着从零开始，修建一座充满高科技设施和服务的中心城市。这些城市的规划者说，他们的伟大构想将会成为未来城市建设的模板。

但就模板而言，这些自上而下的项目还不如开罗、突尼斯等地因数百万民众通过网络联系而意外出现的那种智慧形式。真正的智慧城市并不是一个听从指挥官命令、整齐划一地前进的军团，而更像是一个鸟群或鱼群的翻版，人们从同伴身上获得社会和行为上的暗示，从而判断该何去何从。尽管开罗和突尼斯的民众表现得非常激进，但他们的行为却通过数字化协作，取得了空前一致。收到短信和网络通知后，成千上万的人聚集到开罗解放广场，体现出这类智慧城市所拥有的巨大能量和勃勃生机。

城市政府、规划者以及那些高科技公司与其死盯着网络硬件的安装和控制，不如采用一种自下而上的方式，让市民成为变革的主体和推动者，创建出一个更加智慧的城市。只要有恰当的技术支持体系，公众自己就可以解决很多问题，比如能源使用、交通拥挤、医疗保健和教育，这比统一命令式的方法更有效率。而且，在一个由网络串联起来的城市中，居民可以集思广益，发起新的社会活动，而不只是抗议、游行。

可编程的城市

为什么世界各国争先恐后地建设智慧城市？为什么IBM预测，到2015年，智慧城市建设将会成为一个价值上百亿美元的市场？今天发生在某些城市中的一些变化，就像20多年前，在方程式赛车比赛上所发生的一样。那时，要想赢得比赛，首先要靠赛车的机械性能和车手的技术水平。但当遥感技术发展起来之后，赛车变成了一部计算机，受到数千个传感器的实时监控，因而更“智慧”，能对比赛条件做出更好的应对。

与此相似，过去十年间，数字技术在城市迅速普及，成为了大型智慧基础设施的核心技术。高带宽的光纤和无线通信网络支持着移动电话、智能电话和平板电脑，让人们也越来越依赖这些电子产品。同时，很多数据库（尤其是政府的数据库）开始对外开放，供人们查询、添加内容，让人们可以接触到各种各样的信息。而那些公共查询终端和显示设备的设立，则让人们可以更方便地使用数据库——不管文化高低。在此基础上，再利用便宜而强大的计算机，将无数传感器、数字调控设备连接起来，形成一个日益庞大的网络，这样我们的城市也会变得像电脑一样。

今天的城市开始出现海量的数据，这是使高效基础设施可编程化的一个起点，能让人们优化日常生活，比如实时获取路况信息，可以减少交通拥堵，提高空气质量。在瑞典斯德哥尔摩的道路定价系统中，摄像头可以自动识别进入城区的汽车牌照，向驾驶员收取最多每天60克朗（1克朗约为0.99元人民币）的费用，具体收费额则要看车辆去什么地方。使用这套系统后，车辆穿越斯德哥尔摩中心城区至少可以节约50%的时间，减少15%的尾气排放量。类似的技术还可以减少水资源的使用（美国加利福尼亚州苏奴马县水利局就采用了这类技术），为居民提供更好的服务。

最近，麻省理工学院感应化城市实验室（SENSEable City Laboratory）发起的两个项目，证实智慧化是完全可行的。第一个项目是垃圾跟踪（Trash Track），可以显示城市垃圾在垃圾处理系统中“穿梭”的过程，让人们认识到如何构建一个更有效的“清除链”（ removal chain，相对于“供应链”而言）。研究人员给各种垃圾贴上电子标签，这些标签会随时向移动网络发送信息，显示垃圾物品的走向。在西雅图的一次测试中，研究人员给2 000种垃圾贴上了标签，其中包括玻璃、金属、塑料等可回收材料，充电电池等有害生活垃圾以及显示器等电子垃圾。研究人员发现，一些垃圾竟然横穿整个美国（一只墨盒的“旅程”竟然达到6 152千米）；一些垃圾最后到了应到的地方，得到了合理处理，还有些则没有得到处理。这些结果说明，如果能更有效地运输和处理垃圾，完全可以使垃圾处理过程的二氧化碳排放量降到最低。而且，西雅图也可以利用这些信息，劝使人们改变生活习惯，鼓励他们回收有用的物品，或者合理处置有害材料。

第二个是新加坡的 “有生命的新加坡”项目（LIVE Singapore）。研究人员在城市中设置了大量通讯设备、微型控制器和传感器，然后根据这些设备实时记录的数据，随时分析城市的动态。从分析结果中可以看到认识和优化城市的新途径，而这些途径，最终可帮助人们以前所未有的方式来体验城市。“有生命的新加坡”这个项目设置了一个开放平台，人们可以相互合作，使用平台中的软件开发一些新的应用程序。目前，首批应用程序已经开发出来，上班族可以利用其中一些程序，获知自己如何以最快的速度回家；居民们也可以使用某些程序，找到如何让邻居减少能量消耗的办法；而且在大雨来临，出租车似乎都消失不见时，人们可以调用某个程序，获知如何找到出租车。

这类高效率基础设施的开发，显然是一个具有巨大潜力的市场，而构建智慧城市，则可释放其中相当一部分潜力。因此，IBM、思科、西门子、埃森哲、法罗里奥、ABB等大公司纷纷瞄准城市建设，也就不足为奇了。

埃及经验

埃及是一个文明古国，历经沉浮。对于如何让城市变得繁荣，这样的国家深谙个中关键。因此，开罗成为城市转型的现代模板是很合适的。10 000年前，农业出现，定居生活开始。随着农产品产量增大，超过生存所需，城镇和村庄应运而生，劳动力和社会体系开始分工。集市、庙宇和宫殿都催生了相应社会网络，用以执行贸易、祭拜以及管理功能。随着时间流逝，在这些网络内部，人们之间的交往开始分成不同阶级，变得更加复杂。事实证明，对于一个城市来说，社会交往才是真正的成功“法宝”，而不是运行效率。

而且，尽管我们对很多大都市的历史印象都是一座座地标性建筑，但实际上，城市中的大多数建筑都是由普通人来修建的。城市建设是一个非常民主、分散管理的过程，流动性很高，适应性也很强，就像城市的社会和经济生活一样——对于一个丰富多彩的社区架构，它的设计是民众集体智慧的结果，而非“大牌建筑师”的个人杰作。

这种典型城市的自然发展过程，为未来智能城市的建设积累了一些经验和教训。首先，那些集权式的城市规划者通常会预先制定一个设计方案，但这种方式没法根据民众的需求来建设城市，不能反映民间文化，也不会衍生有别于其他地方的各种民间活动。而且，集权式规划往往是猜测人们的想法，导致这种规划面对变化时很容易崩盘。过去几十年，那么多“智慧家庭”项目都以失败告终，正是因为设计者做出了错误的假设，没有弄清楚在科技融入生活的这类项目上，人们的真正想法是什么，而规划方案里面，也没有设定预案，以应对意外情况。

其次，自上而下的操作方式完全忽略了“草根”们的创新潜能。我们都曾见证，在开放的设计环境下，万维网是如何变成一个令人惊叹的社交平台的。在构建智慧城市的基础设施和社会结构时，自上而下的设计要提供的是最终解决方案，而不是新型原材料，因而那些高高在上的规划者不得不挖空心思，想出一些让城市变得更好的新点子。但是，如果我们对比一下在城市应用程序开发大赛（如纽约市BigApps比赛）中蹦出的想法，以及将用于松岛新城的高清视频会议这样的模糊前景，你就会清楚发现，真正有创意的想法还是来自民间。

最后一点，仅注重效率会忽略社会凝聚力、生活质量、民主、法律规则等基本的社会目标。不过，通过技术促进社会交往，不仅可以满足这些需求，还能产生很多提升效率的新方法。例如，利用Dopplr程序，用户可以计算和分享旅行产生的碳足迹，这会让人们更加注重可持续性的行为。

从“草根”开始

如果我们从社会交往着手来制定设计方案，并把市民当做创新之源，我们又如何来构建一个智慧城市？

一种理想的方法是，把人们手上的智能个人设备利用起来，反正这些设备越来越普及，这样就可以让市民充当城市的传感器，而不用完全依靠内置于基础设施中的管理系统。谷歌地图的交通功能就是一个很好的例子。谷歌公司并没有花费大成本，沿路设置专门的车辆传感器网络，而是组织和维持一个由大量匿名自愿者构成的网络，自愿者的移动设备会实时报告它们所处的位置，提示哪里交通顺畅，哪里车流缓慢，哪里完全堵实了。这些交通信息会通过手机上的地图程序，以多种形式反馈给驾驶员——比如地图上的色条会告诉你当前的交通速度；估计驾驶时间可以说明你会延迟多久才能到达目的地；根据程序显示的数值，你可以决定是否更换行驶路线。根据这些数据，驾驶员能对整个城市的实时交通状况了然于胸，可以非常清晰地知道自己从A地到B地需要多久时间。

虽然谷歌肯定不是一个“草根”平台，但这个例子却表明，对等（peer-to-peer，P2P）共享传感数据将会对城市的基础设施管理产生多大的影响。同时，这也说明，在没有自上而下的强制干预时，智慧城市在社会交往和运行效率上可以变得多么出色：你在选择最佳行驶路线时，将会根据其他驾驶员的观察，而不是交通管理部门的直接命令来作出决定。

谷歌的交通程序之所以好用，是因为有数量庞大的消费类电子产品作基础。但是，自下而上的传感策略，也能提供快速、高效、廉价的新型传感器应用方案，监测和记录有关市民活动、行动、环境和健康的数据。就在2009年，巴黎拥有的空气质量监测站都还是个位数。为了大幅扩展官方数据流，互联网团体Fing（下一代互联网基金会）发起了“绿色观察”（Green Watch）项目，为200名巴黎市民配备了智能设备。市民会把这些设备带在身上，当他们四处走动，进行日常活动时，智能设备就会即时探测空气质量和噪音水平，而监测数据会通过Citypulse地图测绘引擎公开分享。在首轮测试中，仅在巴黎的一个区域，研究人员得到的监测数据就超过13万份。这个实验说明，在极短时间内，一个植根于社会基层的传感网络就可以建成——比起在城市中增添固定监测站点这种过时的做法，成本要低得多，而且城市市民可以深度参与环境监控与管理。最终，面向社会基层的传感器将会植入人们的日常生活用品中，比如手机、交通工具、衣服等。

自下而上的方法还可以利用城市的社交功能来改变人们的活动方式。Groupon、LivingSocial之类立足于当地的购物网络正在经历爆炸式发展，它们的例子说明，通过移动的社交网络，把地方商业和城市居民联系起来，将是改变市民行为的高效催化剂。这些改变城市面貌的新方法还能催生一些更为持久的社交网点。此外，阿玛姆在突尼斯所用的移动社交网络，甚至可以把人们的外出交往变成一种手机游戏。在这个移动社交网络中，经常光临咖啡馆、酒吧和餐馆的人会被冠以“市长”的称号——这是参考城市规划专家简·雅各布斯（Jane Jacobs）在《美国大城市的死与生》（the Death and Life of Great American Cities）一书中所描述的“自封的公共角色”（self-appointed public characters）而设定的。正如雅各布斯在书中所说的一样，对于邻里关系和街道安全，坊间流传的小道消息起着非常关键的作用，而“市长”就是这些消息的载体，他们的作用告诉我们，即使在智慧化程度最高的数字城市，它的生命力也是建立在那群有趣而平凡的市民之上。

让市民深度参与智慧城市建设的另一种方法是，用传感器和制动器把建筑物、广场甚至雕塑“武装”起来。这些设备的存在，将会赋予人们改变城市行为的能力。比如，西班牙萨拉戈萨的数字水榭是一座公共雕塑，它喷出的水柱会形成一堵水墙，可对行人作出反应。当人们经过时，喷水器就会暂时关闭，使人们可以顺利通过，不被水打湿。

除了物质层面，城市的其他方面也可实现可编程化。今天，许多市政府都设置了热线电话，不仅可供市民快速获得城市行政信息和服务，还能针对日常问题提交报告。这些系统将演变成维基百科式的信息库，通过它，市民可以相互协作、相互帮助。比如，波士顿的一位市民通过手机上的“市民连接”（Citizen’s Connect）程序，收到另一位市民请人赶走车库中不知哪来的负鼠（possum）的求助信息后，前者最快能在半个小时内赶到求助点，效率远高于城市中的动物控制机构。搞定这个“不速之客”后，乐于助人的那位市民就会在政府的信息系统中留言：问题已解决。由于城市的信息系统允许市民添加和编辑信息，因此随着这些系统的普及程度日益提高，它们将促使人们提出一些创新性想法，使政府在医护、教育等非紧急职能上提供更好的服务，获得更多的资金支持。网络化社交的成功可为动员和奖励自愿者提供一些借鉴。不过，市民也要确保，市政府不会把“群众外包”的方式看成一条推卸责任的便捷途径。

更自然的计算机交互界面出现后，非技术人员、残疾人甚至文盲都可以更充分地参与公共活动，进一步提高城市的智慧程度。尽管可识别人脸的手势交互界面还是一个新概念，但南加利福尼亚大学的创新技术研究所已经开发出了一款手势控制器，专为Gmail而设计。如果再加上语音识别与合成组件，就连文盲、老人和残疾人都能使用电子邮件和浏览器了。当这些技术得到推广，运用至贫困社区的网吧（比如巴西贫民窟的600多个文化点），智慧化服务将会更具包容性。

制衡制度也是建设智慧城市的一部分，而且网络化正在改变市民监督政府的方式。EveryBlock之类的地方新闻网站把各条街道相关的网页和公共数据聚合起来，全面反映地方问题，这种方式对地方政府的监督要比传统报纸和电视更有效。在美国加利福尼亚州奥克兰市的Crimespotting网站上，当地市民可以根据各种社会媒体和政府数据提供的实时信息，分析和创建详细犯罪记录的互动地图。长期以来，犯罪信息系统一直只容许警察部门创建详细的犯罪活动地图，但如果市民可以更方便地接触到犯罪信息，他们就能分析公共安全，或许将产生一种不同的公共安全制度。

“民众实验室”

如果说像马斯达尔这样建设智慧城市，风险在于奉行精英主义，只关注城市的运行效率，那这种建设思路的优势就是目标明确。自下而上地建设智慧城市是一个循序渐进、非常持久的过程，组织上太过灵活则是这种思路的最大缺陷。但作为城市创新之源的“民众实验室”，这些看似混乱的地方成为了一项全球性运动的一部分。为了获得迅速的进展，我们需要建立一些机制，搜索、评估和融合建设性的好主意——如何把“外包”公共服务，或把市民用作传感器的最佳方法推广开来，就像以前推广快速公交系统或自行车共用方案的好点子一样。

在智慧城市的建设中，市长、建筑师、规划师和技术人员可以发挥的最大作用，或许是根据“草根”阶层提出的计划，利用由上而下的工作方式，统一调度和整合数量巨大的工程资源。纽约、伦敦、新加坡、巴黎等各个城市都在迈出试探性的第一步，把政府机密数据库向市民公开。有了这些资源，不少企业根据市民需求，正在积极开发一些手机应用软件。不过目前还不清楚的是，企业将会如何维持这些项目。“草根”开发者可以提出创意，但大型公司和政府也是必要的，因为需要它们来调整和维持促进创新的大型系统。毕竟，开罗和突尼斯革命的上演，都离不开沃达丰和其他跨国公司构建的移动设备。

当然，城市领导者也需要听取市民的意见，和他们一起制定智慧城市修建方案。每个地区都有独特的环境和资源，以满足当地居民生存所需。一些局部地区的试验或许会被视作“最佳方案”，相关数据、计算机模型和观测结果也适用于其他任何地方，但很多最好的智慧城市建设方案会像最好的城市体验一样：独特、具有地方特色并且不可复制。

智慧城市什么样？

马斯达尔真是我们未来生活的一个缩影吗？或者，它的命运是否会像弗里茨·朗（Fritz Lang）在1927年的电影《大都会》（Metropolis）里所描述的机器宇宙那样，只会让设计者感到鼓舞，却无法最终实现？两种结局都有可能。它提供了一个有效的模板，让人们看到如何使用普适计算，来优化从交通到能源的各个城市系统。但是，花费了五年时间和一亿多美金之后，马斯达尔依然显露出了集权式建设的弊端。现在，重新规划已经开始，这座城市将会变成更具传统意义的房地产开发项目。因此，要想让城市变得“智慧”，仅有提高城市运行效率的智慧系统是不够的。

以自下而上的角度来考虑如何建设智慧城市，会给我们一个机会去从根本上反思，未来智慧化、网络化的社区会是什么样？我们该如何设计、建设和在智慧城市中生活？通过让人们自己设计方案，让自己的日常生活尽可能智慧化，我们可以让他们周围的人和社区也变得智慧化——这才是城市的真正体现。