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你有沒有因?yàn)榈罔F和公交車的配合不合理，錯(cuò)過出站的公交車？又是否受制于地鐵的行進(jìn)速度，明明也沒有太遠(yuǎn)，卻需要每天在地鐵上站一兩個(gè)小時(shí)？又是否曾經(jīng)明明快要遲到了，卻還要在安檢口排隊(duì)很久？
而對于提供地鐵服務(wù)的運(yùn)營商來說，越來越多的客流量、越來越復(fù)雜的地鐵線路，也意味著越來越大的運(yùn)營挑戰(zhàn)。車輛班次怎樣優(yōu)化？乘客過閘的速度能不能提高、提高、再提高？人流量突然增加時(shí)要怎么進(jìn)行引導(dǎo)？速度不同卻運(yùn)行在同一條線路上的兩輛列車，又要如何合理安排、高效避車？
地鐵已經(jīng)成為了大城市最重要的交通工具，以人口 1500 萬的廣州為例，廣州地鐵日均旅客數(shù)量可以達(dá)到 850 萬人次之多，節(jié)假日甚至可以超過 1000 萬人次。但不論是對于乘客，還是站在地鐵運(yùn)營商角度，現(xiàn)有的地鐵運(yùn)營水平，都還有著明顯的進(jìn)步空間。
這些都是新加坡工程院院士、新加坡國立大學(xué)教授李德紘希望解決的問題。他于去年選擇全職加盟廣州人工智能企業(yè)——佳都科技，擔(dān)任高級(jí)副總裁，兼任全球智能技術(shù)研究院院長。
圖 | 李德紘
給地鐵打造操作系統(tǒng)
地鐵作為一個(gè)大型的工業(yè)系統(tǒng)，還沒能實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要求的新 “四化”：數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和協(xié)調(diào)化。李德纮表示，以協(xié)調(diào)化為例，現(xiàn)在 “線網(wǎng)級(jí)” 的地鐵跟過去的 “線路級(jí)” 有很大的不同。不同線路之間有著交互的關(guān)系，如果班次設(shè)計(jì)、發(fā)車間隔等設(shè)計(jì)不合理，不僅限制乘客的體驗(yàn)，也令運(yùn)營商感到頭疼。
作為粵港澳大灣區(qū) 2019 年首位引進(jìn)的全職外籍院士，李德紘致力于為廣州提供一個(gè)同時(shí)針對地鐵運(yùn)營和乘客痛點(diǎn)的一體化解決方案。具體來說，就是一套地鐵的“操作系統(tǒng)”。更進(jìn)一步，他期待可以把地鐵服務(wù)打造成一種全新的未來生活方式。
這套操作系統(tǒng)首先要實(shí)現(xiàn)的，就是快速過閘。傳統(tǒng)的讀卡、IC 卡、二維碼過閘方式，速度較慢是一方面，更普遍的問題是并沒有建立起基于乘客身份識(shí)別的信息系統(tǒng)。要知道乘客是誰，這不只是基于安全考慮，更多的是要發(fā)掘乘客出行的特性，優(yōu)化出行方式的提供。怎樣實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別？最好的方法就是人臉識(shí)別。
對于北上廣這樣體量的城市來說，地鐵站要實(shí)現(xiàn)千萬級(jí)別乘客量級(jí)的人臉識(shí)別過閘，是一個(gè)世界級(jí)的課題。千萬級(jí)別的乘客數(shù)量，需要建立一個(gè)非常龐大的人臉數(shù)據(jù)庫，還需要非常強(qiáng)大的處理能力，可以讓乘客行進(jìn)的過程中就快速、準(zhǔn)確地完成身份的識(shí)別和車費(fèi)的支付。以廣州地鐵為例，人臉識(shí)別的精度要達(dá)到 99.9999%。
這背后是一整套采集、分析構(gòu)成的完整的數(shù)據(jù)體系，要有大量的傳感設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，還需要運(yùn)用數(shù)據(jù)分析的方法，例如邊緣計(jì)算平臺(tái)、人臉聚類等算法，根據(jù)特征實(shí)現(xiàn)快速的人臉檢索。
除了過閘，地鐵安檢已經(jīng)逐漸成為了地鐵服務(wù)的瓶頸和乘客抱怨的主要對象。李德纮也在研究，如何把安檢做得更加省心。當(dāng)人通過安檢空間的時(shí)候，能否人包同檢？盡管人和包的檢測設(shè)備是不一樣的，但可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)人通過人體安檢設(shè)備的時(shí)候，就可以同時(shí)拿到自己的包，而在這個(gè)過程中，還可以順便完成支付的流程。這樣一來，乘客進(jìn)站的過程就可以大大優(yōu)化。李德纮表示，他們并不是要實(shí)現(xiàn)無感支付，還是要讓乘客意識(shí)到他們被扣錢了，但整個(gè)乘車的流程應(yīng)該更加簡便。
而對于運(yùn)營商來說，大量的硬件設(shè)備還可以大大提升車站管理的效率。傳統(tǒng)的地鐵站管理方法需要依靠人工對客流量進(jìn)行觀察，再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)執(zhí)行分流預(yù)案。但地鐵操作系統(tǒng)可以根據(jù)目前和歷史的狀況，根據(jù)一套相當(dāng)復(fù)雜的算法和算法系統(tǒng)，利用人工智能對車站的狀態(tài)進(jìn)行完整的研判，制訂最佳的客流預(yù)案。以后的乘客并不會(huì)感受到為操作系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)的傳感器的存在，但卻會(huì)發(fā)現(xiàn)地鐵雖然人還是很多，但忙中有序，而不是忙中有亂。
當(dāng)乘客通過站廳、到達(dá)站臺(tái)等車的時(shí)候，李德纮希望給乘客提供原本只有運(yùn)營商才知道的信息，實(shí)現(xiàn)乘客和運(yùn)營商的信息對稱。在站臺(tái)門的展示板上，乘客可以知道之后兩班車的到站時(shí)間和擁擠情況，自行判斷要不要等下一班不那么擁擠、但也不至于等太久的車。甚至，在等車期間，還可以觀看基于 5G 提供的視頻、語音的高品質(zhì)串流數(shù)據(jù)，更進(jìn)一步，地鐵站臺(tái)門甚至可以變?yōu)橘徫锷虉?，在等車的期間，乘客可以在站臺(tái)門這樣一塊巨大的屏幕上完成購物的過程，在目的地車站就可以直接取貨、離開，而無需再購買喚醒一天所需的早餐、咖啡。
李德紘表示，在這一領(lǐng)域，中國大陸的地鐵已經(jīng)走到了世界的前列。比如準(zhǔn)點(diǎn)率高、列車技術(shù)先進(jìn)等等，但現(xiàn)在的地鐵不再單純只是一個(gè)出行的場景，更是一個(gè)生活場景。
有著深厚城市規(guī)劃研究背景的李德紘，長久以來都一直希望可以打造出有溫度、有個(gè)性的城市，而不只是表面上的宜居、方便的城市。城市，要為生活帶來鮮明的記憶。在城市的發(fā)展中，很多東西都會(huì)改變，但地鐵車站的位置和名稱卻很難改變，這使得地鐵站成為了城市生活記憶的重要載體。通過打造地鐵操作系統(tǒng)，李德紘不僅希望可以利用現(xiàn)在的技術(shù)提高乘車體驗(yàn)，更要讓地鐵使用者對其所生活、工作的城市留下一個(gè)更加深刻和美好的回憶。
而在城市之外，李德紘還希望利用地鐵操作系統(tǒng)，為一座城市的地鐵賦予服務(wù)整個(gè)地區(qū)的能力。
廣州是整個(gè)粵港澳大灣區(qū)的幾何中心?；浉郯拇鬄硡^(qū)一體化的發(fā)展，必須要面對的一個(gè)問題就是要如何處理人員的快速互通，實(shí)現(xiàn)灣區(qū)的“一小時(shí)生活圈”。而軌道交通，是實(shí)現(xiàn)高效、通暢交通的不二之選。
跨城交通可以由高鐵來實(shí)現(xiàn)，但高鐵站點(diǎn)距離較遠(yuǎn)、高鐵站離生活區(qū)也較遠(yuǎn)，高鐵并不是最方便的軌道交通方式。與之對應(yīng)，地鐵每三四公里甚至更短的距離就有一站，如果可以利用地鐵實(shí)現(xiàn)跨城交通，將極大地方便一小時(shí)生活圈的形成。然而，過密的站點(diǎn)設(shè)置也限制了地鐵的速度，一小時(shí)內(nèi)從廣州搭地鐵到珠海是不現(xiàn)實(shí)的。
圖|李德紘要用地鐵來打造粵港澳大灣區(qū)的一小時(shí)生活圈
解決方案，就是“普快共軌”：同一條線路上，有的車每站必停，有的車則可以呼嘯而過，直接把乘客送到下一個(gè)城市。對于乘客來說，只需要在屏蔽門上了解下一班車是慢車還是快車，就可以決定是去隔壁街區(qū)看電影，還是去隔壁城市吃飯，但對于列車的安全運(yùn)行就提出了很高的要求。
首先，快車比慢車發(fā)車晚、但到達(dá)早，在與慢車相遇的時(shí)候必須要避車。如何合理規(guī)劃避車的位置和時(shí)間，才能在已經(jīng)達(dá)成一定密度的站點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)普快共軌。此外，列車到站時(shí)候產(chǎn)生的風(fēng)壓，和快速列車過站產(chǎn)生的風(fēng)壓不是一個(gè)量級(jí)，因此，屏蔽門和屏蔽門玻璃都要重新設(shè)計(jì)。而地鐵隧道、避車區(qū)的設(shè)計(jì)也要相應(yīng)改變。因此，對于未來地鐵來說，乘客體會(huì)到的將只有方便快捷，而李德紘他們需要解決的，是背后先進(jìn)的科技和巨大的工程量。
深耕交通領(lǐng)域
全職來到粵港澳大灣區(qū)工作之前，李德紘在新加坡國立大學(xué)從事了長達(dá)二十年的教學(xué)、科研與專業(yè)服務(wù)工作。
在交通和城市規(guī)劃領(lǐng)域，李德紘是毫無疑問的泰斗級(jí)人物。他曾長期專注于交通領(lǐng)域算法的研究，其代表研究之一就是客流的預(yù)測算法。在一座城市的公共交通網(wǎng)絡(luò)中，每時(shí)每刻都有乘客在四面八方進(jìn)站出站，上車下車。對于一個(gè)只有一條線路的城市來說，想要知道乘客的客流量是很簡單的，只要看進(jìn)站出站的刷卡數(shù)量就可以了。但對于現(xiàn)代化的線網(wǎng)級(jí)的城市，要怎么知道在一個(gè)車站下車的乘客，是從哪里出發(fā)、哪里中轉(zhuǎn)的呢？李德纮就開發(fā)了一套實(shí)時(shí)的客流預(yù)測的算法。與天氣預(yù)報(bào)相比，這套算法的難度有過之而無不及，它甚至可以讓城市的交通燈與公交車的運(yùn)行相匹配，在疏解城市擁堵的同時(shí)，提高公交系統(tǒng)的運(yùn)行效率。憑借著這套算法，李德纮曾經(jīng)于 2002 年入選《麻省理工科技評(píng)論》“35 歲以下科技創(chuàng)新青年 35 人”榜單。
圖|李德紘是《麻省理工科技評(píng)論》02年35位35歲以下創(chuàng)新者得主
除此之外，李德紘曾有十余年研究經(jīng)歷，專注于港口集裝箱港口的運(yùn)營優(yōu)化研究，結(jié)合集裝箱港口設(shè)備與作業(yè)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)優(yōu)化算法，以提高港口的運(yùn)作效率。新加坡是國際航運(yùn)樞紐，其集裝箱轉(zhuǎn)運(yùn)量位居世界前列。這首先要?dú)w功于新加坡得天獨(dú)厚的地理位置優(yōu)勢，但更多的是新加坡港口出色的轉(zhuǎn)運(yùn)效率。從貨輪泊位的選擇，再到集裝箱的岸橋抓取、廠橋堆放，再到后面的開箱、分裝、重組，李德紘在這個(gè)領(lǐng)域做了大量的算法工作，優(yōu)化了其中每一個(gè)環(huán)節(jié)。
近年來，李德紘又開始研究如何利用公交智能卡進(jìn)行多模式公交系統(tǒng)（公交車、地鐵等）的出行模型分析。李德纮說，每天通勤的時(shí)候，我們遇到的經(jīng)常是同一批人。這些每天都要見面、但彼此并不認(rèn)識(shí)的人，堪稱蕭亞軒歌里“最熟悉的陌生人“。通過 IC 卡的數(shù)據(jù)分析，他們就可以利用算法發(fā)現(xiàn)每位乘客每天跟哪些人接觸、接觸多久。這是一項(xiàng)附加值很高的工作，例如，可以有效幫助疫情期間的溯源管控：分析同行乘客是流行病學(xué)上的阻斷傳播的重要方式，但過往這些都是由人手動(dòng)標(biāo)注的，其工作量之大可以想象。而有了這套算法，就可以直接從 IC 卡數(shù)據(jù)中分析出相關(guān)信息。
圖|基于公交智能卡數(shù)據(jù)的多模式公交建模
通過分析，李德紘發(fā)現(xiàn)，新加坡的雙層巴士上下客的效率不高。這是由于乘客在前門上車的時(shí)候，上客通道通常會(huì)被從二層下車的乘客阻斷，導(dǎo)致雙層巴士在車站的?？繒r(shí)間明顯偏長。在這項(xiàng)研究見報(bào)前，新加坡有關(guān)部門正巧于英國訪問，原計(jì)劃向英方訂購一批與之前相同的雙層巴士。而李德紘研究的發(fā)表，使得相關(guān)部門意識(shí)到這批訂購可能存在問題，經(jīng)過審慎的研究之后，新加坡于是決定追加向另一家公司訂購了一種不會(huì)造成上下客乘客阻斷的雙層巴士。自己的研究成果影響到了政府的決策，讓他意識(shí)到需要讓研究走出校園，更好地服務(wù)社會(huì)。而李德纮實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的方式，就是離開教職，加入企業(yè)，而且，加入的還是一家中國企業(yè)。
為何選擇廣州
在新加坡，李德紘無疑從一位青年科學(xué)家逐漸成長為了一名世界頂級(jí)大學(xué)的科研巨擘。但他也意識(shí)到，科研不應(yīng)該只是發(fā)論文這么簡單。和數(shù)學(xué)、物理不一樣，交通是一個(gè)需要與用戶產(chǎn)生互動(dòng)的領(lǐng)域。這么多年在高校的研究進(jìn)行下來，他覺得如果研究出來的算法或者是模型沒有辦法在真實(shí)世界得到應(yīng)用，就好像少了一點(diǎn)什么。
于是，2019 年，在新加坡工作、生活整整 20 個(gè)年頭之后，李德紘決定離開這個(gè)體量相對較小的城市國家，在廣州、在粵港澳大灣區(qū)實(shí)現(xiàn)一些在新加坡想要實(shí)現(xiàn)但缺乏舞臺(tái)的新機(jī)會(huì)。而新加坡國立大學(xué)也對此十分支持，認(rèn)為他的停薪留職除了“勇氣可嘉“之外，更能把業(yè)界的信息帶回學(xué)校，也能為學(xué)生找到更廣闊的發(fā)展空間。
面對角色的轉(zhuǎn)換，李德紘并不覺得在文化和生活上需要什么適應(yīng)。他表示自己在臺(tái)灣出生、長大，作為一個(gè)中國人，在去美國之前一直接受的都是中華文化的熏陶和教育。海峽兩岸盡管有不同之處，但相同之處更多。而在生活方式上，他甚至覺得廣州比新加坡還要方便。一次回新加坡的時(shí)候，他邀請朋友吃飯，卻只帶了手機(jī)沒帶錢包，結(jié)果反而讓被請的朋友掏了飯錢。
而角色轉(zhuǎn)換的真正挑戰(zhàn)，來自于工作環(huán)境的變化。與高校相比，企業(yè)的節(jié)奏很快，需要及時(shí)根據(jù)市場和客戶的反饋?zhàn)龀稣{(diào)整，企業(yè)里工程師的背景也比高校里研究生的背景更復(fù)雜。此外，習(xí)慣了以院士、教授身份與人溝通的李德纮，也要開始學(xué)著以一個(gè)企業(yè)管理者的身份，與企業(yè)內(nèi)部的不同部門，以及外部的政府機(jī)構(gòu)、國有企業(yè)進(jìn)行溝通?？焖龠m應(yīng)之后，他作為頂級(jí)科學(xué)家的作用就開始顯現(xiàn)出來了。
過去，企業(yè)的研發(fā)側(cè)重于“發(fā)”，也就是開發(fā)的過程，而他帶領(lǐng)的佳都科技全球智能技術(shù)研究院則更多地在“研”，也就是從研究的角度對企業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)展開攻關(guān)，提升企業(yè)的核心競爭力。李德纮的研究院不僅要協(xié)助各個(gè)事業(yè)群的研發(fā)部門，解決他們解決不了的問題，更要為他們指出應(yīng)該要關(guān)注和發(fā)展的方向。厲害的企業(yè)，不只是要被動(dòng)地關(guān)注市場的需要，更要像喬布斯發(fā)明 iPhone 一樣引導(dǎo)市場的需求。
此外，他還為企業(yè)吸引了高端的人力資源和研發(fā)能力。加盟廣州的時(shí)候，除了他自己，李德纮還帶上了兩個(gè)中國留學(xué)生。他們本來都在新加坡得到了很好的工作機(jī)會(huì)，但在導(dǎo)師的鼓勵(lì)和感召之下，還是認(rèn)同了他的想法，并最終為廣州和佳都的人才積累都做出了貢獻(xiàn)。人才是有匯聚效應(yīng)的，有了這已經(jīng)加盟的高端人才，佳都在今年的行情下依然吸引了很多高端人才的加入。
而當(dāng)初 “大度” 地放李德紘遠(yuǎn)走廣州的新加坡國立大學(xué)，也因自己的 “慷慨” 而收獲頗豐。而李德纮則在中新廣州知識(shí)城的基礎(chǔ)上，直接促成了新加坡國立大學(xué)和廣州市在科研方面的合作，計(jì)劃共建新加坡國立大學(xué)廣州創(chuàng)新研究院。中國市場的多樣性和廣闊性都不是新加坡可以相比的，這個(gè)創(chuàng)新研究院的建成，也讓新加坡國立大學(xué)多年以來積累的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和科研成果可以在粵港澳大灣區(qū)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。在廣州這個(gè)更加開闊的空間里，新加坡國立大學(xué)的學(xué)生和教師也將贏來更好的發(fā)展機(jī)遇。這一雙贏，既是李德紘、新加坡國立大學(xué)和廣州市、粵港澳大灣區(qū)智慧的體現(xiàn)，更是當(dāng)今變化多端的國際背景下，跨國創(chuàng)新合作的典范。
