基于大数据的城市仿真如何预测未来

 7月初，由中国城市科学研究会智慧城市联合实验室主办的2017(第六届)国际智慧城市峰会“城市大数据及城市仿真论坛”在上海新国际博览中心召开。

论坛以“基于大数据的城市仿真”为主题，国内外知名学者、企业代表，就人口、交通、产业、海绵城市、旅游、城市环境、居住舒适性等方面的仿真议题进行讲演，并进行讨论交流，突出了基于学科融合，利用大数据，升华大数据，仿真预测未来，实现智慧城市的思想。

论坛以“利用大数据，城市仿真升华大数据，大数据为城市所用”的思路展开，会上，作为开篇演讲，复旦大学特聘教授、博士、博士生导师、复旦大学人口研究所所长、城市与区域发展研究中心主任王桂新教授以“城市人口未来增长预测及注意的问题”为题目进行了讲演。首先介绍了人口预测基本原理与主要方法，然后使用最具代表性的队列要素法，以上海为例对城市未来人口变动趋势进行了预测，并模拟了上海未来人口规模控制目标下年龄结构及抚养比的变化，最后指出了人口预测与预测结果的局限性及应注意的问题。

清华大学教授、清华大学-剑桥大学-麻省理工学院“未来交通”研究中心主任、教育部“长江学者”特聘教授、国家“千人计划”专家吴建平教授，以“大数据与交通仿真的发展”为题：以城市交通虚拟仿真系统的实现来阐述虚拟城市仿真系统的可行性与重要性。具体说明了基于行为特性的交通仿真模型理论，以及，基于交通大数据的交通建模理论，举例说明了各种应用，特别强调了交通的仿真在仿真中的重要地位。另外吴教授还就交通数据获取，个人行为特性等和现场专家、企业代表进行了交流。

华东师范大学紫江特聘教授、博士生导师、上海市多维度信息处理重点实验室副主任、兼任上海产业技术研究院副总工程师张雷教授(由于报告时间冲突，由蒋玉东老师代为报告宣讲)，以“基于城市场景的仿真与大数据应用技术研究”为题进行了演讲。综合论述了：城市数据的构成，从平面2维到考虑时空变化的4维，又叙述了城市数据的来源，从遥感和激光扫描的结合，指出数据必须包含人文，科技，生态，基础设施等等。提出了构建城市大数据平台设计的具体设计思路，提出基于城市大数据，进行智慧城市全生命周期建设与运维的理念，城市地面沉降监测，大型基础设施三维重构，城市灾害管理，城市精准扬尘等等具体方法，并对城市环境中的光，风，温度进行仿真，预测这些污染的程度，展现了城市可视化仿真的效果，提出现代化管理和预防灾害的措施。

深圳大学硕士生导师、南澳大利亚大学博士生导师、深圳大学建设工程生态技术研究所所长刘建教授，以“SWMM模型在海绵型建筑小区设计中的应用---以武汉军运村为例”为题，以诙谐幽默的方式，从水文学的角度对海绵城市及其仿真技术应用进行了说明。刘教授以武汉军运村作为案例研究对象，结合设计目标、场地特征与海绵城市设施的场地限制条件，利用海绵城市设施比选流程进行设施的量化比选。然后，对于新开发小区，结合场地的地形特征，设计了创新的阶梯式跌水系统。最后，利用SWMM模型模拟量化评价海绵城市开发相对于传统开发的优越性及在不同降雨重现期下的响应情况。

麻省理工学院硕士、数据科学领域连续创业者、美蒽朗工程咨询(上海)有限公司CEO、SODA中国开放数据应用大赛共同发起人及理事会理事王志永总裁，以“基于多智能体模拟方法的城市发展模拟仿真平台”为题，对美蒽朗在城市发展方面的创新工作进行阐述。其仿真平台通过对多源的数据信息进行融合处理，建立相应的“动态模型”， 以帮助决策层在制定规划或决策时，可以先通过模型来模拟评估规划或决策对城市或企业发展未来的影响，通过对个体的经济活动的统计，预测城市土地与产业结构等等的变化规律，以大大降低城市管理或企业决策层制定规划或决策的风险。

北京太比雅科技股份有限公司总工程师、高级项目经理倪付燕，以“基于Tepia-IDMS的海绵城市仿真平台”为题，对太比雅自主研发的Tepia-IDMS软件，在海绵城市，内涝方面的应用进行了介绍。对Tepia-IDMS软件的城市内涝模型与三维仿真耦合机制研究和实现、1D-2D-3D一体化耦合机制研究、三维虚拟仿真平台构建和展示效率的优化开发等几个方面的内容进行了介绍。

北京图安世纪科技股份有限公司总经理、教授级高级工程师、中国煤炭科学技术学会理事、中国地理信息产业协会和中国城市规划学会会员，中国矿业大学、北京建筑大学、华北理工大学校外硕士生导师梁松，以“基于城市大数据的三维交通仿真技术的创新应用”为题，对图安世纪在交通仿真方面的研究进行了说明。其在讲演中，探讨城市大数据在城市交通仿真中的创新应用，通过实例讲解基于城市大数据和可视化的融合技术的城市交通仿真在交通规划辅助决策、交通影响评价、治安反恐和交通管理指挥等不同行业和领域的应用方法。

大数据专家，美国湾区创业公司北京高科数聚有限公司(Gausscode Technology， Inc.)创始人和CEO程杰博士，以“基于游客大数据的智慧旅游应用”为题，对大数据在旅游方面的应用进行了讲解。程杰博士强调，在很多国际智慧城市的应用中，智慧旅游是一个重大课题。和其有关的三个课题是：作为一个旅游目的地城市，如何能够按需不断引入新的游客资源并优化游客的多样性，如何通过场景营销和服务提升游客的旅游体验和消费，如何更进一步把旅游的大数据收集沉淀实现反复多次的商业价值。程杰博士还介绍了美国(高科数聚在美国的实践)和中国(川大智胜景区客流趋势预测和深度自主学习为例)在这些领域中的一系列探索和成功的商业应用案例。

上海韵能技术总监、资深绿建专家、杨诚，以“CFD仿真在城市建筑环境舒适度的应用”为题，结合自身经验介绍了CFD风热环境模拟技术对建筑规划与设计中作用，从建筑的室内到室外，同时列举了实例对CFD的应用过程进行了简要的说明。

中国城市科学研究会智慧城市联合实验室首席科学家、日本大阪大学研究员范秦寅教授以“城市环境仿真与仿真技术融合”为题对实验室在城市环境仿真方面的工作进行了介绍。首先介绍了城市仿真的意义，并对其政策进行了解读，然后对城市大尺度环境仿真的内容进行了展示。在风环境方面，通过中央电视塔周围区域以及45平方公里风环境计算模拟结果，说明了仿真在绿色建筑，城市风灾预防方面的应用前景;在水环境方面，介绍了城市雨洪、外涝仿真模型及其应用，并对基于CFD技术的城市环境仿真与传统水文学的结合提出了期望;在污染物扩散方面，提出了计算流体力学在分析、研究雾霾等大气污染灾害发生规律方面的应用需求，并对崇明岛PM2.5扩散的计算结果进行了展示。

最后，范秦寅教授代表论坛组织方，提出基于各学科仿真融合的设想：①城市规划，水文学，建筑学等的传统学科的发展应不断吸收新科学技术，加强和计算流体力学，人口学，交通理论，经济学的深入融和。②计算流体力学，人口学，交通理论，经济学等有关学科应基于各学科基础理论，积极探索和预测城市的发展规律并积极和传统学科互补。③在智慧城市实施过程中，利用智慧城市专业开设的动力适应城市发展需求，捕捉智慧城市的科学和技术重点，推进各学科的融合，推动城市的发展。建议利用城市科学研究会等平台，加强各学科的研究交流，争取在共同为城市服务的过程中，深入融合和发展。

本次论坛是第一次汇总了人口、交通、水务、环境、土地、产业、旅游、海绵城市等等方面的仿真，意义重大!我们会坚持继续举行，加强融和。城市大数据及城市仿真论坛已圆满落下帷幕，但城市仿真技术的发展和融合不会停止，对于大数据的发掘应用不会停止，我们中国城市科学研究会智慧城市联合实验室会继续推动相关仿真技术、学科的交流、融合，共同推动城市仿真的发展，让我们下次大会再见!