新加坡基于虚拟模型发展智慧城市

李伟

全球领先的智慧城市发展方案，可分为两种类型：一种是以日本城市为代表，重视能源管理，使城市具备可持续发展能力。节能减排，防范、抵御自然灾害是其主要功能;另一种是以新加坡为代表，以数字技术为依托优化城市功能。

新加坡在数字技术领域全面布局，被视为全球智慧城市技术准备最充分的城市之一。这与新加坡发展较快，其信息和通信产业较为成熟发达，信息化一直处于全球领先地位有关。

让城市规划者拥有现场视角

新加坡早在1992年就提出了“智慧岛”计划。经过近30年的发展，该计划升级为“智慧城市”，其核心理念是“3C”，即连接（Connect）、集成（Collect）和理解（Comprehend），强调在建设通信网络、传感器网络的基础上，进行数据的分析和共享，推进智慧城市发展。

SingPass给居民带来极大便利

新加坡智慧城市发展的一大亮点，是将整个城市转换成一个虚拟模型，即在网络世界中呈现一个数字化的新加坡。不同的城市管理部门可以根据该模型实现对城市动态的监测和协同管理。例如，根据城市中已有建筑物的分布，以及即将新建的建筑物的位置，判断其如何影响城市交通;尝试采用多种方案，对道路通行方向和停车场的位置进行模拟调整;根据城市布局的变化，模拟调整能源供应方案和绿化配置方案等。

在数字化、网络化时代，大多数人没有手机几乎都寸步难行。新加坡拥有近580万居民，撑起这个城市数字经济的是近900万部手机。虚拟城市模型就以这些通信终端代表居民。同时，24条海底光缆、上百家跨国企业中心等，都在虚拟城市模型中有所体现。

弗劳恩霍夫研究所的负责人沃尔夫冈·维蒂希，是虚拟城市模型项目的主导者。他说：“设计并运行虚拟工厂模型是很常见的，但针对现代化大都市，这项工作极为复杂和艰难。”

技术人员用“数字映射”技术将城市实体的活动及其引起的变化同步到虚拟模型中。维蒂希举了一个例子：如果软件工程师想改进地铁列车的操作系统，那么他可以在虚拟城市模型的演示室里戴上数字化头盔，“置身于”地铁列车的驾驶室中，获得直观的体验。虚拟城市模型能让每一位城市规划者和管理者拥有现场视角，从而拿出更好的解决方案。

榜鹅数字区

虚拟模型是新加坡在建设智慧城市的过程中使用的重要工具。虚拟模型的研究成果通过一个特殊的区域加以展现——榜鹅数字区（也称榜鹅新城）。该地区占地50公顷，提供2.8万个工作岗位，是新加坡智慧城市的示范区。

新冠肺炎疫情暴发初期，榜鹅数字区中每一名居民的活动轨迹都被虚拟城市模型记录下来，这些信息可用于对患者及其密接者进行追踪定位。新加坡政府将这一数据记录方案推广到全国，对20万个地点进行监控拍摄，在疫情防控工作中发挥了重要作用。

基于虚拟城市模型的研究成果，榜鹅数字区在居民中推广名为“合力追踪”的应用程序。它涵盖社会生活的方方面面，查询信息、预约公共服务甚至寻找走失的宠物，都可以通过该程序获得帮助。

以智慧交通为例，“合力追踪”中的交通App，可以通过每辆公交车的刷卡记录来判断其拥挤程度，并提前告知出行者，非常人性化。

榜鹅数字区还率先推行新型个人身份信息系统——SingPass。新加坡数字身份项目主管肯德里克·李说：“随身携带身份证件，或者记住自己的身份证件号码，这些对于居民来说都不是良好的体验。我们将人脸识别和电子签名集成到SingPass中，解决了这个问题。”

以银行业务为例，榜鹅数字区率先引入基于SingPass的财务数据交换平台。居民通过刷脸和电子签名，即可在该平台上调出自己所有财务数据：支票账户状态、养老金储备情况、信用卡额度、债务状况等。以往需要一两个小时才能办理完的业务，现在几分钟内就可完成。

虚拟模型预测2023年时的新加坡城市一角

虚拟模型中的新加坡公共广场

智慧公路

榜鹅数字区中的智慧公路，也是新加坡智慧城市建设的一大亮点。

当能见度下降到100米时，智慧公路会自动开启智能引导系统，地面上闪烁的黄色、红色引导灯，组成类似飞机跑道的指示系统，为迷雾中的车辆导航;当车辆经过时，激光测距器会判断车辆占用哪一条车道，车辆驶过后，黄光变为红光，车辆后方形成两条更高频率的红色闪烁轨迹，警示后车保持车距;一旦发生交通事故，智慧管控平台能够在第一时间监测到，并触发就近的公路情报板，开启车道管控模式……

智慧公路的发展趋势是数字化、智能化、网联化和绿色化。榜鹅数字区通过智慧公路关键技术的示范应用，面向未来尝试如何将传统的基础设施和新基建结合起来，全面提升公路的安全性、可靠性和绿色化的水平。借助通信技术，推进大数据、物联网、云计算等与公路建设深度融合。通过车路协同、云平台+人工智能、信息化管控等前瞻性、先进性技术，构建安全、智能、绿色、舒适的应用场景。

智慧公路的科技创新可谓无处不在。所有功能都由位于指挥中心和服务区的综合管养平台控制完成。它是智慧公路的“大脑”，其数据实时同步到虚拟城市模型中。

综合管养平台上显示車辆分流合流情况、情报板历史记录及实时预警信息。一旦路上出现抛洒物、逆行、违停、碰撞等，系统就会通过设备联动及时生成预警信息，并快速制定应对方案。

另外，智慧公路路面上的复合沥青材料，可实现“自我调节温度”，平均调节幅度为2.5摄氏度，最大可调节9摄氏度。有了这种技术，在新加坡炎热的夏季，道路能够自主降温，以免出现车辙，影响车辆行驶。

真正反映城市居民的实际需要

新加坡是一个城市国家，其产业以信息和通信业、金融业为主。这些产业与数字技术的关系较为密切。当前，数字技术的蓬勃发展为实现智慧城市发展目标提供了更为便捷的方式。不过，需要强调的是，智慧城市技术发展的关键，并不在于它是不是最先进的，而在于它是不是能够真正反映城市居民的实际需要。

新加坡立足于居民的需求，通过公共服务平台，调动居民参与城市建设。REACH（Reaching everyone for active citizenry @ home）是新加坡政府在1985年设立的，目前已发展为极具特色的数字化互动平台，以数字化手段鼓励居民参与城市发展和管理政策的制定。

维蒂希说：“智慧城市建设包括很多方面。必须利用尽量少的数据为城市和居民做更多的事情。我们需要整合的不仅仅是数据——新加坡正放眼世全界，招募最出色的规划人才和管理人才。”

维蒂希指出，新加坡智慧城市建设所采用的每一项技术都不是独一无二的，其他国家也在开发利用这些技术。但是，将这些技术整合运用在一起，目前只有新加坡等少数城市做到了。在这里，政府、经济界、科技界和学术界人士通力协作，取得了令人瞩目的成果。

编辑：姚志刚 winter-yao@163.com