为什么城市希望使用“数字双胞胎”来管理交通 - 彭博社

通过“数字双胞胎”移动数据模型，城市当局可以实时获得交通流量的鸟瞰图。Studio Concept/Shutterstock想象一下在2040年驾驶穿越洛杉矶。在圣塔莫尼卡大道上，有自驾车和人控车混合行驶。一场严重的碰撞使交通几乎停滞。但随后，一种特殊的交通信号协调开启，为救护车开辟出一条通道。

这种交通工程的幻想可能正在逐步成为现实，因为IBM、微软、谷歌和HERE地图等公司正在开发所谓的“数字双胞胎”技术。这个术语描述了物理世界中某物的虚拟模拟——无论是汽车发动机、赌场地面，还是一个大城市的街道网络——能够在变化发生时进行可视化，并且“智能”到足以模拟可能的情景结果。在洛杉矶的例子中，想象一下市中心的一名工作人员在汽车碰撞后几秒钟查看了交通模拟，并批准了救护车的推荐路线，提醒所有连接的自驾车让路。

彭博社城市实验室纳粹碉堡的绿意改造将丑陋的过去变成城市的眼球吸引器圣保罗的公寓如何帮助庇护南美洲最大的城市仅使用公共交通的跨洲竞赛悉尼中央火车站现在成为建筑目的地但是如果“数字双胞胎”这个短语让你想起一个像素化的替身在你通勤时跟随你，你并不一定错在感到不安。你可能不需要等太久就能发现这些恐惧是否有道理：下周，来自13个主要美国城市的交通官员将讨论（除了其他事项）是否共同朝着这样的模型建设。

“未来，每个城市必须管理自己的数字双胞胎，这将提供移动服务所依赖的真实基础，”新成立的非营利组织开放移动基金会的章程中指出，该组织的董事会成员包括城市领导者。

开放移动基金会于6月底成立，描述自己为一个“公私合作论坛”，旨在帮助地方政府从私人移动公司手中掌控他们的道路，利用大数据和开源代码。OMF使命的核心部分是管理由洛杉矶交通局去年推出的新移动数据标准，通常称为MDS。目前，MDS收集关于无桩滑板车和共享单车的丰富实时状态信息。包括迈阿密、西雅图、波特兰、旧金山、奥斯丁、明尼阿波利斯等许多其他加入OMF的城市都已采用该标准。

在即将于周一在路易斯维尔举行的第一次会议上，董事会成员将投票决定是否采纳一套主要由LADOT起草的章程。一节名为“设计原则”的部分指出，OMF的工作将“基于‘数字双胞胎’模型[…]，该模型规定市政当局拥有并控制城市移动的明确数字数据模型。”拥有现实世界移动流的虚拟复制品——现在是滑板车和单车，未来是打车汽车、自动驾驶汽车和无人机——将使地方政府能够追踪单个车辆的移动，并在一定程度上控制它们。

但是这种交通指挥系统的概念在交通技术这个小而非常活跃的世界中引发了一些警报。首先，移动公司并不完全乐于看到城市获得重新指挥其车辆的权力。这个概念也成为了与城市密切合作的技术专家、隐私倡导者和一些公共官员的一个焦点。每个人都希望街道更加安全、顺畅和可管理。但对于如何实现这一目标却存在着不同的看法。对于一个以滑板车数据为起点的故事来说，这里的利害关系出乎意料地重大。

伟大数据战争的转折点

MDS的构想可以追溯到2016年，当时洛杉矶交通局的总经理Seleta Reynolds听到了关于自动驾驶汽车如何改变城市的预测。为了防止她的街道变成“零占用车辆”的噩梦，她需要车辆以一致的方式传达它们的位置。2018年5月，城市向一家名为Ellis and Associates的咨询公司授予了一项合同，以开发一种新的数据语言来实现这一目的。

这对城市官员来说是一个重大转折点。多年来，Uber和Lyft一直阻止城市获取有关车辆位置、车辆数量、时间戳和路线的信息。地方政府渴望利用这些数据来改善交通流量并规范出租车，这已被证明会导致拥堵并吸引乘客离开公共交通。一些城市，如西雅图和纽约，已经成功捕获数据，但Uber和Lyft也通过州法律阻止了类似的尝试。

在2018年，随着滑板车几乎从天而降遍布美国，各城市决心保持领先。尽管MDS原本是为未来的汽车而设计，但它也看起来是一个掌控这些新交通工具的方式，这些交通工具在洛杉矶人中引发了既困惑又愉悦的反应。9月，洛杉矶市启动了一项滑板车试点，要求参与的公司遵守新的标准。Bird和Lime——担心会损害与城市的关系，正如他们的叫车前辈所做的那样——迅速加入。“在LADOT，我们的工作是尽可能快速和安全地移动人和货物，但只有在我们对街道上发生的事情有一个完整的了解时，我们才能做到这一点，”雷诺兹在宣布第一批同意遵守的公司后说道。“这就是这个合作伙伴关系的全部意义。”

很快，其他应对滑板车激增的城市也纷纷采用新的数据格式。到12月，10个美国城市——奥斯丁、底特律、堪萨斯城、迈阿密、明尼阿波利斯、波特兰、西雅图、旧金山、圣安娜和圣莫尼卡——要求微型出行提供商使用MDS共享数据。他们还启动了洛杉矶建立的一个名为“Provider”的程序，让公司向城市发送关于单个车辆行程的近实时数据。

一名骑电动滑板车的男子在洛杉矶好莱坞大道的“四位好莱坞女士”凉亭中穿行。理查德·沃戈尔/AP但并不是每个人都是粉丝。尤其是Uber，一直对城市在保护所有这些收集数据的隐私方面的随意做法表示反对。“我们真的希望看到一个全球标准用于规划和执法，”Uber的安全和隐私传播官梅兰妮·恩赛因说。“我们面临的挑战是LADOT创建MDS时的匆忙所导致的。”

这家打车巨头抱怨说，城市收集了过多的分散的、详细的路线数据，这些数据可能会被用来识别乘客。许多研究早在2014年就证明了这一点，当时研究人员通过纽约市出租车委员会发布的公开数据集识别出了演员布拉德利·库珀的出租车行程。而执法机构，无论是当地警察局还是移民和海关执法局，也可能通过记录请求获得可识别的信息。类似的情况已经发生过。

洛杉矶最终发布了一套高级数据隐私原则，并表示将保护MDS数据不受外部请求的影响。但这并没有让批评者满意。当然，优步本身在数据保护和不道德用户追踪方面声名狼藉，但他们并不是唯一的异议者。“LADOT需要在推进该政策的任何进一步阶段之前，解决与提供者API相关的严重隐私和公民自由问题，”电子前沿基金会和开放技术研究所在今年的一封联合信中表示。

洛杉矶还是向前推进，并启动了一个名为“Agency”的第二个项目，允许它直接与自行车和滑板车公司沟通，提醒他们如果他们的车辆妨碍了街道封闭或超出了停车区域。“管理和运营交通网络完全在我的能力范围内，我们希望保持在这个领域，”雷诺兹说。

但是当城市灵活应对时，优步、Lyft和Bird却发出了抗议。这些公司发送了一封 支持信，支持加州法案AB 1112，该法案将阻止城市通过像MDS这样的平台收集行程级数据，并在多个维度上监管微型出行公司。“提供者在隐私方面有更广泛的担忧，”恩赛因说。“Agency是我们遇到城市是否应该有能力决定人们在城市中可以旅行的地方的问题。”例如，城市是否应该有权禁用一辆停放在错误地点的无桩滑板车？雷诺兹说，Agency目前并没有以这种方式使用。但它可能会。

州预先干预的威胁足以让任何城市官员停下脚步。在2019年上半年，雷诺兹决定将MDS的治理转移给一个外部实体，该实体的决策结构比洛杉矶更为正式。在6月底，开放出行基金会正式宣布成立，得到了洛克菲勒基金会的资助，来自开源标准组织OASIS的顾问，以及包括Bird、Spin和微软在内的企业成员。（优步和Lyft没有被邀请加入，Wired报道。）宣布OMF的新闻稿描述了一个使命，“促进安全、公平和生活质量”，在“使用现有公共通行权的车辆数量和类型在全国各城市急剧上升”的时候。

周一OMF董事会会议的首要任务之一将是投票决定是否采纳新的章程，包括关于数字双胞胎的部分。“董事会可以决定全部抛弃，”雷诺兹说。但领导们正在考虑的事情远不止小滑板车。

数字双胞胎的崛起

数字双胞胎技术的早期概念验证出现在2014年。华盛顿大学的研究人员 宣布他们创建了“一个自组织和可扩展的多摄像头跟踪系统，可以在摄像头之间跟踪人类”，通过将谷歌街景与一组智能监控摄像头结合，专注于城市街道。他们展示了构建接近实时、变化的移动流可视化的可能性，并将其映射到谷歌的全景照片上。机器学习软件使任何接缝都变得不可见。

自那时以来，数字双胞胎概念背后的术语和技术逐渐获得关注。微软、IBM、谷歌、Descartes Labs、HERE Maps等公司正在工程化基于人工智能的实体环境模拟。一些用例非常平常，比如办公室空间设计师重新排列数字桌椅以准备实际的平面图。而对于一些城市来说，这并不是一个全新的概念——在 印度，例如，几个城市正在使用数字双胞胎软件来管理水和电基础设施。俄勒冈州的波特兰最近开始测试Sidewalk Labs的Replica，这是一款使用逼真但虚假的数据集来模拟交通流的软件。

“我不明白这个愿景如何与任何隐私观念相兼容。”迄今为止，这些方法都没有达到OMF章程中设想的直接监督水平。它将MDS及其各种数据交换程序的当前权限提升到一个更高的层次。集中控制系统的交通规划师将实时被警报通知变化的条件，因为实时数据流不断重绘其数字地形。内置的人工智能将告知工程师最佳决策。OMF提供了一些示例，说明这个超级先进的模拟城市将如何运行交通模拟：

作为城市众多系统的虚拟“活”等价物，数字双胞胎允许交通部门建模可能的策略，以在问题发生之前和发生时进行规划和缓解，并实施在许多模拟场景中经过虚拟测试的解决方案，以最小化风险。例如，如果一个体育场在晚上9:30结束一场活动后释放出20,000名观众，最佳的临时单行道配置是什么？临时配置应持续多长时间？城市规划者和运营商可以使用仪表板，访问物理和虚拟世界的不同层面，以获得有效决策所需的洞察。

这种全知全能与一些出行公司目前向城市提供的城市移动视图相去甚远。那些是高度聚合的数据批次，例如Uber的行程数据可视化平台，Movement。“这些系统代表了部分、私密和相互冲突的世界观，与城市及其居民的需求和优先事项相悖（并且可能相互矛盾或试图相互抵消），”OMF章程中指出。“未来，每个城市必须管理自己的数字双胞胎，这将提供移动服务所依赖的真实基础。”

这些听起来很不错——一个能够通过几次按键重新引导其他司机，从而让救护车在交通中快速通行的城市可能会拯救生命。不过，一些官员和数据专家对数字双胞胎所需的个性化信息的过量感到担忧，这加剧了已经笼罩在MDS上的隐私问题。OMF的章程提到了一些广泛的隐私原则，但批评者——其中包括竞争对手移动数据公司的领导——表示这是一种倒退：第一步应该是明确城市如何保护公民身份，而不是不断扩大他们的监控权力。

“我甚至不明白这个愿景如何与任何隐私概念兼容，”Ride Report的首席执行官威廉·亨德森说，该初创公司与洛杉矶和其他城市密切合作，提供移动数据管理软件。“这个愿景显然不是我们所共享的，也不是所有城市所共享的。”

类似的软件初创公司Populus的首席执行官瑞吉娜·克鲁洛也表示同意。“根据我们今天与城市的对话，我们发现许多城市主要关心的是拥有足够详细的数据来告知和执行停车政策、车辆上限和公平要求——而不是建立实时控制系统，至少对于滑板车来说不是，”她说。

这确实有道理。主要是地方政府正在描述性地使用MDS数据，比如查看自行车和滑板车聚集的位置，以便改善基础设施，或者确保公司遵守各种要求。明尼阿波利斯公共工程部主任、OMF董事之一的罗宾·哈奇森赞扬了她所在城市采购的“数据仪表板”，这帮助她验证滑板车集中在贫困社区，这是该市发放许可证的要求之一。

这与为滑板车建立实时控制系统截然不同。而且，除了洛杉矶，没有其他城市采用“机构”——这个程序允许他们在滑板车停放不当或需要清除时直接与公司沟通。这些城市在通过数字接口告诉公司该做什么的道路上也更加谨慎。

尽管如此，一些城市对虚拟指挥中心的想法持开放态度。“在很多事情上，我们与洛杉矶并不在同一个层面上，”波特兰交通局的临时副局长诺亚·西格尔说。与洛杉矶相比，波特兰市议会最近发布了一套隐私原则，将指导其所有机构如何处理个人数据。“但我认为双胞胎模式是讨论的一个强有力的起点。城市应该根据整体系统来指导出行的想法并不荒谬。”

城市思考未来

在城市主义圈子里，洛杉矶常常因在公共与私人利益之间的斗争中占据上风而受到赞扬。在城市和行业之间，广泛达成共识的是：a) 城市应该能够管理他们拥有的道路；b) 数据是实现这一目标的强大工具。即使有其缺陷，作为数据共享标准的MDS似乎也是一件总体上好的事情。

确实，它为未来奠定了基础：如果和当自动驾驶汽车大规模到来时，一套共同框架可能会使汽车制造商更容易向当局发送碰撞报告和汽车数量。理论上，它还可以帮助城市建立更复杂的拥堵定价版本，在这些版本中，驾驶员可能会根据特定时间内已有多少辆车而被收取进入某些热门区域的费用。政策专家往往认为，这样的方案代表了城市减少道路上碳排放的最佳希望。某种数字鸟瞰图来帮助实现这一切可能会很有用。

但是，批评者表示，洛杉矶急于实施这些深远的技术可能会通过忽视最重要的问题来破坏这些收益。例如，汇总数据能否回答规划者所追求的许多相同问题？Uber显然这么认为。加利福尼亚州的AB 1112，那个杀死数据收集的法案，已被搁置，但它很可能会回归。而且，建立一个让城市能够主动管理街道的数字双胞胎——与大多数城市目前采取的更被动的方法相对——真的就是最佳模型吗？Clewlow表示，这可能需要公共官员、公司和受过训练的学者之间进行开放、透明的对话。

事实上，在某些人看来，潜在的问题超出了数据保护。SharedStreets的联合主任Kevin Webb表示，主要的意识形态差异应该首先得到解决。“更大的问题是，我们在城市中部署技术的目的是什么？”他问道。“我们是在使用技术来管理街道，还是管理人？所有关于隐私的担忧都取决于这个问题。”

对于加入OMF的城市来说，他们表示希望了解同行在数据方面的做法，并在塑造关于城市交通未来的重要对话中发挥作用。“合理的观点可能会对某些事实有不同看法，但我认为这不应该分散对更大愿景的关注，”波特兰的Siegel说。“作为公共领导者，我们需要有公共法规，而MDS是帮助我们实现这一目标的一个工具。”

明尼阿波利斯的Hutcheson补充道：“我们对MDS所提供的机会感到兴奋，我们希望能够了解更多。”

对雷诺兹来说，最重要的是洛杉矶不再是未来几十年推动街道技术的事实决策者。现在由其他城市来帮助决定转向哪个方向。“我希望有一个地方，交通基础设施的拥有者也是看护者，”她说。“我们想防止人们垄断街道，或是我们公民的选择。我不想在洛杉矶走得太远，以至于说，‘这就是权威的方式。’”