公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與美國百年經(jīng)濟(jì)發(fā)展浪潮
1870年的美國，普通居民的生活水平還處于農(nóng)業(yè)社會(huì)的狀態(tài)：沒有水、電、煤等現(xiàn)代公共資源的供應(yīng)，普通居民生活條件跟幾個(gè)世紀(jì)前幾乎無異。
但接下來，基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模普及給這個(gè)國家?guī)砹朔旄驳氐淖兓c長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
1879年，愛迪生發(fā)明了電燈，緊接著政府修建了自來水、下水道、燃?xì)?、集中供暖一系列公共基礎(chǔ)設(shè)施，抽水馬桶和電燈這樣的現(xiàn)代文明設(shè)施也隨之進(jìn)入美國普通家庭。
這些基礎(chǔ)設(shè)施在大幅提高住宅的衛(wèi)生水平和便利度的同時(shí)，也讓整個(gè)國家成為一個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò)，分散的每家每戶成為龐大公共設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的終端，同時(shí)帶動(dòng)了交通、制造業(yè)與醫(yī)療衛(wèi)生等多個(gè)重要產(chǎn)業(yè)的興起與發(fā)展，也成為美國從1870-1970年經(jīng)歷百年高速經(jīng)濟(jì)發(fā)展黃金時(shí)代的重要基礎(chǔ)。
很多觀點(diǎn)認(rèn)為，IT與互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代并沒有給實(shí)體經(jīng)濟(jì)帶來更多跨越式進(jìn)展：今日的大眾生活模式與1970年相比沒有多少實(shí)質(zhì)性的改變。
這種狀況并不會(huì)一直持續(xù)下去，科學(xué)技術(shù)的革新始終在推動(dòng)時(shí)代巨輪轟鳴向前，信息領(lǐng)域的另一種大規(guī)?；A(chǔ)建設(shè)的崛起，正在打破這一僵局，
那就是云計(jì)算。
云計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施形態(tài)
只需仔細(xì)觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn)，堪稱是“新世紀(jì)以來最偉大的技術(shù)進(jìn)步之一”的云計(jì)算，在形態(tài)上與生活基礎(chǔ)設(shè)施有高度相似性：按需供給、泛在接入、可度量，能夠同時(shí)分發(fā)給多租戶，無論是作為“生產(chǎn)資料”的數(shù)據(jù)，還是作為“生產(chǎn)力”的技術(shù)、系統(tǒng)、應(yīng)用，它都讓人們能夠依托通訊與網(wǎng)絡(luò)，不受時(shí)空限制，隨取隨用。
云計(jì)算在中國高速發(fā)展的近10年中，已經(jīng)幫助無數(shù)中小企業(yè)減免了前期高投入的IT硬件設(shè)備投入，輕裝上陣，投入電商、游戲、直播等線上春潮行業(yè)。
而云計(jì)算顯然具有更大潛力尚待挖掘：它讓分散在全球各地的計(jì)算機(jī)與終端設(shè)備，形成一種巨型網(wǎng)絡(luò)，一種分布式協(xié)作的強(qiáng)大算力共同體。
這種強(qiáng)大能量，又能為即將到來的新基建時(shí)期帶來怎樣的能量？為什么說，云計(jì)算作為基礎(chǔ)設(shè)施的信息時(shí)代可能會(huì)打破經(jīng)濟(jì)僵局？
前20年間，計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)作用于大眾消費(fèi)、社交溝通等領(lǐng)域，提高了協(xié)作效率，但與直接參與改造生產(chǎn)力相去甚遠(yuǎn)。
當(dāng)下，云計(jì)算作為信息領(lǐng)域的基礎(chǔ)設(shè)施，聯(lián)通了物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等一系列先進(jìn)的科技成果，使任意組織得以站在巨人的肩膀上開展業(yè)務(wù)，創(chuàng)造了一個(gè)資源與智慧聚集共享的、極有可能誕生像電燈這樣重大發(fā)明的創(chuàng)造環(huán)境。
更為重要的是，有種數(shù)據(jù)能夠提托云，實(shí)現(xiàn)“次元壁突破”，直接參與改造世界的活動(dòng)中，
那就是時(shí)空大數(shù)據(jù)。
“時(shí)空云”的聚集
毫不夸張地說，現(xiàn)在漂浮在“智慧城市”上空的，就是一朵朵“時(shí)空云”。
時(shí)空大數(shù)據(jù)是一個(gè)總稱，它由原先的地理信息系統(tǒng)（GIS）發(fā)展而來，如今已經(jīng)成為涵蓋地理/空間/動(dòng)態(tài)位置與物聯(lián)網(wǎng)等多來源、多類型的廣義數(shù)據(jù)。
在大眾互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，它常以地圖導(dǎo)航的形式出現(xiàn)在大眾視野中，并為外賣配送、打車平臺(tái)和O2O生活服務(wù)提供基于位置的服務(wù)（LBS）。
隨著B/G端服務(wù)市場(chǎng)興起，在政企數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求升溫的大趨勢(shì)影響下，時(shí)空大數(shù)據(jù)作為智慧城市與行業(yè)管理的“基石級(jí)”數(shù)據(jù)，是呈現(xiàn)、計(jì)算進(jìn)而管理空間地理、交通路網(wǎng)、管網(wǎng)系統(tǒng)、電力等民生基礎(chǔ)設(shè)施的重要數(shù)據(jù)形式與介質(zhì)。
在逐漸步入智能時(shí)代的進(jìn)程中，時(shí)空數(shù)據(jù)領(lǐng)域內(nèi)也衍生出了高精度地圖、流數(shù)據(jù)等形式，在車聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等大幅提升傳統(tǒng)行業(yè)效能的新科技中，又擔(dān)當(dāng)了關(guān)鍵基礎(chǔ)角色，是當(dāng)之無愧的“新基建”底層數(shù)據(jù)。
無人駕駛與車輛網(wǎng)的車路協(xié)同中，高精度地圖與V2X數(shù)據(jù)，都屬于時(shí)空大數(shù)據(jù)。圖 |?AutoStream—TomTom的無人駕駛高清地圖
時(shí)空大數(shù)據(jù)借助云的力量，正逐步突破賽博空間，延伸到現(xiàn)實(shí)世界，在解決城市問題、加速產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面初嶄頭角。
此次疫情中，基于定位位置的動(dòng)態(tài)時(shí)空大數(shù)據(jù)，無論是在疫情高發(fā)時(shí)期，對(duì)重點(diǎn)人員的追蹤，密切接觸人群的篩選，還是后期，通過城市碼、通行小程序，對(duì)人流實(shí)時(shí)監(jiān)控，精準(zhǔn)復(fù)工的助力，都顯現(xiàn)出強(qiáng)大的能量。
云計(jì)算作為信息領(lǐng)域的基礎(chǔ)輸送管道，分發(fā)共享映射現(xiàn)實(shí)世界的時(shí)空大數(shù)據(jù)，融合人工智能，其終點(diǎn)不難想象，就是構(gòu)建一個(gè)云上的“數(shù)字孿生”世界。
現(xiàn)實(shí)趨勢(shì)也正在向這個(gè)方向發(fā)展：從中國乃至全球時(shí)空市場(chǎng)來看，隨著時(shí)空系統(tǒng)與主流IT技術(shù)的日益加速融合，遙感、矢量、物聯(lián)網(wǎng)等時(shí)空數(shù)據(jù)的大規(guī)模、大眾化云應(yīng)用趨勢(shì)已十分明顯。國際上的微軟Azure、亞馬遜AWS，以及國內(nèi)的華為、阿里、騰訊這些云服務(wù)巨頭，也利用自身強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)與業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)廠商聯(lián)合，滲透這片領(lǐng)域，如微軟在海外聯(lián)手第一大圖商Tomtom，在國內(nèi)則聯(lián)合圖商易圖通，提供矢量地圖云與智慧出行方案；華為與中國資源衛(wèi)星中心聯(lián)合提供的國內(nèi)規(guī)模最大的遙感云“四維地球”，以及阿里與高德聯(lián)合提供的智慧高速云等。
而當(dāng)下火熱的新基建，也正是通過構(gòu)建交通、電力等能源、工業(yè)制造等支撐行業(yè)的信息基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的管理、融合與應(yīng)用。作為“數(shù)字孿生”世界的底層架構(gòu)，新基建對(duì)時(shí)空領(lǐng)域的軟硬件都提出了極高的要求。
時(shí)空數(shù)據(jù)中典型的遙感與測(cè)繪數(shù)據(jù)，一般按天進(jìn)行更新；城市與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)帶來的時(shí)空動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，則是按分鐘、秒的高密度輸出，生產(chǎn)基數(shù)與新增規(guī)模都十分壯觀，可達(dá)到TB級(jí)與PB級(jí)。
無論是硬件商、數(shù)據(jù)商，還是云服務(wù)提供商，都將面臨考驗(yàn)：不僅需要將海量時(shí)空數(shù)據(jù)通過云計(jì)算進(jìn)行大規(guī)模分發(fā)、承受高并發(fā)，還需要面對(duì)其中技術(shù)復(fù)雜性的挑戰(zhàn)。
“時(shí)空云”的底層谷歌技術(shù)邏輯
無論是居民生活，還是信息領(lǐng)域，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的基本要求都是高承載、高并發(fā)、高可用的實(shí)時(shí)互聯(lián)互通。在這個(gè)意義上，5G僅幫助新基建邁過了第一道坎。
實(shí)體和虛擬的基礎(chǔ)設(shè)施最大的不同在于：水、電、煤這類自然資源是有限的，建設(shè)到達(dá)一定階段，會(huì)形成相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)；而信息資源的循環(huán)使用，將帶來復(fù)利式的梯級(jí)增長。所以信息世界對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的核心動(dòng)力與技術(shù)架構(gòu)的彈性有一種高要求——不斷適應(yīng)未來數(shù)據(jù)量的高速增長帶來的沖擊，時(shí)空領(lǐng)域更是如此。
谷歌地圖在2005年發(fā)布第一張大眾互聯(lián)網(wǎng)地圖時(shí)，首次運(yùn)用了“切片”（柵格瓦片）技術(shù)，在數(shù)據(jù)發(fā)布前做好數(shù)據(jù)“切片”預(yù)處理準(zhǔn)備（將數(shù)據(jù)切成小塊，需要哪塊取哪塊），以化解傳輸與并發(fā)壓力，此后，行業(yè)不斷沿用并發(fā)展了這種技術(shù)，“切片”成為非常重要的中間環(huán)節(jié)。
今天，在面對(duì)“數(shù)字孿生”底層的巨量數(shù)據(jù)時(shí)，“切片”環(huán)節(jié)可能持續(xù)少則幾周、長則數(shù)月。進(jìn)入高密集的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代后，數(shù)據(jù)交互要求已提高為實(shí)時(shí)級(jí)別（實(shí)時(shí)讀取、實(shí)時(shí)寫入、實(shí)時(shí)應(yīng)用）。“切片”這個(gè)動(dòng)作，相當(dāng)于人為在流水中添加一道網(wǎng)，輸送“數(shù)據(jù)”管道的暢通性勢(shì)必受到影響，也將產(chǎn)生5G環(huán)境下時(shí)空數(shù)據(jù)暴增的應(yīng)用瓶頸。
2019年，谷歌將其締造谷歌地圖產(chǎn)品的發(fā)展歷程寫入《谷歌方法》一書中，其中提到：地圖必須接近百分百精確，同時(shí)還要提供高分辨率，快速加載大量數(shù)據(jù)，注定不能遷就計(jì)算機(jī)，而是“一個(gè)緊跟技術(shù)發(fā)展步伐的產(chǎn)品”。
由此可見，面對(duì)時(shí)空數(shù)據(jù)底層處理沖擊時(shí)，不斷加大硬件投入，不改變局限性的預(yù)處理辦法，并非是云時(shí)代新基建可持續(xù)發(fā)展途徑。顛覆性技術(shù)將成為其中秉軸持鈞的一環(huán)。
“時(shí)空云”的國產(chǎn)顛覆
中國資源衛(wèi)星中心與華為云對(duì)接構(gòu)建“四維地球”時(shí)，開了業(yè)界先河。
他們采用了顛覆性的“非切片”時(shí)空技術(shù)，解決了多達(dá)百PB的歷史存量遙感數(shù)據(jù)與每日20TB級(jí)增量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理、實(shí)時(shí)云分發(fā)瓶頸，最高并發(fā)量能容納40萬，并且實(shí)現(xiàn)了在線影像的動(dòng)態(tài)校正，讓衛(wèi)星上下來的“新鮮”的數(shù)據(jù)，快速應(yīng)用于包括時(shí)效需求最高的氣象、應(yīng)急等廣泛領(lǐng)域。
技術(shù)提供方，也是PaaS層的核心系統(tǒng)提供商籮筐技術(shù)公司，通過一種自主專利時(shí)空索引云技術(shù)，讓用戶從海量數(shù)據(jù)中，快速精準(zhǔn)調(diào)用前端所需的“目標(biāo)”數(shù)據(jù)。這樣的處理結(jié)果是，時(shí)空數(shù)據(jù)無論瀏覽、檢索還是分析，都無需“切片”就能直接匹配前端的“像素空間”（即客戶端屏幕)，這種“非切片”技術(shù)讓時(shí)空數(shù)據(jù)云處理性能，超越傳統(tǒng)技術(shù)千倍，且處理速度趨向于與數(shù)據(jù)增量無關(guān)。
以上并非孤例，在2019年中，籮筐以同樣的模式服務(wù)于微軟、騰訊云，以及多個(gè)大型政企。在籮筐、寬東方與騰訊云聯(lián)合打造的“時(shí)空超腦應(yīng)用平臺(tái)”中，籮筐專利技術(shù)銜接了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)算法模型和資源池，通過PB級(jí)時(shí)空數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、訪問能力，承載數(shù)十億臺(tái)工業(yè)互聯(lián)設(shè)備；同時(shí)參與建設(shè)了“國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施“十二五”陸地觀測(cè)衛(wèi)星地面系統(tǒng) - 海量遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)管理與發(fā)布展示子系統(tǒng)”項(xiàng)目，獲得了高度評(píng)價(jià)。
事實(shí)證明，這項(xiàng)首創(chuàng)于中國的時(shí)空技術(shù)，在面對(duì)超大型時(shí)空數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)快速處理上，是占據(jù)巨大優(yōu)勢(shì)的。
在疫情中，“統(tǒng)一平臺(tái)、統(tǒng)一底座、集中調(diào)度”的智慧城市平臺(tái)承受住了考驗(yàn)，于是各地各級(jí)政府都是考量與評(píng)估，將數(shù)據(jù)底層交互系統(tǒng)打通，其實(shí)就是在解決老生常談的“數(shù)據(jù)孤島”固疾。這種時(shí)空技術(shù)獨(dú)特的應(yīng)用場(chǎng)景，諸如此類的智慧城市、數(shù)據(jù)中心建設(shè)，及至“數(shù)字孿生”城市構(gòu)建中，有望發(fā)揮底層支撐作用。
我國新基建的基礎(chǔ)、風(fēng)險(xiǎn)與未來
很多人問，“新基建”并非新概念，為何會(huì)在此時(shí)提出？
業(yè)界分析認(rèn)為，疫情突然降臨，讓國家迫切感到，信息世界基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要性，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交互同步對(duì)于建立重大應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制的底層支持作用。
事實(shí)上，疫情只是加速劑。近年來，不僅5G技術(shù)，很多如上述的顛覆性創(chuàng)新技術(shù)都誕生于中國，不僅解決了新形勢(shì)下產(chǎn)生的問題，更是為“新基建”打好了前站，足以支撐數(shù)據(jù)的感知、連接、匯聚、融合分析、決策、執(zhí)行、安全等各環(huán)節(jié)運(yùn)行，并提供面向未來的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施體系。
同時(shí)需要關(guān)注的依然是，重復(fù)建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)。
有了先進(jìn)技術(shù)的支撐，在建設(shè)數(shù)字孿生體系時(shí)，是否需要繼續(xù)走以往智慧城市分行業(yè)、分區(qū)的孤島路線，以單個(gè)城市建立閉環(huán)系統(tǒng)；還是將眼光放長遠(yuǎn)，形成與現(xiàn)實(shí)世界行政機(jī)制相匹配的“底座”，如津京冀、粵港澳大灣區(qū)的都市圈城市群聯(lián)動(dòng)，以及上升至省級(jí)、國家級(jí)的聯(lián)動(dòng)平臺(tái)？
無論如何，實(shí)體基建帶來大發(fā)展的相似歷史、大數(shù)據(jù)在現(xiàn)實(shí)世界觸角式的進(jìn)展，已讓人產(chǎn)生鼓舞與信心。
讓我們繼續(xù)與偉大的數(shù)字時(shí)代同行。
