【本期看点】
我们常常通过附属于建筑物的传感器获取城市数据，这种方法可以保证提供稳定的每日数据，但其涉及的范围却很有限。
如果在车辆上安装传感器，是否可以解决以上问题，在空间和时间上更好的探索城市呢？那么，到底需要多少辆出租车才能获取一定范围内的数据呢？
近日，美国麻省理工学院可感知城市实验室的一项研究显示，在城市研究中，只需要少量的安装了传感器的出租车，就能在一天内，扫描到大量的城市街道。这一研究结果具有普遍性，并对城市政策决策者、智慧城市设计师具有直接效用。来看看研究学者具体怎么说？
注：本文源于麻省理工学院可感知城市实验室近期的一项研究。原文：Taking a city’s pulse with moveable sensors 作者：Peter Dizikes | MIT News Office 编译：城市数据派
假设你有10辆出租车，在一个典型日里，这些出租车可以覆盖城市的哪些范围？回答这个问题之前，我们先来了解一下，回答这个问题有什么必要性。
我们知道，城市有很多信息是需要测量的，例如，空气污染情况、天气情况、交通模式、道路状况等等。其中一些信息是可以通过附在建筑物上的仪器来测量，如果研究人员在出租车上安装相对廉价的传感器，那么，便可在更大的城市范围内采集数据。
为了找到这个问题的答案，麻省理工学院的一个研究小组分析了三个州、九个主要城市的交通数据，并得到了一些新的发现。其实，只用几辆出租车就可以覆盖一个城市很大的范围，如果要覆盖整个城市，则需要更多的出租车才能完成。有趣的是，这种现象似乎在世界各地的大城市都存在。
更具体地说，就是：10辆出租车能覆盖曼哈顿三分之一的街道，大约30辆出租车一天就能覆盖曼哈顿的一半的区域。由于出租车的路线往往有重合，如果需要在一天里覆盖曼哈顿85%的面积，则需要1000多辆出租车。
美国麻省理工学院可感知城市实验室的博士后Kevin O’Keeffe说：“出租车的感知能力出乎意料地大，”他与几位学者合著了一篇论文，详细介绍了这项研究的结果。
这篇题为Quantifying the sensing power of vehicle fleets的论文发表在Proceedings of the National Academy of Sciences上。除了通讯作者O’Keeffe外，合著者还有可感知城市实验室研究员Amin Anjomshoaa 、康奈尔大学数学教授Steven Strogatz、可感知城市实验室、意大利比萨CNR远程信息和处理研究所的科学家Paolo Santi、以及麻省理工学院可感知城市实验室主任、城市研究与规划系教授Carlo Ratti。
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O’Keeffe在研究中发现，整个分析过程反映了收益递减规律，也就是说，获取起初的三分之一的街道数据时，几乎是免费的，但是……想获取更多数据，就越来越难。芝加哥、旧金山、维也纳、北京、上海、新加坡和其他一些全球主要城市也有类似的情况。
O’Keeffe提到：“结果显示每个城市出租车的感知力非常相似。即使我们重复的分析，所有的曲线（出租车的覆盖范围）都是相同的形状。”
长期以来，可感知城市实验室一直基于传感器的数据来研究城市。在研究过程中，他们发现一些传感器的传统部署需要权衡。例如，建筑物上的传感器可以提供稳定的每日数据，但其范围非常有限。它们在时间上很好，但在空间上不行。O’Keeffe说，“机载传感器具有相反的特性。它们在空间上很好，但在时间上不行。卫星只有在经过城市时，拍摄整个城市的照片，这个时间间隔相对较短。我们想知道，有没有方法可以结合以上两种方法的优点，在空间和时间上都能更好地探索城市？”
也许，在车辆上安装传感器是一种解决方案。但哪些车辆比较合适呢？
公共汽车有固定的路线，所以覆盖范围有限。可感知城市实验室的成员在马萨诸塞州剑桥市的垃圾车上安装了传感器，但即便如此，这些车辆收集的数据也没有出租车收集的那么多。
研究人员首先对曼哈顿进行了研究，他们将其划分为大约8000个路段，并获得了初步结果，发现曼哈顿仍具有一些明显的特点。例如，通常规则的街道网格，并不能保证它生成的度量标准在其他地方会相似。但在一个又一个城市，同样的现象也出现了：少量出租车一天可以在一个城市的三分之一以上流通，稍大一点的出租车数量可以达到城市的一半，如果还要更大范围，就需要多的车。 O’Keeffe说：“无论是从实践的角度还是从理论的角度来看，这是一个非常有力的结果。”
这项研究的实际作用是，现在城市规划者和决策者等可能对某些级别的移动感知器所需的投资，以及他们可能获得的结果的程度有了更具体的想法。例如，一项空气污染研究可以在考虑这类数据的情况下进行。
Ratti 说：“城市环境感知对人类健康至关重要。直到今天，传感主要是通过少量的固定和昂贵的监测站进行的，仍然缺少了移动感应功能的综合框架，这是我们进行研究的动机。对于我们用几个移动探测器就能覆盖一个大城市的效果而言，结果令人惊讶。”
构建移动传感项目的一种实用方法可能是在出租车上放置传感器，然后部署相对较小的车队（如Google在绘制地图时所做的那样），以到达出租车实际上从未到达的街道。
O’Keeffe 认为，“从某种意义上来说，您可能偏爱热门地区，而同时，您可能正在为贫困地区提供服务。解决该问题的方法是使用混合方法。如果在出租车上放置传感器，则可以增加一些专用车辆来增加数据来源。”他还指出，“该项研究结果对于在全球范围内的城市研究中使用移动传感器是一个好兆头。我们可以利用它使城市更好的科学运作。”
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原文始发于微信公众号（城市数据派）：到底要给多少辆出租车安装传感器才能感知整个城市？丨城市数据派
规划问道
