智慧城市的商机
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51WORLD的克隆计划

以虚控实,打造数字世界里“活”的城市。

(记者 何己派 编辑 陈晓平)

1999年,科幻电影《黑客帝国》开了个脑洞:人工智能系统创造一个“矩阵世界”,人与自然的一切,都能建模仿真,肉眼难以分辨。影片中有一句台词成为经典:你所谓的“现实”,不过是大脑所编译的电子信号。

20年后,科幻想象映射进现实。

“数字孪生”(Digital Twin,又称数字双胞胎)已可落地,它以数字化手段,在虚拟模型中仿真、再现物理世界的实体或系统,从而解构、优化物理世界。

巨头围猎的新兴赛场,一家名为51WORLD的公司声名鹊起,布局了智慧城市等多个细分领域。51WORLD官方宣称,截至2019年底,国内超过九成的智慧城市大型系统集成商使用其数字孪生产品。

“我们的最终愿景,是做一个1:1的数字孪生地球。”51WORLD创始人兼CEO李熠告诉《21CBR》记者。

一家成立5年的创业公司,凭什么有这样的底气?

三级进阶

VR、自动驾驶、智慧城市,每一次业务变奏,51WORLD都恰好踩到行业风口。

2014年开始,VR潮起。李熠时任当代集团旗下第一资产总经理,前往美国参观,感觉VR前景极大,决定内部创业,孵化51VR项目(51WORLD的前身),基于当代集团的地产背景,先从“VR+看房”的场景做起。

VR泡沫很快破灭,大批VR企业欠薪、裁员或破产,51WORLD紧抓现金流,挺了过来,逆势抄底了一批技术人才。到2016年,公司累计交付的虚拟样板间项目达200多个,占到VR地产项目半数以上的市场份额,合作开发商有万科、绿地等。

团队很快盯上重资产的汽车业。

彼时,车厂、自动驾驶初创公司等需要一套虚拟仿真系统,用于展示、训练或检测无人车算法,但国内的自动驾驶仿真领域受限于技术、资金和人才,发展不成熟,打造自主可控的国产工业软件呼声渐大。

51WORLD具有搭建虚拟场景的经验,同时积累大量实景三维数据,以此为基础,搭建自动驾驶班底,耗时两年,公司发布全模块自动驾驶仿真测试平台51Sim-One。

紧接着,团队又布局智慧城市,先做了个DEMO试水。2018年底,智慧城市推出第一个案例,区域挺小,项目价格数十万元,仅勉强保本。李熠没觉得能起多大水花,只当鼓励团队创新。没想到案例一讲完,参会的客户一致反馈不错,他和团队马上开了次决策会,当场宣布,将公司50%的研发资源投入智慧城市领域,当成下一个支柱产业来孵化。

当时的51WORLD不差钱,数字地产、自动驾驶仿真两条主力业务线发展顺畅。很快,上百人迅速调动,花了数个月时间打磨新产品,从正式启动到商业落地不过一年多时间,发展速度远超预期,从小区到街道的虚拟仿真,从做项目到做产品,智慧城市业务已是公司营收贡献最大的业务。

总结方法论,李熠认为,业务决策应交给团队,他们靠近一线,对市场的感知更敏锐,得放开手大胆试错;一旦战略上要下重注,则必须让管理者谨慎把控,和客户、业务团队反复讨论,达成共识。

基于图形学经验和数据的共享性,2019年,公司规划向垂直通用化平台演进,发布城市级全要素场景(All Element Scene,简称AES),融合视觉真实、物理模拟及自由交互等要素,用于赋能智慧城市、智慧交通、智能驾驶及地产建筑等各行业数字化升级。

“你可以理解为,AES就是我们发明和定义的数据格式。”李熠拿起手边的iPad,点开一张同心圆的圈层模型图进行解释:AES是场景,即所有产品的根基,位于核心;中间圈层是工具链,涵盖Cloud实时云渲染服务、SuperAPI场景调用中间件等工具和服务,统称为WDP开发者平台;最外层则是具体的行业产品与解决方案。

正式发布AES,51WORLD终于跨入第三阶段,从一家产品公司转型为平台公司,品牌名从“51VR”更名“51WORLD”。公司已累计完成近3亿元融资,投资方包括商汤科技、Star VC等。

“没改名之前,不了解的客户以为我们是做VR头显的,看到产品会说,‘哦你们如今是这样的公司’,这话我们听了数百次。”李熠告诉《21CBR》记者,从VR看房起步创业,这项业务收入占比已不到2%。

基础设施

建造一座数字孪生城市,需要哪些步骤?

李熠拆分了三个模块:首先,具备静态的城市信息、城市设施数据,比如楼、路、桥;其次,记录偏动态的轨迹数据,比如人、飞机等,能动的实体均有轨迹;再次,以传感器输送的业务数据,例如路侧设备、供水供电设施等。

“只有三个层面合而为一,才是真正的数字孪生世界。”李熠说。

51WORLD共划分L1-L5五个不同等级的全要素场景:L1是初仿真场景,快速自动生成城市网格;L2会还原城市建筑等更多细节;L3为高仿真场景,细节更真实完整,可看到动态车流、动态光影;L4属于超仿真场景,能呈现更多纹理细节,多用于模拟仿真及AI训练;最高级的L5全仿真,能实现与其他物理级传感器的融合,打通虚拟和真实世界的界限。

等级越高,精度越高,成本也越高,每个级别的价格差一倍左右,其中,L3级产品卖得最好,51WORLD技术打磨日益成熟,数字孪生环境的生成速度也越来越快。

以“上海市城市骨架数字孪生案例”来说,上海市拥有3750平方公里区域、超40万座楼宇及无数街道,导入标准的结构化数据,构建路网、地下管网、建筑、水域并实现L3精度级别,仅需不到12个小时。在普通PC机上,用户就能实时看到“上海”,进行选取建筑、搜索地点等操作。

这一L3级产品需求从诞生到实现,只用了两三周时间。

由二维跃升至三维,一个高仿真的虚拟环境,能做什么?

李熠表示,除了加强对物理环境的直观感受,更重要的是,进行数据仿真的模拟测试时,能得到精准反馈,决策更合理,“真实世界高成本、难实现的事情,可以在虚拟世界里低成本、快速地去实施”。

以11月即将发布的大规模动态人流仿真为例,场馆疏散、地铁通勤或交通路口的人车流通,都需模拟测试,预测人流行为。传统的演示方案,虚拟人物只能按照设定动作及路线进行机械运动,而在智能仿真方案里,智能体可实时决策,彼此能产生交互。

李熠指着屏幕中的虚拟人物解释说:“每个个体有独立的角色算法,比如一旦发现火灾,临近的门关了,他有自主意识,走另外的路,我们能看到高峰期的人流状况,辨别哪里会有拥堵,哪里可能有危险。”

他认为,数字孪生的价值,贯穿一个项目的全生命周期,从一张蓝图的规划、建设,到项目的推广、管理,再到事后的服务、效率复盘以及推演预测,虚拟仿真的需求广泛存在。只是,不同行业客户会有复杂的定制需求,比如无人驾驶的数据测试和决策周期就异常严谨。

51WORLD的定位很清楚,只做基础设施,不碰合作玩家的业务,甘当“配角”,李熠总结公司有“三不做”:不做原始数据采集,不做系统集成总包方案,不单独做垂直行业应用。客户采集提供数据,51WORLD只负责数据融合处理,垂直行业应用交给生态合作伙伴开发,“即使做100个行业,每个行业你都成不了专家,一定是合作伙伴最懂他所在行业”。

这一原则也映射到51WORLD的组织和人员架构。底层是通用技术平台,内部称为“研究院”;中间层的五个技术中台,距离应用更近一步,只是没有行业属性;最上层为应用层,关注客户需求,只配少数研发人员,可调用底层、中台的技术。

做减法的好处是集中人力资本,专注核心产品。李熠透露,公司没有一名员工驻场,50%是研发人员,研发成本占营收的约30%。

克隆图景

“我们发展路径最长的锚点,就是‘地球克隆计划’。”李熠说,他期望能实现电影《头号玩家》《黑客帝国》中的科幻图景。

从房屋样板间开始,延展到道路、小区,再扩展到园区和城市,51WORLD的数字孪生版图,由简到繁、由静到动,处理完基本的建筑、路桥后,团队正着手融入更复杂的元素。

“水、火、风、烟等元素,我们肯定会做,很多涉及流体力学、空气力学等,有技术难度,也取决于商业需求,顺时而动。”李熠告诉《21CBR》记者,考虑到暴雨洪涝的仿真模拟价值极大,市面鲜有相关产品,今年重点攻克水的动态仿真,智慧水务也是51WORLD的六大事业部之一。

基于融合的元素不断增加,51WORLD期望打造一个真实、完整且恒久的数字孪生世界,物理城市中的道路、建筑、水域、植被等一切对象,在数字孪生城市中一比一映射并实时动态同步,实现视觉模拟、数据运行状态的相互统一。

李煜怀有一个终极愿景:未来10年,实现整个地球的L5级全场景仿真精度,在数字化的层面上完整“克隆地球”。他预期,51WORLD也将受益于此,预言10年有机会做到千亿的营收规模。

新基建浪潮下,新型智慧城市的建设如火如荼,数字孪生技术恰是重要助力。2020年以来,李熠在一线明显感受到,市场热度有明显拉升。他用iPhone打了个比方:“去年我们感觉是iPhone3的状态,新锐的人才会使用,到今年进入iPhone4阶段,规模化普及开始了。”

目前,51WORLD已布局10个细分行业领域,客户和业务规模的年复合增长率保持超过100%,且处于盈利状态,服务的企业客户数量近1000家,大部分为头部公司。

公司行业扩张速度快,各行各业都需独立的定价标准,李熠在专访前连转开了好几个小时的会,专门讨论收费标准化、模块化问题,他希望拆分得更细,无论哪个行业的客户,购买基础平台、场景和工具都采用同一套等级标准,直接选购“套餐包”,付费决策逻辑更简单。

基于“基础设施提供商”的角色,51WORLD正尝试将客户转化为共赢伙伴,从销售产品、工具,转为数字孪生城市“底座”的合作运营商,站在客户角度,相当于投资一个虚拟的基础设施,大家可从相关的应用开发中获取收益。

这家雄心勃勃的公司,新的烦恼是产能交付压力太大,人员紧缺,“趁我们还有时间窗口,先把生态做大。”李熠说。