目前，中國(guó)的城市化水平已經(jīng)超過(guò)了60%，接近并超過(guò)發(fā)達(dá)國(guó)家75%的城市化率只是時(shí)間問(wèn)題。城市管理的技術(shù)和手段亟待提高，智慧城市建設(shè)方興未艾，數(shù)字孿生城市的概念已進(jìn)入大眾的視野，且已納入了各個(gè)國(guó)家的發(fā)展規(guī)劃。發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)有數(shù)字孿生城市建設(shè)的成功案例，該技術(shù)將在未來(lái)的城市發(fā)展、城市管理上發(fā)揮關(guān)鍵的作用，給我們帶來(lái)全方位的深刻變化。
我國(guó)數(shù)字孿生城市最早興起于2017年，從被提出后熱度不斷上升?！吨腥A人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中明確提出“完善城市信息模型平臺(tái)和運(yùn)行管理服務(wù)平臺(tái)，構(gòu)建城市數(shù)據(jù)資源體系，推進(jìn)城市數(shù)據(jù)大腦建設(shè)。探索建設(shè)數(shù)字孿生城市。”數(shù)字孿生城市是智慧城市下一階段建設(shè)的起點(diǎn)，也是未來(lái)智慧城市發(fā)展的愿景。數(shù)字孿生城市基于智慧城市建設(shè)積累的數(shù)字化基礎(chǔ)，搭建城市數(shù)據(jù)模型，利用數(shù)字孿生技術(shù)為城市進(jìn)行數(shù)字化還原和仿真，實(shí)現(xiàn)物理城市與數(shù)字城市之間虛實(shí)映射和實(shí)時(shí)交互，增強(qiáng)城市系統(tǒng)性的自適應(yīng)能力，提升城市可持續(xù)發(fā)展能力。
一、數(shù)字孿生城市的建設(shè)背景
隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程持續(xù)加快，城市逐漸成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要載體與核心引擎，智慧城市建設(shè)數(shù)量快速增加，服務(wù)內(nèi)容越發(fā)廣泛，發(fā)展規(guī)模不斷壯大，建設(shè)成效顯著提升，并成為推進(jìn)城市高質(zhì)量發(fā)展的重要途徑，也是現(xiàn)階段建設(shè)數(shù)字中國(guó)的核心載體。在數(shù)字中國(guó)戰(zhàn)略持續(xù)深入實(shí)施的背景下，城市建設(shè)將深化數(shù)字與城市融合，持續(xù)推動(dòng)新型基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與布局，創(chuàng)新數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展活力，加快數(shù)字應(yīng)用場(chǎng)景創(chuàng)新和服務(wù)創(chuàng)新，加速數(shù)字孿生技術(shù)在智慧城市建設(shè)中發(fā)揮的重要驅(qū)動(dòng)力。
數(shù)字孿生技術(shù)以建模、數(shù)據(jù)采集、分析預(yù)測(cè)、虛擬仿真等技術(shù)為基礎(chǔ)，并與人工智能、5G、邊緣計(jì)算、區(qū)塊鏈等前沿技術(shù)深度融合，進(jìn)而打造了物理維度上的實(shí)體世界和信息維度上的數(shù)字世界同生共存、虛實(shí)交融的格局，數(shù)字孿生技術(shù)是新一代數(shù)字浪潮下數(shù)字科技集成創(chuàng)新與應(yīng)用的典型代表。數(shù)字孿生技術(shù)因?yàn)榫哂袑?shí)時(shí)性、可視化、保真性、可擴(kuò)展性、互操作性等優(yōu)勢(shì)，可以廣泛應(yīng)用于各類城市運(yùn)行場(chǎng)景。隨著數(shù)字孿生技術(shù)的不斷成熟，其在城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的應(yīng)用將不斷擴(kuò)展和深化，未來(lái)數(shù)字孿生技術(shù)在智慧城市中的作用將更加突出和重要。
二、數(shù)字孿生城市建設(shè)的基本情況
從發(fā)展脈絡(luò)來(lái)看，數(shù)字孿生城市建設(shè)將成為以物理城市為基底，數(shù)字科技革命浪潮下的必然產(chǎn)物。在數(shù)字孿生世界中，數(shù)字城市是物理城市場(chǎng)景的衍生品，與物理城市融合共創(chuàng)，并最終實(shí)現(xiàn)價(jià)值再造。從目前我國(guó)各地區(qū)數(shù)字孿生城市建設(shè)內(nèi)容來(lái)看，一般包含打造全域城市智能感知體系、萬(wàn)物互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用體系、全域全量數(shù)據(jù)資源體系、三維實(shí)景建模與城市智能模型(CIM)、先進(jìn)高效算力體系、智能運(yùn)維與AI決策等內(nèi)容。同時(shí)，數(shù)字孿生城市建設(shè)搭建了基于數(shù)字技術(shù)形成的數(shù)字城市底座，為開(kāi)展一系列場(chǎng)景化應(yīng)用打造基礎(chǔ)。例如，將數(shù)字孿生應(yīng)用在城市防災(zāi)減災(zāi)中，通過(guò)打造對(duì)自然資源和基礎(chǔ)設(shè)施的智能感知、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)和運(yùn)行態(tài)勢(shì)研判、多維度可視分析等功能，進(jìn)而有效提升水利、城管、應(yīng)急等部門的業(yè)務(wù)處理能力，并有效提升城市內(nèi)跨部門決策和資源協(xié)調(diào)效率。
2022年，我國(guó)數(shù)字孿生城市市場(chǎng)規(guī)模為55.7億元，數(shù)字孿生城市建設(shè)進(jìn)入快車道。從數(shù)字孿生市場(chǎng)上的應(yīng)用領(lǐng)域看，數(shù)字孿生技術(shù)在智慧水利、智慧能源、城市綜合管理、智能制造、智慧應(yīng)急、教育教學(xué)、智慧環(huán)保等領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)展了廣泛應(yīng)用。未來(lái)，隨著數(shù)字孿生技術(shù)的不斷發(fā)展和演進(jìn)，城市數(shù)據(jù)采集和迭代能力不斷完善，CIM、地理信息、數(shù)據(jù)建模與仿真等技術(shù)不斷成熟和融合應(yīng)用，數(shù)字孿生應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。預(yù)計(jì)到2023年，我國(guó)數(shù)字孿生城市市場(chǎng)規(guī)模將突破100億元。
三、數(shù)字孿生城市建設(shè)的價(jià)值與存在的問(wèn)題
數(shù)字孿生城市將成為智慧城市建設(shè)的重要驅(qū)動(dòng)力，并在智慧城市發(fā)展過(guò)程中扮演重要角色。數(shù)字孿生技術(shù)作為大數(shù)據(jù)、人工智能、地理信息等多種新技術(shù)集成的最典型代表，以其技術(shù)的獨(dú)特性與綜合性賦能智慧城市建設(shè)，不僅有助于解決復(fù)雜城市問(wèn)題，更助力實(shí)現(xiàn)城市發(fā)展的高效、可持續(xù)和智能化。
一是，數(shù)字孿生城市深度挖掘城市數(shù)據(jù)價(jià)值。數(shù)據(jù)是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代最活躍、最核心的生產(chǎn)要素，蘊(yùn)含著巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。數(shù)字孿生城市建設(shè)關(guān)注城市數(shù)據(jù)資源的生產(chǎn)、積累、應(yīng)用和更新，數(shù)字世界構(gòu)筑的關(guān)鍵是全面整合城市中的各類感知數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新也成為了數(shù)字孿生城市建設(shè)的關(guān)鍵。
二是，數(shù)字孿生城市建設(shè)加速提升城市治理水平和效能。隨著城市規(guī)模不斷擴(kuò)大、運(yùn)行越發(fā)復(fù)雜、資源流動(dòng)性日益增強(qiáng)，數(shù)字孿生城市更加注重利用數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)城市運(yùn)行和發(fā)展的全方位監(jiān)測(cè)與治理，從服務(wù)城市管理和發(fā)展的角度提高城市運(yùn)行效率和治理水平。
三是，數(shù)字孿生城市賦能城市千行百業(yè)服務(wù)優(yōu)化。數(shù)字孿生城市建設(shè)核心是要深度挖掘城市全域數(shù)據(jù)價(jià)值，通過(guò)有效調(diào)配公共資源，賦能城市高質(zhì)量發(fā)展。基于數(shù)據(jù)價(jià)值的深度挖掘，數(shù)字孿生城市實(shí)現(xiàn)了基于互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)協(xié)同，以數(shù)字化提升城市千行百業(yè)的管理效率和服務(wù)質(zhì)量，加速城市內(nèi)行業(yè)間的融合與貫通。
目前，我國(guó)數(shù)字孿生技術(shù)在城市數(shù)字化中的應(yīng)用尚處于初期階段，在政策推動(dòng)和理念推廣下，很多城市和政府也都提出了建設(shè)數(shù)字孿生城市的目標(biāo)。但從實(shí)際建設(shè)情況來(lái)看，數(shù)字孿生技術(shù)尚處于高速迭代階段，其在數(shù)字城市應(yīng)用中尚未建立完整的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系。
一是數(shù)字孿生城市的建設(shè)基礎(chǔ)需要全要素?cái)?shù)據(jù)支撐，投資大、成本高。數(shù)字孿生城市建設(shè)的關(guān)鍵是采集并動(dòng)態(tài)更新城市全生命周期全要素相關(guān)數(shù)據(jù)，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)融合，如信息物理虛實(shí)融合、多源異構(gòu)融合等。一方面，在數(shù)字城市范圍要構(gòu)建多維、多尺度的虛擬城市模型需大量數(shù)據(jù)，城市需要廣泛布局傳感器并進(jìn)行海量數(shù)據(jù)采集，不僅投資大、采集難度高，并且在采集后進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)注和清洗處理等方面也具有極大的挑戰(zhàn)；另一方面，對(duì)于虛擬城市的維護(hù)需要實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)且連續(xù)不斷地更新數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)更新和維護(hù)成本高。
二是數(shù)字孿生城市建設(shè)需要解決信息資源共享、整合和跨部門利用難題。數(shù)字孿生城市建設(shè)中最難解決的仍是信息資源共享、整合、有效利用和跨部門業(yè)務(wù)協(xié)同的問(wèn)題。數(shù)字孿生城市需要建設(shè)城市信息模型(CIM)，圍繞城市全域數(shù)據(jù)開(kāi)展端到端的管理運(yùn)營(yíng)，通過(guò)構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)資源體系、數(shù)據(jù)應(yīng)用管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)信息資源的共享、整合、有效利用和跨部門業(yè)務(wù)協(xié)同。
三是如何利用智慧城市建設(shè)積累的成果賦能數(shù)字孿生城市建設(shè)提速，避免重復(fù)投資，成為數(shù)字孿生城市建設(shè)突破的難點(diǎn)。
在國(guó)家政策推進(jìn)下，各地城市物聯(lián)感知、視頻一體化、算力一體化、CIM三維模型一體化、數(shù)字資源等已建功能性平臺(tái)趨于完備，已經(jīng)完成條線層面的統(tǒng)籌集約建設(shè)。與此同時(shí)，在數(shù)字化改革、數(shù)字化整體轉(zhuǎn)型要求下，一網(wǎng)統(tǒng)管、一網(wǎng)通辦等需求推動(dòng)下，各類平臺(tái)正加速融合性發(fā)展，形成城市級(jí)數(shù)字孿生底座平臺(tái)。部分地區(qū)先行先試，已采取規(guī)建模式、大數(shù)據(jù)模式、新城新區(qū)模式等牽頭機(jī)制開(kāi)展城市數(shù)字孿生底座平臺(tái)建設(shè)，但仍面臨只能看不能用的問(wèn)題，急需打造能力集成、生態(tài)開(kāi)放的城市數(shù)字孿生底座平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展、低代碼、積木式的服務(wù)化供給方式。
四、城市數(shù)字孿生底座平臺(tái)建設(shè)現(xiàn)狀
城市各類功能性平臺(tái)初步實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌一體化建設(shè)。近年來(lái)，各級(jí)政府部門圍繞物聯(lián)感知、視頻、CIM、數(shù)據(jù)資源、算力、政務(wù)服務(wù)事項(xiàng)、一網(wǎng)統(tǒng)管等主題，明確牽頭責(zé)任主體，開(kāi)展統(tǒng)籌一體化建設(shè)，取得顯著成效。
物聯(lián)感知平臺(tái)為城市全要素?cái)?shù)字化虛擬化夯實(shí)基礎(chǔ)，截至2023年10月，我國(guó)已經(jīng)有超過(guò)100個(gè)地級(jí)市發(fā)布城市級(jí)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)任務(wù)，其中北京、上海、廣州、深圳等特大城市較早開(kāi)展該項(xiàng)工作。視頻一體化平臺(tái)為實(shí)景孿生、智能發(fā)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)，在“雪亮工程“推動(dòng)下，全國(guó)45個(gè)示范城市（區(qū)）重點(diǎn)公共區(qū)域視頻覆蓋率達(dá)到96%，基本達(dá)到“全域覆蓋、全網(wǎng)共享、全時(shí)可用、全程可控”的“視頻感知一張網(wǎng)”。
CIM平臺(tái)與實(shí)景三維平臺(tái)成效顯著，有力支撐數(shù)字孿生可視呈現(xiàn)，據(jù)全國(guó)招投標(biāo)統(tǒng)計(jì)，從2018年至2022年CIM平臺(tái)相關(guān)招標(biāo)量增長(zhǎng)率超過(guò)了200%。數(shù)據(jù)資源開(kāi)放共享需求推動(dòng)下，數(shù)據(jù)資源一體化建設(shè)形成普遍共識(shí)，截至2023年初，國(guó)務(wù)院所屬53個(gè)委部局、31個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)均建設(shè)一體化數(shù)據(jù)資源平臺(tái)。
算力一體化平臺(tái)推動(dòng)算力資源從分散建設(shè)到統(tǒng)一管理，截至2022年底，全國(guó)超過(guò)70%的地級(jí)市建設(shè)了政務(wù)云平臺(tái)。城市一網(wǎng)通辦、一網(wǎng)統(tǒng)管等治理平臺(tái)創(chuàng)新實(shí)踐逐步深化。
五、城市數(shù)字孿生底座平臺(tái)建設(shè)存在的不足
現(xiàn)有平臺(tái)功能單一，難以支撐跨部門復(fù)雜業(yè)務(wù)，平臺(tái)趨向融合發(fā)展。隨著智慧城市、數(shù)字孿生城市建設(shè)深入，城市業(yè)務(wù)需求復(fù)雜多變，城市現(xiàn)有功能性平臺(tái)瓶頸日趨明顯。
物聯(lián)感知、視頻資源等平臺(tái)為數(shù)字孿生城市提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)供給仍以“流數(shù)據(jù)”形式服務(wù)，數(shù)據(jù)二次加工、智能分析等能力還未釋放。
CIM平臺(tái)、實(shí)景三維平臺(tái)等逐漸構(gòu)建起城市數(shù)字底板，提供統(tǒng)一的空間定位框架，但由于缺乏動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)融合，“CIM+應(yīng)用”主要集中在城市規(guī)劃、建設(shè)、對(duì)象管理等領(lǐng)域，實(shí)景三維平臺(tái)應(yīng)用主要集中自然資源管理，城市復(fù)雜系統(tǒng)分析、仿真推演等深層次應(yīng)用需求難以滿足。
城市大數(shù)據(jù)中臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)城市數(shù)據(jù)資源統(tǒng)一歸集、統(tǒng)一治理、統(tǒng)一服務(wù)，但平臺(tái)功能主要聚焦在結(jié)構(gòu)化政務(wù)運(yùn)行數(shù)據(jù)上，數(shù)據(jù)融合不夠，數(shù)據(jù)類型不多。
基于以上原因，地方政府加快開(kāi)展平臺(tái)融合互通，打造城市數(shù)字孿生底座平臺(tái)，滿足兩大需求：
一是統(tǒng)一共性數(shù)據(jù)來(lái)源，解決不同平臺(tái)數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題，如城市三維數(shù)據(jù)底板使用哪個(gè)平臺(tái)為基準(zhǔn)。
二是了解全維度數(shù)據(jù)，支撐全面性分析，如針對(duì)交通路口，既要了解實(shí)時(shí)流量，也要了解路口三維框架，還要了解信號(hào)燈調(diào)控情況等，有利于實(shí)現(xiàn)交通綜合決策。
六、城市數(shù)字孿生底座平臺(tái)建設(shè)趨勢(shì)
模塊化設(shè)計(jì)，構(gòu)建“功能組件庫(kù)”。組件化是一種可選擇的軟件開(kāi)發(fā)模式，可將現(xiàn)有GIS、BM、可視化渲染、仿真、IOT等基礎(chǔ)引擎，以及AI、仿真、大模型等能力，在城市統(tǒng)一的數(shù)字孿生體數(shù)據(jù)格式、實(shí)體數(shù)據(jù)表達(dá)結(jié)構(gòu)上，拆解為不同功能或模塊劃分為獨(dú)立的組件，通過(guò)API等接口進(jìn)行連接，形成一個(gè)靈活、可擴(kuò)展的“功能組件”庫(kù)，為上層應(yīng)用按需調(diào)用。
這些組件還可以分別進(jìn)行開(kāi)發(fā)、測(cè)試和維護(hù)，從而提高整個(gè)平臺(tái)的可維護(hù)性、可擴(kuò)展性、開(kāi)發(fā)效率和靈活性。組件類型包括基于標(biāo)識(shí)屬性建設(shè)數(shù)字資產(chǎn)管理能力組件；基于幾何屬性構(gòu)建孿生體幾何模型能力組件；基于時(shí)空屬性構(gòu)建時(shí)空分析能力組件；基于狀態(tài)屬性構(gòu)建IOT物聯(lián)能力組件等。
低代碼、積木式搭建城市數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景成為可能?；诘鬃脚_(tái)能力，構(gòu)建數(shù)字孿生低代碼開(kāi)發(fā)中心，以組件化、低代碼、配置式支持應(yīng)用場(chǎng)景建設(shè)。
面向政府或企業(yè)內(nèi)部的城市數(shù)字孿生底座平臺(tái)，可在平臺(tái)里建立低代碼開(kāi)發(fā)中心，提供數(shù)字孿生體資產(chǎn)的自由編排、數(shù)據(jù)自動(dòng)導(dǎo)入、實(shí)體關(guān)系關(guān)聯(lián)以及業(yè)務(wù)掛接等低代碼服務(wù)能力，支持開(kāi)發(fā)者快速配置定制簡(jiǎn)單業(yè)務(wù)場(chǎng)景。
面向外部企業(yè)和個(gè)人，可在公共開(kāi)放平臺(tái)中建設(shè)城市數(shù)字孿生低代碼開(kāi)發(fā)中心，對(duì)外開(kāi)放脫敏的數(shù)據(jù)服務(wù)、組件服務(wù)。開(kāi)發(fā)者中心將整合豐富的開(kāi)發(fā)接口或開(kāi)發(fā)工具包及開(kāi)發(fā)指南等說(shuō)明文檔，提供WEB開(kāi)發(fā)、APP開(kāi)發(fā)、各類API服務(wù)、文檔參考、開(kāi)發(fā)工具下載等功能，支撐應(yīng)用場(chǎng)景的開(kāi)發(fā)和建設(shè)使用。
七、城市數(shù)字孿生底座平臺(tái)建設(shè)作用
數(shù)字孿生城市建設(shè)成為有效促進(jìn)治理能力現(xiàn)代化的重要手段，降本增效成果顯著。依托精準(zhǔn)映射、虛實(shí)交互、模擬仿真、智能干預(yù)等功能特性，數(shù)字孿生既能解決城市規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理、服務(wù)閉環(huán)過(guò)程中的復(fù)雜性和不確定性問(wèn)題，還能驅(qū)動(dòng)城市治理模式、服務(wù)模式、運(yùn)營(yíng)模式快速變革，同時(shí)促進(jìn)城市生產(chǎn)協(xié)同高效、數(shù)字生活便捷包容、生態(tài)環(huán)境綠色低碳，助力城市可持續(xù)發(fā)展。降本增效方面，如雄安新區(qū)建設(shè)基于數(shù)字孿生的數(shù)字道路智能化項(xiàng)目，有效避免路側(cè)設(shè)備多部門重復(fù)建設(shè)，建設(shè)成本降低30%。預(yù)測(cè)決策方面，如濟(jì)寧南四湖二級(jí)壩利用數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)流域預(yù)報(bào)精度提高10%以上。
數(shù)字孿生城市成為培育產(chǎn)業(yè)新賽道的重要引擎，能夠提振傳統(tǒng)生態(tài)，培育創(chuàng)新業(yè)態(tài)。數(shù)字孿生城市有效匯聚了地理信息系統(tǒng)（GIS）、建筑信息模型（BIM）、各類實(shí)體對(duì)象、物聯(lián)狀態(tài)感知、業(yè)務(wù)流程等多類型數(shù)據(jù)，是涉及標(biāo)識(shí)、感知、孿生建模、可視化渲染、仿真推演、虛實(shí)交互等多環(huán)節(jié)、多學(xué)科的技術(shù)創(chuàng)新簇群，覆蓋上游基礎(chǔ)設(shè)施、中游平臺(tái)技術(shù)、下游生態(tài)應(yīng)用等產(chǎn)業(yè)鏈條，應(yīng)用范圍廣，產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)性強(qiáng)，將有力推動(dòng)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。根據(jù)MarketsandMarkets報(bào)告，預(yù)計(jì)到2028年,全球數(shù)字孿生市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至1101億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）達(dá)到61.3%。長(zhǎng)期來(lái)看，產(chǎn)品、裝備、產(chǎn)線、工廠、建筑、道路都可以構(gòu)建數(shù)字孿生模型，具備豐富語(yǔ)義信息，尤其是政府管理的、高價(jià)值的公共數(shù)據(jù)，“單體化”的組織方式有利于形成獨(dú)立的便于流通的新型數(shù)字資產(chǎn)，有助于改善數(shù)據(jù)難運(yùn)營(yíng)困境。
隨著AI大模型快速發(fā)展，城市數(shù)字孿生體將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化構(gòu)建，并持續(xù)迭代豐富其屬性內(nèi)涵，城市所有業(yè)務(wù)場(chǎng)景均可轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化算法模型，城市加快從傳統(tǒng)的物理實(shí)體轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜而智能的數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)，將具有更高的自主性、智能化和自適應(yīng)。未來(lái)，將形成數(shù)字孿生城市3.0，即數(shù)字城市將具備所有現(xiàn)實(shí)世界的運(yùn)行規(guī)則和社會(huì)關(guān)系，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生長(zhǎng)、自行決策、虛實(shí)共生，所有公眾均具備“數(shù)字市民身份”，可通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備進(jìn)入數(shù)字城市，實(shí)現(xiàn)沉浸式體驗(yàn)，達(dá)到機(jī)器智能和人的智慧高度協(xié)同的高級(jí)狀態(tài)。
八、智慧城市數(shù)字孿生底座建設(shè)
數(shù)字孿生城市通過(guò)對(duì)城市設(shè)備設(shè)施、運(yùn)行動(dòng)態(tài)、人口、經(jīng)濟(jì)、民生、政務(wù)等全要素的數(shù)字化和虛擬化，打造一個(gè)在數(shù)字世界運(yùn)行，并與現(xiàn)實(shí)世界城市運(yùn)行完全一致的“孿生城市”，借助智能大屏、城市儀表盤、領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙、數(shù)字沙盤、立體投影等形式，實(shí)現(xiàn)城市狀態(tài)的實(shí)時(shí)化和可視化，有利于城市管理的決策協(xié)同化和智能化。
數(shù)字孿生城市底座，是服務(wù)于數(shù)字孿生城市建設(shè)，支持?jǐn)?shù)字孿生城市各類數(shù)據(jù)和應(yīng)用服務(wù)的核心能力平臺(tái)。數(shù)字孿生城市底座從數(shù)據(jù)融合一體化、平臺(tái)服務(wù)一體化、分析決策一體化和協(xié)同指揮一體化四個(gè)方面為數(shù)字孿生城市建設(shè)提供數(shù)據(jù)融合供給、全要素?cái)?shù)字化表達(dá)、可視化呈現(xiàn)、物聯(lián)感知操控、空間分析計(jì)算、虛實(shí)融合互動(dòng)、模擬仿真推演、自學(xué)習(xí)自優(yōu)化、眾創(chuàng)擴(kuò)展等能力。
數(shù)字孿生城市底座通過(guò)數(shù)據(jù)融合，改變?cè)兄腔鄢鞘袛?shù)據(jù)的石墨層級(jí)結(jié)構(gòu)為立體且相互關(guān)聯(lián)的鉆石結(jié)構(gòu)，提升了數(shù)據(jù)維度，使數(shù)據(jù)組織方式更接近現(xiàn)實(shí)世界，結(jié)合平臺(tái)提供的分析、仿真、預(yù)測(cè)等技術(shù)能力，能夠?qū)崿F(xiàn)深度挖掘數(shù)據(jù)潛力，釋放數(shù)字孿生價(jià)值。
依托數(shù)字孿生城市底座可有效賦能包括城市治理、城市安全、城市應(yīng)急、水利水務(wù)等應(yīng)用場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)孿生城市與物理城市同步規(guī)劃、同步建設(shè)、同步運(yùn)行，以未來(lái)視角智能干預(yù)城市原有發(fā)展軌跡和運(yùn)行，進(jìn)而指引和優(yōu)化實(shí)體城市的規(guī)劃、管理，改善市民服務(wù)供給，賦予城市生活“智慧”。
數(shù)據(jù)融合一體化：匯聚多源時(shí)空信息，建立數(shù)模語(yǔ)義映射和數(shù)據(jù)深度融合機(jī)制，實(shí)現(xiàn)自然與城市融合、GIS與BIM融合、室外與室內(nèi)融合、地上與地下融合、現(xiàn)實(shí)與數(shù)字融合、時(shí)序與空間融合，并通過(guò)數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)按需組裝能力構(gòu)建跨域場(chǎng)景模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)持續(xù)更新和共享公用。
平臺(tái)服務(wù)一體化：建立人機(jī)共享、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、按需表達(dá)、分布式計(jì)算等能力體系，整合數(shù)字孿生城市系統(tǒng)中繁多的中臺(tái)能力和算力，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)間的協(xié)作通信、數(shù)據(jù)共享交換，為城市管理和城市治理提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)服務(wù)、統(tǒng)一平臺(tái)服務(wù)、統(tǒng)一門戶管理以及統(tǒng)一應(yīng)用管理。
分析決策一體化：數(shù)字孿生城市底座提供豐富的底層算法和仿真模型，綜合運(yùn)用數(shù)據(jù)、算力、算法，分析城市運(yùn)行數(shù)據(jù)、仿真城市運(yùn)行發(fā)展、推演預(yù)測(cè)城市運(yùn)行發(fā)展態(tài)勢(shì)和結(jié)果，從而為城市智慧化運(yùn)行、政務(wù)服務(wù)、商業(yè)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)招商、城市管理等業(yè)務(wù)應(yīng)用提供智能化分析決策支持能力。
協(xié)同指揮一體化：數(shù)字孿生城市底座具有統(tǒng)一平臺(tái)、統(tǒng)一通信、統(tǒng)一部署、統(tǒng)一指揮、統(tǒng)一調(diào)度能力，使城市管理部門及時(shí)掌握城市運(yùn)行動(dòng)態(tài)和態(tài)勢(shì)，及時(shí)感知風(fēng)險(xiǎn)和隱患，實(shí)現(xiàn)城市管理、城市治理、城市安全和生態(tài)環(huán)保等領(lǐng)域的多個(gè)部門信息共享、意見(jiàn)互通、決策一致、協(xié)同指揮，以及各類資源一體化調(diào)度。
2024年10月25日
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