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2-以数字孪生城市推动新型智慧城市建设1114高艳丽.pdf

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资源描述

1、以数字孪生城市推动新型智慧城市建设2019年11月14日关于数字孪生城市研究关于数字孪生城市研究2018年:中国信通院联合业界发布,全面阐释数字孪生城市的概念、发展理念、内涵特征和总体架构等2019年:中国信通院再次牵头,联合业界发布,聚焦数字孪生城市建设要素之核心平台、关键技术和典型场景,旨在细化技术方案,推进数字孪生城市落地实施智能雄安:拉开数字孪生城市序幕u世界眼光、国际标准、中国特色、高点定位u探索城市发展新路径新模式,打造全球智能城市标杆u与物理城市同步规划同步建设数字城市,在虚拟世界仿真,在物理世界执行打造具有深度学习能力、全球领先的数字城市数字孪生城市概念数字孪生城市概念内涵内涵

2、数字孪生城市是建设新型智慧城市的一条新兴技术路径,是城市智能化、运营可持续化的前沿先进模式,也是一个吸引高端智力资源共同参与,从局部应用到全局优化,持续迭代更新的城市级创新平台。在网络数字空间,再造一个与现实物理城市匹配对应的数字城市,通过构建物理城市与数字城市一一对应、协同交互、智能操控的复杂系统,使其与物理城市平行运转,通过虚拟服务现实,数据驱动治理,智能定义一切等运行机制,实现城市全要素数字化和虚拟化、全状态实时化和可视化、城市运行管理协同化智能化,形成物理维度上的实体世界和信息维度上的虚拟世界同生共存、虚实交融的智慧城市发展新模式。通过模拟、监控、诊断、预测和控制,解决城市规划、设计、

3、建设、管理、服务的复杂性和不确定性问题。数字孪生城市概念数字孪生城市概念内涵内涵目 录数字孪生城市发展概况1数字孪生城市总体架构与核心平台2数字孪生城市关键技术要素3数字孪生城市典型应用场景4数字孪生城市未来发展展望5理念引领,各地纷纷提出建设数字孪生城市理念引领,各地纷纷提出建设数字孪生城市p 雄安新区率先推进数字孪生城市建设新区推进BIM管理平台建设,探索以数字城市预建、预判、预防支撑现实城市高质量发展的模式,打造展现多维城市空间的数字平台。平台将建立不同阶段的城市空间信息模型和循环迭代规则,采取GIS和BIM融合的数字技术记录新区每一个瞬间,结合5G、物联网、人工智能等新型技术,逐步建成

4、一个与实体城市完全镜像的虚拟世界。p 全国各地抢抓先机开展数字孪生城市规划和建设p 贵阳市提出从花果园超大型社区治理、数博大道等小型城市生态系统入手打造数字孪生城市。p 南京江北新区着力推动城市发展向智能化高级形态迈进,提出力争到2025年率先建成“全国数字孪生第一城”。p 浙江省发布未来社区建设试点实施方案,制定“未来社区”九大场景,提出构建现实和数字孪生社区要求。p 舟山市、西咸新区、重庆市、长三角一体化示范区等地纷纷采用数字孪生城市的建设理念和模式,先后制定顶层设计和规划,以数字孪生城市为导向推进新型智慧城市建设产业响应,各类企业抢抓商机激活产业响应,各类企业抢抓商机激活ICT产业链产业

5、链p数字孪生城市正在激活庞大的信息技术产业链p传统智慧城市厂商顺势而为推出数字孪生城市解决方案p空间信息企业纷纷入局,成为数字孪生城市建设中坚力量学术机构:开展“数字孪生”专题研讨,探索数字孪生技术对于城市治理、工业制造等领域的应用和价值科技公司:以BIM、CIM、VR/AR、AI等先进技术为主攻方向,研发方案。新型测绘地理信息物联感知三维建模图像渲染虚拟现实仿真推演深度学习智能控制数字孪生城市相关技术科大讯飞打造“城市超脑”,汇聚时间与空间数据,运用AI算法对城市运行进行即时分析和仿真建模,促进物理城市资源最优化软通动力与华为合作,发布支持数字孪生城市的APaaS平台,为多场景提供API服务

6、,涵盖交通、环保、安全等领域。阿里巴巴联合千方科技、银江股份、浙大中控、海康威视等,基于阿里云平台,共同打造数字孪生城市大脑。紫光云集成数字孪生底座,推出“1+4+N”智慧城市应用体系。超图推出新一代三维GIS技术体系,支持倾斜摄影、激光点云、BIM多源异构数据,推出S3M数据规范标准,突破大规模三维数据传输和解析的技术瓶颈。泰瑞发布SmartEarth实景世界云平台,利用结构化语义模型整合了BIMCAD和地理测绘等技术,高效自动地构建城市信息模型。51VR能够快速自动化构建大规模数字孪生城市模型,复原城市每个细节,并进行大场景动态实时渲染,实现城市运营管理的可视化和精细化。资本助力,数字孪生

7、城市板块崛起市场倍受关注资本助力,数字孪生城市板块崛起市场倍受关注p 智慧城市相关投资持续保持高速稳定增长p 数字孪生相关企业获得资本青睐,斩获融资中国智慧城市技术相关投资在2016-2021年间将保持年复合增长率19.3%的稳定增长。2018年中国智慧城市技术相关投资达208亿美元,相比2017年的173亿美元增长了20.2%,成为全球第二大的智慧城市技术相关支出市场(仅次于美国)。n数字孪生城市,为新型智慧城市建设注入了新的活力,不仅带动了相关产业的技术研发投入。n数字孪生城市,可作为新型基础设施,带动地方政府对于智慧城市的建设投资。p国际上,英国虚拟仿真初创公司Improbable完成了

8、5.02亿美元的B轮融资,由软银国际领投,公司估值突破10亿美金。该公司基于Google的计算平台,构建一个基于蜂窝云服务的“超级虚拟世界”p我国2019年以来,以数字孪生为概念的多只股票出现涨停,数字孪生城市价值被资本市场初步认同。资本巨头积极投资数字孪生相关企业,如,阿里巴巴入股银江股份,超图公司获得中国人寿与光大银行的定向增发融资。51VR完成B轮2.1亿元融资,泰瑞数创获得启迪金控和中信建投等机构过亿元投资。场景先行,数字孪生部分应用先行先试初显成效场景先行,数字孪生部分应用先行先试初显成效p数字孪生技术重新定义智慧园区在华为和51VR联合研发数字孪生的深圳坂田园区及东莞松山湖园区,通

9、过实时接入IOT设备、资产、能源、设施及环境等信息,建立实时同步的数字孪生园区场景,实现园区运营可视分析、园区业务闭环联动、园区决策仿真模拟以及园区数据的全量集成,开创数字孪生园区新模式p大型工业生产制造数字孪生风行p数字孪生在医疗领域获得突破进展p数字孪生提升智能驾驶试验精度通过对高成本高复杂性大型设备产品进行设计、生产、装配全流程的模拟仿真,实现对设备产品的远程监控和预测性维护。西门子:产品/生产工艺流程/设备“数字化双胞胎”通过采集激光点云数据,建立高精度地图,构建自动驾驶数字孪生模型,完成厘米级道路还原,大幅提升训练效率和安全度通过对身体器官、血液循环、神经系统、肌体骨骼、心率脉搏等进

10、行“镜像映射”,建立人体的数字孪生体,通过人体标准数据库,记录人体每个细节特征,进行人体健康的实时动态管理。目 录数字孪生城市发展概况1数字孪生城市总体架构与核心平台2数字孪生城市关键技术要素3数字孪生城市典型应用场景4数字孪生城市未来发展展望5数字孪生城市总体架构数字孪生城市总体架构 数字孪生城市并没有脱离智慧城市的总体架构布局,由新型基础设施、智能运行中枢、智慧应用体系三大横向层,以及城市安全防线和标准规范两大纵向层构成。(一)城域物联感知平台,对城市感知体系和智能化设施进行统一接入、设备管理和反向操控;(二)城市大数据平台,汇聚全域全量政务和社会数据,与城市信息模型平台整合,作为数据驱动

11、治理模式的强大基础;(三)城市信息模型平台,与城市大数据平台融合,成为城市的数字底座,是数字孪生城市精准映射虚实互动的核心;(四)应用支撑赋能平台,汇聚AI、大数据等新技术能力,场景模拟、仿真推演等模型能力,以及共性应用组件支撑能力。四大核心平台均延续和丰富传统智慧城市平台功能智能中枢是数字孪生城市能力中台,也是城市大脑城域物联感知平台城域物联感知平台城域物联感知平台是终端设备与智能应用之间的纽带,是数字孪生城市的基础性平台城域物联感知平台的核心功能主要包括接入管理、数据管理、设备管理等三部分城域物联感知平台温度 压力 震动 视频 噪声 电压接入 采集管理 应用中间面向设备开发者、业务管理者、

12、运维服务者提供设备管理、用户管理、基础数据处理、远程运维等服务向下接入感知设备终端,兼容适配底层各类协议接口,实现感知数据的统一接入和汇聚向上为应用开发者提供数据支撑,用于开发各类物联网创新应用和行业解决方案智慧安防 智能交通 智慧照明 智慧社区 社会治理设备管理数据管理接入管理通用协议适配、SDK接口适配、协议模型适配、插件适配等数据解析、数据分析、数据统计、数据调用等远程运维管理、用户管理、事件告警、反向控制等城市大数据平台城市大数据平台数字孪生城市的大数据平台以BIM数据为骨架,整合城市规划、建设、管理等数据,不断融入物联网感知数据、位置数据、运行数据以及政务系统、行业系统数据,保证城市

13、数据实时性,展示城市真实运行状态,成为数据驱动治理模式的强大基础。与传统智慧城市相比,数字孪生城市的大数据资源体系具备三大特征:从政务信息资源到城市大数据的转变与物理世界动态连续映射从封闭割裂到有机整体的跨越基础数据融合处理的四大步骤:识别标识关联知识图谱对外提供四类数据服务:基础数据空间数据业务数据专题数据目前,部分地区提出建设城市级大数据平台,但内涵与数字孪生城市数据平台仍存在较大差距。城市信息模型平台城市信息模型平台 实时映射的城市信息模型平台是数字孪生城市建设的核心,是刻画城市细节、呈现城市趋势、推演未来趋势的综合信息载体。核心功能主要由模型数据源采集、模型平台构建、数据呈现与模型渲染

14、三部分组成。采集方法:三维建模软件、三维激光扫描、航空摄影测量等。数据类型:基础地理、BIM、CAD、倾斜摄影等多源数据1、多源模型数据采集是基础2、模型平台是运行“骨架”3、实时数据呈现与模型渲染是模型赋能业务的核心模型单体组建:逐层加载地形、道路、建筑、水域等数据,对城市部件进行单体化处理;语义化处理:对模型单体加载语义信息,形成语义模型数据呈现:物联数据实时加载。模型渲染:不同精度呈现现实场景;物理效应真实渲染一是传统地理信息和测绘企业,基于多年建设时空大数据平台经验,具有先发优势,如超图公司、泰瑞数创等;二是传统BIM企业,扩大建设范畴,逐渐转向城市、园区领域搭建一体化CIM平台,如广

15、联达软件、鲁班软件等;三是传统3D建模、模拟仿真类企业,借助制造业、交通等领域积累的优势,进军城市信息模型市场,如51VR、达索系统等;四是传统智慧城市厂商、运营商,纷纷与模型企业合作,开始布局新市场,如中国电信、华为等。城市信息模型四大阵营初步显现应用支撑赋能平台应用支撑赋能平台应用支撑赋能平台是城市关键共性技术、应用开发组件和城市模型服务组件的模块化封装集成平台应用支撑赋能平台和智慧城市能力中台/智慧城市大脑相比,具有四大特色优势提供建筑物、城市部件等基础设施的空间地理信息服务场景服务移动物体实时数据、位置追溯、轨迹跟踪等数据服务数据服务事件、场景、决策预案的过程模拟服务、预演推理仿真服务

16、不同精度的城市信息模型实时渲染服务渲染服务城市大数据平台城市信息模型平台资源管理数据调用模型调用结合行业实践来看,应用支撑赋能平台技术使能实力较强,但面向城市部件、事件、业务流等实时要素的模型服务较为薄弱,单点行业模型服务为主,城市全量基础模型建设滞后,模型模型关联分析、基于模型的仿真推演、自定义渲染等服务较少目 录数字孪生城市发展概况1数字孪生城市总体架构与核心平台2数字孪生城市关键技术要素3数字孪生城市典型应用场景4数字孪生城市未来发展展望5数字孪生城市关键技术要素数字孪生城市关键技术要素数字孪生城市核心平台需各类技术集成支撑,六大关键技术成为发展基础(一)城域物联感知平台数字孪生城市四大

17、核心平台(二)城市大数据平台(三)城市信息模型平台(四)应用支撑赋能平台四、全要素表达:精准“描绘”城市前世今生三、协同计算:高效处理海量数据二、标识感知:实时“读写”真实城市一、新型测绘:快速采集地理信息六、深度学习:推动城市自我学习智慧成长五、模拟仿真:在数字世界推演城市运行态势数字孪生城市六大关键技术要素新型新型测绘测绘&标识标识感知感知一、新型测绘:快速采集地理信息p新型基础测绘的优势特征1、自动化和软件化水平更高,快速生产出二维三维测绘成果2、服务范围扩大和智能更新,利用机载、车载、船载等新型设备3、数据生产效率更高、实时性更好、种类更丰富,满足三维需求4、通过实体建库技术,实现不同

18、精度不同层次不同时相的数据集成p新型测绘的核心技术高端采集装备三维建模技术多源数据融合技术移动互联、动态众包数据更新p相关产业发展情况国际发展较为成熟,常见工具有Bentley公司的ContextCapture、Skyline公司的Photo mesh、Airbus的街景工厂等产品;国内尚处于起步阶段,常见工具有泰瑞数创的Smart Earth遥感像素工厂、武汉天际航Infinite3D、中测智绘Mirauge3D等二、标识感知:实时“读写”真实城市p需求分析2、全域标识能够赋予物理对象数字“身份信息”,实现孪生映射;3、从源头确保城市运行数据安全、基础设施设备可信、可控、可靠。1、数字孪生城

19、市建设需要以全域物联感知为前提;p核心技术物体全域标识物联感知技术设备安全防护p感知设备类型报警终端传感终端控制终端p感知设备空间部署多功能杆柱、路灯、铁塔、立杆、环卫箱、公交站地表地下空中水域综合管廊、地下通道、地下停车场、防空设施浮空平台、低空无人机锚泊站、浮标、无人监测船协同计算协同计算 & 全要素表达全要素表达四、全要素表达:精准“描绘”城市前世今生三、协同计算:高效处理海量数据万物感知互联产生海量数据,而这些数据不可能全传送到云中心;工业互联网、自动驾驶、视频监控等对实时性要求极高,需要在网络边缘处理数据,终端设备的边缘计算成为数字孪生城市的新触角。p需求分析云边协同计算技术:感知终

20、端在采集数据之后,由边缘计算节点进行局部初步处理和快速决策,将高价值处理数据汇聚到云中心,由云计算做大数据分析挖掘、数据共享开放等处理和分析,优化业务规则或算法模型,并下发到边缘侧,更新端侧设备,实现自我学习不断优化闭环。p核心技术p相关产业1.亚马逊、微软、阿里、华为等ICT服务商利用云计算市场先发优势,将云计算能力向边缘侧拓展。2.中国移动、中国电信、中国联通等电信运营商结合5G建设,加快部署MEC(移动边缘计算)。3.海康威视、超图、树根互联等行业企业基于业务场景需求,加快边缘计算在本行业内应用。p需求分析p核心技术p相关产业CIM集成多源异构数据,全要素数据融合表达难度更大,除了三维视

21、觉表现,还承载了城市要素的语义属性信息;CIM的几何信息和语义信息均需可被计算机所理解,实现挖掘、分析、决策等,数字表达从二维到三维立体、全要素结构化阶段发展。城市信息模型进入高精度、高效率、高真实感和低成本的全自动全要素结构化表达的阶段1.多尺度多模态空间数据提取技术2.语义化技术3.深度学习技术4.三维渲染技术自动参数化建模表达: 51VR约6小时可实时构建数千平方公里城市模型;实景三维模型表达:超图联合12家单位发布空间三维模型数据格式,实现倾斜摄影、人工建模、BIM、点云等多源异构数据兼容;语义化建模表达:泰瑞具有从三维建模到语义模型管理到应用的方案;在可视化渲染上:受制于GPU芯片发

22、展,目前发展滞后,均已应用为主。模拟仿真模拟仿真 & 深度学习深度学习p需求分析系统运行需自我迭代优化海量数据亟需结构化处理p核心技术 人工智能领域深度学习、自我优化技术的应用,可使基层治理转变为全域协同治理、问题智能响应、需求提前预判的模式,构建起高效智慧的城市运行规则。计算机视觉、自然语言处理、生物特征识别、知识图谱深度学习算法、自动机器学习p相关产业我国人工智能科研实力大幅增长,但缺乏体系化的产品和生态。泰瑞数创CIM Generator空间语义平台商汤科技Sense Earth平台p应用情况智能安防智能交通环境监测市政管理六、深度学习:推动城市自我学习智慧成长五、模拟仿真:在数字世界推

23、演城市运行态势在数字城市仿真,在物理城市执行,使城市建设和发展少走弯路、不留遗憾,是数字孪生城市价值的真正体现。为城市规划、管理、应急救援等制定科学决策,促进城市资源公平调配。p需求分析自然现象的仿真物理力学规律的仿真人群活动的仿真自然灾害的仿真p核心技术仿真软件的应用范围还是局限于部分细分领域p相关产业传统模拟仿真基础技术:有限元分析、计算流体力学、多物理场耦合仿真技术发展的主要趋势:面向对象仿真、智能仿真、分布交互仿真、虚拟现实仿真等交通仿真的SUMO、VISSIM、Carsim水动力仿真的MIKE21、HEC、SWIMM景观环境仿真的SITES平台物流固废仿真的Anylogic目 录数字

24、孪生城市发展概况1数字孪生城市总体架构与核心平台2数字孪生城市关键技术要素3数字孪生城市典型应用场景4数字孪生城市未来发展展望5城市规划城市规划“一张图一张图” 通过在城市信息模型上模拟仿真“假设”分析和虚拟规划,以定量与定性方式,进行专题分析、模拟仿真、动态评估、深度学习规划方案以及对城市带来的影响,保证规划楼宇、绿地、公路、桥梁、公共设施等每一寸土地时,综合效益实现最优化,推动城市规划有的放矢提前布局。基于多规融合实现规划一张图基于全量数据分析进行多方案比选基于城市体检进行规划修正整合空间数据、现状数据(人口、土地等)、规划成果(控规、专项等)、地下空间数据等,并在数字孪生空间实现合并叠加

25、,解决潜在冲突差异,形成规划 “一张蓝图”。以此为基础,进行规划评估、多方协同、动态优化与实施监督基于全量数据构建各类分析模型,如城市风貌模型、控规模型、参数化模型等,为规划提供决策依据。对城市规划规模、能源系统、通信系统、教育资源、防灾能力、供水及污水处理等领域进行专题分析,支持进行多方案评价对比。对城市运行数据进行可视化分析,从环境监测反馈、建设监测反馈和运行监测反馈三个层面进行城市体检,分别展示城市生态环境动态(水、大气等)、城市建设管理情况(土地利用、违建执法等)和城市运营(人口、交通、产业等)情况,归纳总结规划缺陷通过城市体检对照规划目标和实施情况,进行规划设定指标的评价、规划实施质

26、量的评价和规划预期的合理性评价,并提出改进方案城市管理城市管理“一盘棋一盘棋”p 城市建设管理:项目进度可视化管控p城市常态管理:“一盘棋”综合治理运维阶段数据留存施工阶段全面管控设计阶段交互设计利用数字孪生技术进行可视化交互设计,提前发现工程设计缺陷并优化调整方案,为后期施工提供辅助参考。在三维立体环境中模拟施工场景和建设方案,分析计划合理性,检验施工能力,对施工过程进行全面管控。工程项目完成后,设计、施工、装配过程中的所有数据全部留存,生成三维模型,并实现远程调控和远程维护。利用城市信息模型(CIM)和叠加在模型上的多元数据集合,打造数字孪生城市大脑,通过智能分析、模拟仿真,洞悉城市运行规

27、律、城市问题和内在影响机理,形成全局统一调度与协同治理模式。p城市运行“一张图”管理p城市部件统一数字化管理基于标准统一的数字编码标识体系和空天地全方位立体部署的物联感知设施,能够为各类城市部件、基础设施赋予独一无二的“数字身份证”,实现对城市部件的智能感知、精准定位、故障发现和远程处置。城市交通仿真优化城市交通仿真优化优化城市交通保障交通安全通过将物理世界中复杂的交通系统,使用云计算、物联网、人工智能、实景三维、语义化等技术进行复制,构建可被机器理解的数字孪生交通环境,实现对交通的监测预警、应急处理,以及拥堵治理、联程联运等。p自动计算路网密度、时间可达性、空间可达性等多项指标,对路网进行分

28、区、分段、总体的拓扑评价p基于微观仿真将流量转化为宏观参数输入,对运行效率、路网负荷度等分析评价p公交线网静态评价和公交动态运行评价加速智能驾驶落地数字孪生交通路网p实现基于数字孪生的空中交通管理p将空中交通管理的各要素,如空域范围、空中流量、雷达扇区等,进行数字镜像制作,集成到一个视图下,为运行管理中心、飞行服务中心、飞行管制中心提供更加便捷直观的管理手段,提高管理水平和效率,保障空中交通安全数字孪生之空中交通管理p数字孪生具备完整的工具链仿真系统,能够实现道路、地形、交通标志、光线、天气、交通流等的高精度仿真p利用数字孪生平台,基于真实道路数据、智能模型数据和案例场景数据对智能驾驶车辆进行

29、测试和训练,提升智能驾驶的决策执行力和安全稳定性基于数字孪生的自动驾驶仿真平台应急救援应急救援“提前演提前演”利用数字孪生技术以及虚拟现实技术,可以给用户模拟仿真突发灾难的场景,让用户犹如身临其境,更加生动的体验在紧急事件发生时每个行动所带来的后果。应急现场环境快速还原应急现场环境快速还原采用新型测绘技术,快速还原地震、泥石流、滑坡等应急事故现场的环境。应急资源可视化管理应急资源可视化管理通过可视化的界面实时展示各种应急资源的位置、状态,并可为某一突发事件提供底层的应急资源数据支持。应急预案科学仿真应急预案科学仿真按照“情景应对”模式,通过三维模拟仿真技术对整个应急事件的处置全流程进行仿真,并

30、开展多角度的评价。应急预案模拟演练应急预案模拟演练基于数字孪生技术,针对不同场景、不同角色和不同操作,开展模拟演练,以达到预案优化和人员培训目的。公共安全防范公共安全防范实现实时动态监控、真实场景再现和反向智能控制,对城市公共安全具有全面透彻感知、系统整体掌控以及迅捷精确响应。城市公共服务体验升级城市公共服务体验升级数字孪生技术对公共服务传播方式、服务载体进行三维可视化模拟仿真,推动公共服务更高效传递生理指标在线监测愈加全面深刻,数字孪生正在构建“数字虚拟人体” 三维可视化服务,正在推动医疗诊断、救治和康复等系列服务日趋精准某医疗机构借助混合现实(MR)技术开展骨折修复手术。医生将虚拟3D数字

31、模型与患者病灶重叠在一起,在外科医生不充分开刀的情况下直观掌握病人的内部信息,并叠加显示在虚拟的物理空间上,实现精准的手术治疗方案制定。医疗服务行业:“三维可视” 实现透视诊断数字孪生技术升级传统多媒体课堂,将抽象知识点转化为可视化单元从文字到图像,让信息转化和知识嫁接更为顺畅高效威尔文教基于虚拟显示、交互互动等创新技术,通过VR近眼显示系统播放3D视觉内容,实现立体化的观看和感知。通过幻境校园多媒体交互系统无线投屏,自定义分屏,体感操控,AI+生物识别,真正让知识点“动起来”,不再停留于书面,创新教育立体化场景沉浸式感知学习教育服务行业:“可感可触”让知识点活起来目 录数字孪生城市发展概况1

32、数字孪生城市总体架构与核心平台2数字孪生城市关键技术要素3数字孪生城市典型应用场景4数字孪生城市未来发展展望5数字孪生数字孪生城市未来展望城市未来展望一、未来或将出现数字孪生共同体二、智慧城市产业有望全面激活(一)交互创新突破,构建个体数字孪生。人机智能交互、5G等技术,真实人生与虚拟体验将被打通。高度社会化的人际关系网络将随着网络空间与现实空间的紧密结合,被极大拓展。人能够快速识别、熟悉对方喜好、身份,社会学意义上的个人社交邓巴数150人的极限,也许会迅速突破。(二)人类将形成自己的数字孪生体。根据自然人形象及个体数据,创建和原始主人一样的虚拟智能形象(Personal AI);虚拟形象可以

33、不断学习、升级、自我管理,在数字孪生城市中,与其他数字实体进行更多维度、更丰富的交互。(三)孪生互联互通,构建人类数字命运共同体。数字城市之间如实体城市一样,走向区域协同的数字孪生城市群,实现更大范围的优势互补和更高效率的资源调度国家的经济、政治、社会、文化和生态等全部活动,都将在数字世界实时展现,形成数字孪生国家(一)数字孪生城市为产业带来新的发展动力。数字孪生城市带动更大产业力量和智力资源协同参与,形成城市级创新平台,激活各行业产业发展或指明发展方向;数字孪生城市对缩短测绘周期、提高信息采集频次、提升数据加载与图形渲染速率、增强实时分析挖掘能力等需求旺盛。(二)传统产业入局机遇和挑战并存。

34、(三)智慧城市产业市场有望重新洗牌。以互联网企业、电信运营商、设备制造商、系统集成商为代表的传统产业阵营,正向数字孪生城市方向加速转型。基于城市信息模型的一批创新型企业,在数字孪生城市建设领域有望成为一批新的独角兽。新型测绘、地理信息、高精度定位等企业,将为数字孪生城市建立精确的城市骨架数字底图;3D建模、场景渲染、虚拟现实等企业,将重点关注基于动态数据导入和静态数据导入的全要素的三维场景服务的研发;仿真推演、预警预测等企业,将面对更为全量、实时、动态、异构的城市数据,考虑如何从中洞悉城市发展规律;数字孪生数字孪生城市未来展望城市未来展望三、有望重塑城市治理结构和规则四、数字孪生城市的推进实施

35、建议(一)技术架构改变治理模式。(二)技术变革倒逼管理变革。(三)城市大脑需要专业化运营。(一)加快多元异构数据资源整合。(二)成熟管理系统嫁接三维信息模型。(三)从局部走向全域、从粗粝走向细腻,从映射走向操控。数字孪生城市突破了智慧城市以往IT组件物理堆砌的架构方式,实现融合一体化整为零,将改善城市治理模式。一是可全景深度透视抓取城市体征;二是增强精细管理;三是全域协调联动,就近调度资源;四是促进科学决策。政府相关部门可能合并实行大部制,以城市大脑为核心开展城市治理。政府部门人员分为虚实两类职能,一部分人在数字空间围绕数据行使管理和服务职能,另一部分则聚焦现实城市物理空间,在现场从事执法、调

36、研、巡视等相关工作。城市大脑的运营不仅仅依赖政府部门,应联合社会力量汇聚众智,组建由政府管理、业务运营、平台运营、数据运营、安全运营于一体的数字孪生城市治理专业化运营队伍,以管理一盘棋、服务一站式为原则,建立长效运营机制。城市信息模型需集成城市的全量大数据,包括动态数据和静态数据,政务数据和社会数据,历史数据和推演数据等,数据驱动是数字孪生城市运行的前提基础。在大学校园、产业园区、经济开发区等一些封闭的功能区,建立区域信息模型,并将现有成熟运行的管理系统叠加载到信息模型之上,将实现从二维到三维、从平面到立体、从静态到动态的升级,使管理快速实现可视化、精细化、智能化。受管理难度和技术成本影响,数字孪生将从社区、园区、校园、港口等小范围的封闭区域开始,逐步向城市全域过渡。数字孪生程度不断深化,实景三维模型的精密度将由满足普通的城市管理向满足人工智能算法训练的高精度演进。当前数字孪生城市建设重点还聚焦于对物理城市的精准映射,未来建设重心将向对物理城市的智能操控转变。谢谢!国家高端专业智库 产业创新发展平台

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