中国信通院产业与规划研究所信息化应用研究部副主任 陈才：数字孪生城市
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数字孪生城市与智慧城市的关系，一方面数字孪生城市它是智慧城市的一种发展的新兴的技术路径，这是其中的一条路径而已。数字孪生城市它是一个新的方向、新的理念，因此需要集合更多的产业力量、智力资源共同参与，形成城市集的创新平台，这也是我们在前期跟我们包括地方政府、包括产业界在沟通的时候，发现通过数字孪生城市这么一个大的方向理念去发展和落地，能够激活拉动我们整个ICT很多产业链的资源在这上面有所发展。 数字孪生城市是新型智慧城市的基本的手段和支撑，但并不是全部，这是我们看到的新型智慧城市的其中一个面，是从上帝的视角或者说从一个全局的视角对城市的整体运行发展，做了一个勾勒。我们也提出，数字孪生城市可以说是狭义的数字城市，真正未来的智能城市要实现大智慧、智慧城市的起点。数字孪生城市也可以看作是新型智慧城市在基础能力、基础赋能、基础设施方面的核心的支撑，是基础设施的升级版。 在数字孪生城市里面，有四个大的特点：第一个精准映射。第二个就是虚实交互，提出之数字孪生城市和现实城市能够形成一个有效的互动。第三个软件定义，或者是智能定义，就是通过我们基本的模型的建立，形成软性的指引和记录城市发生的各种的情况，实现我们以软碰硬，以软件定义城市范围的发展。第四就是智能干预，可以在城市产生一些不良影响、矛盾冲突的情况下，提前实现应急方案，进一步去干预，以更长远、未来的视角对当前进行互动和干预，同步互动可追溯和可预测，是我们讲到数字孪生城市的四个大的特点。 一些典型的场景，数字孪生城市从城市的规划、建设、管理，形成一体化的规建管，现在来讲比较成熟，而且也是比较容易突破的一个领域。因为早期其实我们从建筑的模型，已经建立起来在建筑内部一整套的孪生互动的体系。但是光是建筑还不够，要从城市规划的前端、前沿开始，从规划到建设建造，到我们后期的整个城市的运行管理，要形成一个全套的一个完整的闭环一体化的发展方式。我们认为是规、建、管一体化是当前数字孪生城市相对容易突破的重要的场景。 第二大类场景，是通过以虚控实实现全域城市一盘棋的治理。这方面我们可以看到，有一些产业界的以城市智脑、中枢的方式，实现了数据的大集中、大汇聚，然后在此基础上进行一个推演、研判和资源的优化配置。这一块是城市治理一盘棋、统筹化布局的大的场景。 当前来看，相对难实现的场景是未来的智能孪生服务，尤其是基于位置信息和个人喜好的关联服务。比如我们可以通过生物特征，在孪生城市里也形成相应的数字表达，那么这个数字孪生体，在不同的位置将享受不同的服务。比如，我们进入图书馆之后，和在虚拟的数字空间里面，个体过去的借阅历史信息，偏好信息，与图书馆的馆藏信息、对应主题发生碰撞和交互，可以实现数字空间里的信息交互和交换，同时反馈到现实中来，个体可以更便捷、更高效和安全地享受图书借阅服务。但数字孪生服务的情景交融是比较远期的场景。 除了美好的未来愿景，我们再看看数字孪生城市的主要技术架构，以及未来可能的发展路径。首先，技术架构分三层，底层实现城市全域空间布局的智能化感知设施和监测感知体系的全域覆盖，这个是对物理空间、物理世界真实的表达。中间一层，要形成智能城市或者是未来数字孪生城市高速、低时延、高可靠的虚拟专网或专用网络，实现对数字孪生体以及虚实交互的毫秒级响应，这样才能实现精准操控、实时互动。 最上面一层，也是我们的核心，实际上是城市的一个大脑，或者是城市的信息中枢，信息的中枢实际上实现了资源的核心的调配，实现了我们模型的构建，还有我们一些相应的赋能、开放环境的打造。所以在城市中枢里面，我们提出来有三部分：一部分是数据资源的体系，跟数据息息相关，这里面数据的轨迹、数据的治理等数据的资源体系非常重要。第二部分是在城市信息中枢大脑里面赋能的这样一个基本的平台，比方说把我们的区块链的分布式时序存储能力、人工智能的普惠计算能力、大数据的资源分析与挖掘等基础核心能力，把它抽象出来，形成一个各类孪生应用服务的赋能支撑，这一块是可以形成系统平台级的。最重要的是从建筑信息模型BIM衍生而来的城市信息模型CIM，它是城市大脑或者是数字孪生城市里面最关键的一部分，是对历史发展规律的归纳与提炼，对当前城市状态和社会行为的显性表达，也是对城市规划、建设、运营、服务等各个环节重要知识的沉淀与建模。 总结来看，基于多元融合数据的城市信息模型，是未来数字孪生城市的难点和突破点。城市全域部署的智能设施和感知体系是前提，没有这套体系数字孪生城市是无法建立的。支撑城市高效运行的智能专网是基本的保障。实现智能操控的城市大脑是我们数字孪生城市的重点，简化归结为模型+数据+软件，构成我们数字孪生城市的核心要素。 接下来，对这几部分做一个稍微详细的阐述。 第一个看到我们刚才讲到的核心就是高精度城市的信息模型。这里举了一些例子，包括地面高精度3D模型，包括空中3D模型，这个在虚拟新加坡目前正在做，他们投资做三年，几千万美元，新加坡不大，跟我们的一个地级市差不多，六七百万的人口。城市信息模型里不光是有实体的相应的模型建立，还有一系列的元数据，以及城市中具有具体语义化的描述数据，再叠加上各行各业城市里的一些具体的数据，将构成城市信息模型的内核。 其次，我们将数字孪生城市基本前提，实际上就是全域部署了智能感知设施或者是监测的一套体系。物联网在过去发展了这么多年，实际上在城市里面已经从概念进入落实实施。近期上海发布了全市物联网专网部署的政策文件，其感知能力一直延伸到社区，初步形成数字孪生的基本前提。 再次，专网将成为支撑数字孪生城市的基本支撑，这块为什么成立一个虚拟的专网有几方面考虑，一是安全可控的角度，因为数字孪生城市实现了数据的大汇聚、大融合和智能决策，安全问题是重中之重。第二个就是毫秒级极速的传输。此外还可以节省一些重复传输、重复租用的成本，节省带宽。 最后讲数字孪生城市智能操控的大脑。第一部分它的资源要素，就是城市的一个数据资产的管理体系，这一套包含了整个数据的沉淀，实现了多元数据的融合。第二是城市的基础的模型，刚提到了这是我们数字孪生的核心载体。第三实际上是可以讲是一个城市的操作系统，或者是一个调度指挥中心，能够提供一些基于城市感知决策反馈、具备深度学习能力的城市的操作系统。三方面进行融合后，最终构成数字孪生城市的的关键要素。 后面因为时间关系，简单再看看实际案例与发展建议。 （编辑：常州站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |