11月11日，由商務(wù)部、科技部、工信部、國家發(fā)改委、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國家知識產(chǎn)權(quán)局、中國科學(xué)院、中國工程院等部委和深圳市人民政府共同舉辦的中國國際高新技術(shù)成果交易會正式開幕。作為大會主會場的重要組成部分，由工信部下屬中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院主辦的新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化論壇作如期舉行，會議現(xiàn)場發(fā)布了由工信部牽頭制作的2020年《數(shù)字孿生白皮書》。
當(dāng)前，世界正處于百年未有之大變局，數(shù)字經(jīng)濟(jì)已成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的熱點(diǎn)，美、英、歐盟等紛紛提出數(shù)字經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略。數(shù)字孿生等新技術(shù)與國民經(jīng)濟(jì)各產(chǎn)業(yè)融合不斷深化，有力推動(dòng)著各產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展進(jìn)程，成為我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展變革的強(qiáng)大動(dòng)力。
01、數(shù)字孿生技術(shù)的定義
數(shù)字孿生是具有數(shù)據(jù)連接的特定物理實(shí)體或過程的數(shù)字化表達(dá)，該數(shù)據(jù)連接可以保證物理狀態(tài)和虛擬狀態(tài)之間的同速率收斂，并提供物理實(shí)體或流程過程的整個(gè)生命周期的集成視圖，有助于優(yōu)化整體性能。數(shù)字孿生技術(shù)具有可操作性、可拓展性、實(shí)時(shí)性、保真性、閉環(huán)性。
數(shù)字孿生生態(tài)系統(tǒng)由基礎(chǔ)支撐層、數(shù)據(jù)互動(dòng)層、模型構(gòu)建與仿真分析層、共性應(yīng)用層和行業(yè)應(yīng)用層組成。其中基礎(chǔ)支撐層由具體的設(shè)備組成，包括工業(yè)設(shè)備、城市建筑設(shè)備、交通工具、醫(yī)療設(shè)備組成。數(shù)據(jù)互動(dòng)層包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容。模型構(gòu)建與仿真分析層包括數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)仿真和控制。共性應(yīng)用層包括描述、診斷、預(yù)測、決策四個(gè)方面。行業(yè)應(yīng)用層則包括智能制造、智慧城市在內(nèi)的多方面應(yīng)用。
02、數(shù)字孿生在智慧城市領(lǐng)域的應(yīng)用
當(dāng)前，以新一代信息技術(shù)為代表的新興技術(shù)突飛猛進(jìn)，加速推動(dòng)著經(jīng)濟(jì)社會各領(lǐng)域的發(fā)展變革。數(shù)字經(jīng)濟(jì)在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、培育新市場和產(chǎn)業(yè)新增長點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)包容性增長和可持續(xù)增長等諸多方面，都發(fā)揮著重要作用。
而數(shù)字孿生作為一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)和提高效能的重要工具，可以有效發(fā)揮其在模型設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、分析預(yù)測、模擬仿真等方面的作用，助力推進(jìn)數(shù)字產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)融合發(fā)展。
中國以“智慧城市”和“新基建”為代表的建設(shè)模式的發(fā)展速度前所未有。當(dāng)前，安全綜治、智慧園區(qū)、智慧交通是智慧城市建設(shè)投入的重點(diǎn)，三大細(xì)分場景規(guī)模占智慧城市建設(shè)總規(guī)模的71%，而城市級平臺、機(jī)器人等新技術(shù)和產(chǎn)品則在快速落地，被更多城市建設(shè)方采納和應(yīng)用。
數(shù)字孿生城市則是數(shù)字孿生技術(shù)在城市層面的廣泛應(yīng)用，通過構(gòu)建城市物理世界及網(wǎng)絡(luò)虛擬空間一一對應(yīng)、相互映射、協(xié)同交互的復(fù)雜系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)空間再造一個(gè)與之匹配、對應(yīng)的孿生城市，實(shí)現(xiàn)城市全要素?cái)?shù)字化和虛擬化、城市狀態(tài)實(shí)時(shí)化和可視化、城市管理決策協(xié)同化和智能化，形成物理維度上的實(shí)體世界和信息維度上的虛擬世界同生共存、虛實(shí)交融的城市發(fā)展新格局。數(shù)字孿生城市既可以理解為實(shí)體城市在虛擬空間的映射狀態(tài)，也可以視為支撐新型智慧城市建設(shè)的復(fù)雜綜合技術(shù)體系，它支撐并推進(jìn)城市規(guī)劃、建設(shè)、管理，確保城市安全、有序運(yùn)行。數(shù)字孿生城市主要有新型基礎(chǔ)設(shè)施、智能運(yùn)行中樞、智慧應(yīng)用體系三大橫向的分層：
數(shù)字孿生城市的應(yīng)用效果可提升城市規(guī)劃質(zhì)量和水平。
數(shù)字孿生技術(shù)可推動(dòng)城市規(guī)劃有的放矢、提前布局，在規(guī)劃前期和建設(shè)早期了解城市特性、評估規(guī)劃影響，避免在不切實(shí)際的規(guī)劃設(shè)計(jì)上浪費(fèi)時(shí)間，防止在驗(yàn)證階段重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，以更少的成本、更快的速度，推動(dòng)創(chuàng)新技術(shù)支撐智慧城市頂層設(shè)計(jì)落地。
數(shù)字孿生技術(shù)可推動(dòng)以人為核心的城市設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)智慧城市建設(shè)協(xié)同創(chuàng)新。城市居民是新型智慧城市服務(wù)的核心，也是城市規(guī)劃、建設(shè)需要考慮的關(guān)鍵因素。數(shù)字孿生城市將以人作為城市核心，關(guān)注城鄉(xiāng)居民出行軌跡、收入水準(zhǔn)、家庭結(jié)構(gòu)、日常消費(fèi)等，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，并納入模型，實(shí)現(xiàn)協(xié)同計(jì)算。優(yōu)化智慧城市建設(shè)并評估其成效。
數(shù)字孿生城市體系以及可視化系統(tǒng)以定量與定性方式，建模分析城市交通路況、人流聚集分布、空氣質(zhì)量、水質(zhì)指標(biāo)等各維度城市數(shù)據(jù)，可讓決策者和評估者快速、直觀地了解智慧化對城市環(huán)境、城市運(yùn)行等狀態(tài)的提升效果，評判智慧項(xiàng)目的建設(shè)效益；實(shí)現(xiàn)城市數(shù)據(jù)挖掘分析，輔助政府在信息化、智慧化建設(shè)中的科學(xué)決策，避免走彎路或重復(fù)、低效建設(shè)。
