導(dǎo)語：每一年的兩會往往都會帶來很多新鮮熱詞，尤其是趕上五年計劃的年份，新概念尤為多。今年便是如此——隨著全國兩會的圓滿落幕，“十四五”規(guī)劃綱要也正式出爐。長達七萬字的規(guī)劃綱要中再次聚焦“數(shù)字中國”，由此也帶出來一系列讓產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界乃至資本界進行新一輪追逐的發(fā)展產(chǎn)業(yè)。這一次被點中的是“云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、人工智能、虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實”作為數(shù)字經(jīng)濟重點產(chǎn)業(yè)。
而在兩會代表的提案中，“數(shù)字孿生”與城市建設(shè)結(jié)合到了一起，那么什么是數(shù)字孿生，數(shù)字孿生又將給城市建設(shè)帶來哪些新思路呢？
數(shù)字是誰的孿生？
數(shù)字孿生，對于城市建設(shè)來說是一個舶來詞。它最早出現(xiàn)在工業(yè)制造領(lǐng)域。有資料介紹說，它最早出現(xiàn)在航天領(lǐng)域。數(shù)字孿生即通過數(shù)字模擬飛機飛行時的數(shù)據(jù)，來進行測試檢查與維護。
航空領(lǐng)域的數(shù)字孿生圖源：http://www.jaozi.cn/?index
所謂“孿生”，指的是“物理空間”和“信息空間”。數(shù)字孿生技術(shù)是通過數(shù)字化的技術(shù)手段，將物理世界中的實體在虛擬世界中一模一樣的虛擬映射，借此來實現(xiàn)對物理實體的分析和控制?
工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)字孿生圖源：https://www.sohu.com/a/120689953_126026
數(shù)字孿生技術(shù)是集成了人工智能?機器學(xué)習(xí)等技術(shù)，將數(shù)據(jù)?算法和決策分析結(jié)合在一起。將物理空間與信息空間形成映像，在虛擬模型中實時監(jiān)控物理對象的變化過程，通過對于實際物理空間的數(shù)據(jù)進行處理分析得到未來狀態(tài)預(yù)測和風(fēng)險評估。最終實現(xiàn)針對物理對象的科學(xué)管控。
數(shù)字孿生城市是什么？
數(shù)字孿生城市是指數(shù)字孿生技術(shù)在城市建設(shè)中的應(yīng)用。通過構(gòu)建城市物理世界與虛擬數(shù)字空間的一一對應(yīng)?相互映射?協(xié)同交互的復(fù)雜巨系統(tǒng)，在虛擬空間中再造一個與物理城市對應(yīng)的孿生城市。這樣就會實現(xiàn)了全要素數(shù)字化和虛擬化?城市全狀態(tài)實時化和可視化?城市管理決策協(xié)同化和智能化?
通過數(shù)字孿生技術(shù)可以支撐起具有復(fù)雜綜合體系的新型智慧城市建設(shè)，更好地為實體城市建設(shè)服務(wù)。同生共存?虛實交融將成為城市未來發(fā)展新形態(tài)。
在數(shù)字孿生系統(tǒng)的建設(shè)上，由于對于物理實體系統(tǒng)的實時動態(tài)數(shù)據(jù)的采集需求，因此實時數(shù)據(jù)采集、傳輸、更新就是至關(guān)重要的技術(shù)。在數(shù)字孿生城市的建設(shè)中，大量的高精度傳感器將在一線工作，起到基礎(chǔ)的感知器官作用。而快速可靠的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)則是數(shù)據(jù)上傳的基礎(chǔ)。
同時，由于數(shù)字孿生系統(tǒng)的復(fù)雜性，也需要強大的計算平臺，完成復(fù)雜系統(tǒng)的全生命周期數(shù)據(jù)存儲和管理，采用云服務(wù)器對系統(tǒng)的海量運行數(shù)據(jù)進行分布式管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速讀取和安全備份。
城市數(shù)字化是誰的盛宴？
新基建是以信息基礎(chǔ)設(shè)施?融合基礎(chǔ)設(shè)施?創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施為基礎(chǔ)的基礎(chǔ)設(shè)施。這是智慧城市的服務(wù)對象，也是智慧城市的技術(shù)基底。智慧城市的各個場景都是受益于新基建的實施?智慧城市是數(shù)字經(jīng)濟的高級產(chǎn)物，新基建是數(shù)字經(jīng)濟的保障。有一項數(shù)據(jù)顯示：2019年全國軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)規(guī)模以上（年銷售額500萬元以上）企業(yè)超4萬家，累計完成軟件產(chǎn)品實現(xiàn)收入2萬億元?而新基建所帶來的數(shù)字經(jīng)濟爆發(fā)將給智慧城市所需要的信息服務(wù)業(yè)帶來更大的想象空間。
智慧城市圖源：https://www.shangyexinzhi.com/article/573173.html
如今，新基建已經(jīng)成為市場與資本的聚焦點，形成萬億級投資價值。智慧城市的技術(shù)前沿是面向千家萬戶的，具有巨大的市場容量。智慧城市每年依舊以兩位數(shù)進行增長演變。它對于當下城市發(fā)展的諸多問題，如城鄉(xiāng)發(fā)展二元結(jié)構(gòu)?數(shù)據(jù)鴻溝等。因此，智慧城市所帶來的不僅僅是數(shù)據(jù)經(jīng)濟的發(fā)展，也有著更加不可估量的社會效益。
目前我們之所以能夠發(fā)展智慧城市，一方面是由于5G?物聯(lián)網(wǎng)?邊緣計算?云計算等支撐數(shù)字孿生城市的技術(shù)更加成熟，另一方面推動互聯(lián)網(wǎng)?大數(shù)據(jù)?人工智能等技術(shù)與傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施融合，形成智能融合基礎(chǔ)設(shè)施，推動物理城市向數(shù)字化?網(wǎng)絡(luò)化?智能化轉(zhuǎn)變。
數(shù)字孿生城市既是智慧城市的基礎(chǔ)，也是對傳統(tǒng)城市的補充。數(shù)字孿生要求實現(xiàn)城市的全過程、全要素數(shù)字化，需要數(shù)據(jù)的全面及時性、模型精準性、平臺智能化。在現(xiàn)在城市中諸多基礎(chǔ)設(shè)施還不能滿足城市數(shù)字化的需求。解決“數(shù)字盲區(qū)”，也成為了未來智慧城市跨越新階段的重要任務(wù)。面向全域數(shù)字化和全局智能的數(shù)字孿生城市必將成為下一個主戰(zhàn)場?
智慧城市圖源：http://www.winext.cn/upload/201812/1545720276114937.jpg
如今，隨著新基建如火如荼地開展。近年來上海、深圳等城市紛紛開出智慧城市“大單”。2020年伊始，上海發(fā)布了《關(guān)于進一步加快智慧城市建設(shè)的若干意見》，核心聚焦三大建設(shè)重點：政務(wù)服務(wù)“一網(wǎng)通辦”、城市運行“一網(wǎng)統(tǒng)管”、全面賦能數(shù)字經(jīng)濟；三大基礎(chǔ)保障：“城市大腦”、信息設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)安全。2020年上半年，深圳市“智慧龍崗2.0”項目披露8.38億元標的。2020年8月，武漢市政務(wù)服務(wù)和大數(shù)據(jù)管理局（武漢市公共資源交易監(jiān)督管理局）武漢市智慧城市基礎(chǔ)平臺（一期）項目建設(shè)及服務(wù)招標（采購）公告發(fā)布，預(yù)算金額3.57億元。IDC在2020年7月的預(yù)測顯示，截至2020年，中國智慧城市市場支出規(guī)模達到259億美元，較2019年同比增長12.7%，高于全球平均水平，為僅次于美國的支出第二大的國家。
城市是誰的智慧？
智慧城市的建設(shè)離不開物理空間要素向數(shù)字空間進行映像，最終形成兩個城市：現(xiàn)實城市與虛擬城市。“智慧”就來自于數(shù)字孿生新技術(shù)的發(fā)展。早期的數(shù)字孿生城市主要關(guān)注遙感、衛(wèi)星、地理信息系統(tǒng)等多種信息的獲得與轉(zhuǎn)換，將城市的環(huán)境、經(jīng)濟、社會等要素數(shù)字化。
自2017年“數(shù)字孿生城市”建設(shè)理念問世以來，各地政府和產(chǎn)業(yè)各界都將“數(shù)字孿生城市”視為智慧城市的重要手段。其中，城市信息模型（CIM）作為數(shù)字孿生城市建設(shè)的中心技術(shù)。據(jù)中國信息通信研究院數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2018年CIM相關(guān)投標項目全國僅有2項，2019年新增8項，2020年新增19項。同時一批互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也在智慧城市賽道上紛紛布局，推出各具特色的數(shù)字孿生核心平臺，在城市交通、能源、水利、管理等多樣化的場景。
億歐智庫：2019年中國智慧城市發(fā)展研究報告
2019年1月，自然資源部印發(fā)了《智慧城市時空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)技術(shù)大綱（2019）》，明確了智慧城市的時空數(shù)據(jù)是數(shù)字中國時空信息數(shù)據(jù)庫的重要組成部分，也強調(diào)了數(shù)字化技術(shù)是智慧城市建設(shè)的技術(shù)基石。對于智慧城市大戶數(shù)據(jù)平臺功能提出了具體要求：“統(tǒng)一時空基準、豐富時空大數(shù)據(jù)、構(gòu)建云平臺、搭建云支撐環(huán)境、開展智慧應(yīng)用”。
隨著技術(shù)的發(fā)展，新型數(shù)字孿生城市更加強調(diào)現(xiàn)實城市與虛擬城市的互動：雙向互動針對虛擬城市如何反映城市管理所面臨的問題，在仿真技術(shù)、增強現(xiàn)實技術(shù)等的支持下，通過數(shù)據(jù)分析作用于城市管理、建設(shè)、規(guī)劃等環(huán)節(jié)；動態(tài)互動強調(diào)借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將城市實時運行數(shù)據(jù)通過5G網(wǎng)絡(luò)、光纖網(wǎng)絡(luò)等輸入虛擬城市，利用虛擬城市來隨時監(jiān)測、分析和發(fā)現(xiàn)城市運營中存在的問題。特別是在此次疫情中，城市面對重大事件的全局管理能力面臨極大考驗，數(shù)字孿生技術(shù)可以賦能虛擬城市，指導(dǎo)現(xiàn)實城市的應(yīng)對策略。
結(jié)語：
當前，數(shù)字孿生的行業(yè)應(yīng)用層出不窮?數(shù)字孿生的大規(guī)模應(yīng)用場景卻有待拓展?數(shù)字孿生技術(shù)要在智慧城市建設(shè)中得以更廣泛的應(yīng)用，還將面臨數(shù)據(jù)?基礎(chǔ)知識庫?系統(tǒng)融合以及人才等方面的挑戰(zhàn)?一切才剛剛開始。
參考文獻：
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【5】新型智慧城市建設(shè)應(yīng)圍繞三大核心，黨安榮.中國自然資源報.2021（007）
