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数字孪生城市未来发展展望
时间:2019-11-22    评论:0
    来源:中国信息通信研究院
    节选:自《数字孪生城市研究报告》

    (一)有望全面激活智慧城市产业

    数字孪生城市为产业带来新的发展动力。作为新型智慧城市建设的一种新理念新模式,数字孪生城市正带动更大产业力量和智力资源协同参与,形成城市级的创新平台,不仅激活拉动整个信息通信产业链共同发展,同时为其它行业以及一些基础性和应用型的技术指出了新的发展方向。数字孪生城市的虚实融合、精准映射特性对这些技术行业提出了新的要求,比如缩短地理测绘的周期、提高信息采集更新的频次、提升数据加载与图形渲染的速率、规范数据采集、融合的标准、增强实时数据的分析挖掘能力等等,做到海量数据的秒级发布、秒级出图和秒级响应。

    传统产业入局机遇和挑战并存。从事新型测绘、地理信息、高精度定位等研发和产业化的企业,将考虑为数字孪生城市建立精确的城市骨架数字底图,并在此基础上能够高效集成全量数据;从事3D 建模、BIM 设计、游戏动画制作、可视化、场景渲染、虚拟现实之类的企业,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,如何在数字世界精准映射、准确表达物理世界的一花一草一举一动,表面的现象以及抽象的规则;从事仿真推演、预警预测、数据挖掘、知识发现的相关企业,也将面对更为全量、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,发现问题并找到最优决策,这都是充满挑战的新课题。

    智慧城市产业市场有望重新洗牌。数字孪生城市为智慧城市相关产业提供了一次重新洗牌的机会,更多的企业加入了进来参与建设。以互联网企业、电信运营商、设备制造商、系统集成商、软件开发商为代表的传统产业阵营,正以各种方式向数字孪生城市的建设方向加速转型。新进入的企业,尤其掌握城市信息模型和全要素三维场景服务关键技术的一批创新型企业,技术实力和业务市场也在快速提升和持续扩张,在数字孪生城市建设领域有望催生一批新的独角兽。智慧城市的产业市场竞争将更加激烈,未来谁能胜出占据主导地位,让我们拭目以待。

    (二)有望重塑城市治理结构和规则

    技术架构改变治理模式。由模型叠加数据、软件以及外围泛智能化设施构建的数字孪生城市,完全突破了智慧城市以往 IT 组件物理堆砌的架构方式,这种融合一体化整为零的技术架构,在支撑城市治理方面有几个得天独厚的优势,一是提供全景视角,城市多维度观测和全量数据分析,可深度透视抓取城市体征,洞察城市运行规律,从而实现精准施策;二是增进精细管理,360 度无死角监测监控,陆海空天全域立体感知,城市脉搏和呼吸尽在掌握,前后端扁平化洞穿,城市治理能够运筹帷幄之中决胜千里之外;三是提供协同手段,突发事件应急反应,全域协调联动,就近调度资源;四是促进科学决策,对城市发展态势提前推演预判,以数据驱动决策,以仿真验证决策,线上线下虚实迭代,促使资源和能力最优配置,城市最优化运行。

    技术变革倒逼管理变革。数字孪生城市这种跨区域、跨部门、跨行业高效协同全景式的城市管理模式,与当前城市治理多头并举、条块分割、效率低下的管理方式具有天壤之别。从智慧城市到数字孪生城市,是一场深层次的技术革命,并将由技术革命倒逼管理革命,引发城市治理结构和治理规则的深层次变革。可以预见的是,为适应数字孪生城市的一盘棋管理模式,未来政府部门职能将做进一步调整,城市治理规则将做重大改变。一方面,城市管理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。另一方面,政府部门的人员也将进一步分化为虚实两大类职能,即一部分人在数字城市虚拟空间围绕数据行使城市管理和公共服务职能,另一部分则聚焦现实城市物理空间,在现场从事执法、调研、巡视等相关工作。

    城市大脑需要专业化运营。作为数字孪生城市重要元素的城市大脑,其专业、高效的运营能力,决定了数字孪生城市是否能够可持续发展。城市大脑的运营不能单纯依赖政府部门力量,应联合社会各界力量汇聚众智,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,制定城市运行相关的业务应用、平台运营、数据运营、技术运维等流程和规范,最大限度地释放数字孪生技术红利,推动城市向自我优化、自我决策、内生发展的高度智能的现代化治理体系演进。

    (三)数字孪生城市的推进实施建议

    加快多元异构数据资源整合。数字孪生城市在城市信息模型之上集成了城市的全量大数据,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,这些多元异构数据统统作为实体的属性加载到城市信息模型之上。因此城市级的数据共享融合,形成无所不包的城市大数据,为数据驱动的治理模式夯实基础,是数字孪生城市成功的关键因素。当前各省市都在进行政务信息资源的共享整合,部分地区基本整合完毕,大部分地区还在整合过程中,但仅有政务数据,并不能满足数字孪生城市的治理需求,重点领域的社会数据,以及实时采集的物联网数据,应尽快整合进入数据资源体系,融入城市信息模型,为数字孪生城市的运行做好准备。

    成熟管理系统嫁接三维信息模型。在大学校园、产业园区、经济开发区等一些封闭的功能区,一般都建设并运行着成熟的管理系统,负责设施的管理、资源的管理、人员的管理和业务的运转。通过将这些封闭的区域进行实景三维建模,建立区域信息模型,并将已经成熟运行的管理系统叠加到信息模型之上,以信息模型集成各类数据并对管理系统进行适当重塑,将实现从二维到三维、从平面到立体、从静态到动态的升级,如虎添翼、事半功倍,大大提升管理能力,使管理更加可视化、精细化、智能化。可以预见的是,越来越多的管理系统将与三维信息模型进行嫁接,实现管理能力的快速升级。

    从局部走向全域、从粗粝走向细腻,从映射走向操控。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、城乡一体化以及陆海空天一体化的孪生大世界过渡。此外,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,实时渲染的效果也更加真实,比如 24 小时昼夜变换,夜晚、清晨/黄昏、白天的效果,天空光的颜色和强度,天气变化和自动光照变化的效果将逼真呈现,达到仿真的“镜像”效果。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。
标签:数字孪生城市数字城市
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