上海楊浦大橋，主塔預(yù)應(yīng)力束、斜拉索、橫梁等設(shè)施實(shí)現(xiàn)數(shù)字編碼，加裝智能傳感設(shè)備，“數(shù)字體征”一目了然；“泉城”濟(jì)南，四維地質(zhì)環(huán)境可視化信息系統(tǒng)平臺，自動“剖切”地層結(jié)構(gòu)、巖性、巖溶發(fā)育特征等信息，為軌道交通線路適宜性分析提供參考；“未來之城”雄安，物理城市與數(shù)字城市同步規(guī)劃、同步建設(shè)，匯聚城市數(shù)據(jù)、統(tǒng)籌管理運(yùn)營的信息“中樞”加快打造……一個個生動場景，映照著我國城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型的探索創(chuàng)新。

數(shù)字孿生城市是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化治理和發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)的重要載體

城市是一個復(fù)雜的開放性系統(tǒng)，既包括建筑、道路、管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施，也包括人車物、水電氣等各類要素，其在物理空間上縱橫交錯，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息紛繁復(fù)雜。數(shù)字孿生城市能夠?qū)Τ鞘械母鞣N要素進(jìn)行模擬和仿真，以信息的形式呈現(xiàn)物理空間和社會空間。這既能為交通信號控制優(yōu)化、能源調(diào)度、重大項(xiàng)目周期管理、基礎(chǔ)設(shè)施選址建設(shè)等提供指引，也可以對城市運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的潛在風(fēng)險進(jìn)行智能預(yù)警，并提供及時反饋和對策建議。數(shù)字孿生城市通過對“虛擬”城市的分析、調(diào)控來優(yōu)化現(xiàn)實(shí)城市的運(yùn)轉(zhuǎn)，有望讓城市更“聰明”、推動治理變“智理”。

數(shù)字孿生城市是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化治理和發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)的重要載體，更是未來城市提升長期競爭力、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的新型基礎(chǔ)設(shè)施?！丁笆奈濉睌?shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》提出：“完善城市信息模型平臺和運(yùn)行管理服務(wù)平臺，因地制宜構(gòu)建數(shù)字孿生城市。”近年來，數(shù)字孿生城市已在國內(nèi)不少地方落地，在“虛實(shí)結(jié)合”中極大提升了城市精細(xì)治理的效能。從這個意義說，數(shù)字孿生城市不僅是新一代信息技術(shù)在城市中的綜合集成應(yīng)用，也是一種新型城市建設(shè)和治理模式。

當(dāng)前，數(shù)字孿生城市建設(shè)仍處在基礎(chǔ)建設(shè)階段，在平臺搭建、數(shù)據(jù)利用、場景應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)體系、運(yùn)行體系等方面仍面臨著問題與挑戰(zhàn)。比如，數(shù)字孿生城市涉及的數(shù)據(jù)類型多、系統(tǒng)互聯(lián)互通難度大。在推進(jìn)數(shù)字孿生城市建設(shè)的過程中，既需要對這些“基礎(chǔ)資料”統(tǒng)籌集納和動態(tài)融合，也需要根據(jù)不同行業(yè)特點(diǎn)，對數(shù)據(jù)和知識進(jìn)行語義分析并完成高效匹配。

數(shù)字孿生基礎(chǔ)平臺服務(wù)商加快產(chǎn)品能力更新迭代演進(jìn)

數(shù)字孿生基礎(chǔ)平臺服務(wù)商升級延展基礎(chǔ)能力。隨著行業(yè)需求的爆發(fā)增長，現(xiàn)有基礎(chǔ)平臺服務(wù)商加快產(chǎn)品能力更新迭代演進(jìn)，呈現(xiàn)三大方向

一是提供更高效、安全的底層數(shù)據(jù)治理和接口能力，阿里云[ Ganos V5.0重磅升級，走向?qū)\生全空間數(shù)據(jù)庫]、泰瑞數(shù)創(chuàng)、奧格科技等企業(yè)通過語義實(shí)體建模技術(shù)，基于數(shù)字孿生體數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)融合和管理。

二是提供更豐富、系統(tǒng)的低代碼、組件化平臺能力，優(yōu)锘科技、51WORLD、飛渡科技等企業(yè)開放PaaS平臺，對外提供更多的“預(yù)制件”數(shù)字資產(chǎn)，便于應(yīng)用組件式構(gòu)建，以及數(shù)字資產(chǎn)運(yùn)營變現(xiàn)。

三是提供面向更多行業(yè)應(yīng)用場景的業(yè)務(wù)支撐能力與統(tǒng)一格式，英偉達(dá)推出多GPU支持的開放式云原生平臺Omniverse，并通過USD統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式進(jìn)一步增強(qiáng)其建模與服務(wù)的通用性，2022年以來平臺組件所連接的跨行業(yè)應(yīng)用增長了10倍。微軟提出了數(shù)字孿生定義語言(DTDL)，預(yù)定義數(shù)字孿生描述模型，加速數(shù)字孿生解決方案開發(fā)。

數(shù)字孿生技術(shù)企業(yè)加大對ToB、ToC服務(wù)供給。數(shù)字孿生城市相關(guān)企業(yè)依托自身優(yōu)勢，推出虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、元宇宙等體驗(yàn)類產(chǎn)品，著力拓展面向企業(yè)和個人的數(shù)字孿生體驗(yàn)服務(wù)。優(yōu)锘科技打造物聯(lián)產(chǎn)業(yè)元宇宙平臺“物聯(lián)森友會”，面向企業(yè)提供從設(shè)備選型、方案設(shè)計(jì)、方案展示、智能運(yùn)營管理的全生命周期制作工具。百度、51WORLD等企業(yè)搭建沉浸式元宇宙展廳、會議、展覽等服務(wù)，提升用戶虛擬與現(xiàn)實(shí)融合體驗(yàn)。

數(shù)字孿生在智慧城市中的應(yīng)用案例

城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)：通過數(shù)字孿生模型，城市規(guī)劃師可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行城市設(shè)計(jì)和規(guī)劃，評估不同布局和政策的影響，實(shí)現(xiàn)更合理和可持續(xù)的城市規(guī)劃。

交通管理與優(yōu)化：數(shù)字孿生可以模擬城市交通流量和擁堵情況，幫助交通管理部門制定合理的交通策略，優(yōu)化交通流動，提高交通效率。

能源消耗和環(huán)境保護(hù)：數(shù)字孿生技術(shù)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用可以幫助智慧城市實(shí)現(xiàn)能源消耗的精細(xì)化管理。通過模擬能源系統(tǒng)的運(yùn)行，數(shù)字孿生可以優(yōu)化能源供應(yīng)和分配，減少能源浪費(fèi)，提高能源利用效率。同時，數(shù)字孿生還可以監(jiān)測環(huán)境指標(biāo)如空氣質(zhì)量、噪音水平等，幫助城市管理者及時采取措施，改善環(huán)境質(zhì)量，提升居民生活品質(zhì)。

盡管數(shù)字孿生技術(shù)在智慧城市中具有巨大潛力，但其應(yīng)用還面臨一些挑戰(zhàn)。其中包括數(shù)據(jù)隱私與安全問題、模型建立與更新的復(fù)雜性以及技術(shù)成本等。然而，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和經(jīng)驗(yàn)的積累，這些挑戰(zhàn)逐漸得到克服。

展望未來，智慧城市的數(shù)字孿生應(yīng)用將呈現(xiàn)更廣闊的發(fā)展前景。隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字孿生技術(shù)將更加普及和成熟。智慧城市將通過數(shù)字孿生的實(shí)時監(jiān)測和智能優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)資源的高效利用、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展以及居民生活的提升。

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