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数字孪生城市:离元宇宙有点远,跟智慧城市很靠近

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新兴技术及应用
作者:林泽玲
编辑:常亮 2022-01-26 15:10
数字孪生城市是新型智慧城市建设的基础。

过去一年的元宇宙的热潮,不仅带火了AR、VR等行业,也让数字孪生技术更多地进入大众视野。

数字孪生技术主要通过综合利用感知、计算、建模等信息技术,建立与现实世界实时映射、虚实交互的虚拟世界。人们可以通过对虚拟世界的调控来指挥现实世界的运转。

据亿欧智库《2021中国数字孪生城市研究报告》(以下简称《报告》),数字孪生需要具有五维结构:物理实体(Physical Entity) 、虚拟实体(Virtual Entity) 、服务(Services) 、孪生数据(DT Data)和连接(Connection) 。

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图源:《2021中国数字孪生城市研究报告》

这样的技术特征,被认为是构建元宇宙世界的关键。不过,眼下离元宇宙的到来还有点遥远,但数字孪生技术在推动智慧城市建设方面的作用已越来越受到重视。

在现代城市快速发展过程中,诸如交通拥堵、生活不便、环境污染等城市问题越来越突出,应用科技手段提高城市经营管理效率、打造智慧城市,已经成为全球城市发展趋势。

我国自2008年开始对智慧城市建设的概念进行探索,在2016年后开始提出建设更强调以数据驱动,以人为本、统筹集约的新型智慧城市,利用人工智能、5G、区块链等新技术, 打破信息孤岛和数据分割,在综合运行管理、产业发展、公共服务等方面全面发展。 

经过多年的发展,我国智慧城市建设已取得一定成果,但现阶段仍面临缺少整体设计方案、数据孤岛、信息不互通、未能联合市场多元参与等多种问题。

在这一过程中,数字孪生技术的价值越来越突出,基于数字孪生技术构建的数字孪生城市被视为推进新型智慧城市建设的最佳解决方案。

亿欧智库认为,越复杂的系统建立数字孪生体后管理效率提升越高,收益越大,而城市就是最为复杂而庞大的系统。通过建立一个与物理城市并行的孪生虚拟城市,将城市建设规划、管理运行等在虚拟世界进行仿生,会大大提升城市效率,减少资源损失。

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图源:《2021中国数字孪生城市研究报告》

根据《报告》,数字孪生城市技术架构由三部分组成,包括基础设施端、信息中枢端和应用服务端,通过物理城市数据收集、传输、处理、数字城市可视化呈现,实现城市智能管理。其中,基础设施端主要负责城市数据的收集与传输;信息中枢端进行数据接收、处理、传导;应用服务端是数字孪生城市模型的实际应用。

眼下,数字孪生城市建设受到我国中央政府及多地地方政府的高度重视,包括国家发改委、住建部、自然资源部、工信部等多个部门密集出台相应的政策推动数字孪生城市发展。

十九届五中全会发布的中国“十四五”规划确提出要“探索建设数字孪生城市”;2021年底,国务院印发《“十四五”数字经济发展规划》也提到要“因地制宜构建数字孪生城市”。

同时,国家和地方政府纷纷开展数字孪生应用顶层设计、标准规范制定,开展试点示范建设,“一网统管”“数字化改革”“全生命周期管理”等政策和理念的广泛推行,有力地推动了“数字孪生”的发展与落地。

在技术层面,5G、云计算、区块链等新型信息技术的快速发展与变革,也在影响着数字孪生城市的建设进程。

《报告》指出,数字孪生城市技术架构复杂,由数字化标识、自动感知、网络连接、协同计算、新型测绘、3D建模等多种信息技术体系综合支撑,每一种技术的发展与变革都会影响数字孪生城市建设过程。

目前,数字孪生城市虽然还处于建设初期,但广阔的市场前景已吸引多类型科技企业入局。包括传统智慧城市企业,商汤、旷视、科大讯飞等新型科技企业,以及阿里、百度、京东、字节跳动等互联网巨头,都在从不同角度切入赛道,探索数字孪生城市建设。

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图源:《2021中国数字孪生城市研究报告》

不过,虽然我国已有多个省市提出数字孪生城市相关的建设项目,但尚未有完成数字孪生城市建设的城市。整体上,我国数字孪生城市建设处于基础期,还存在建设目标不清晰、方案不完善、技术不明确等问题。

数字孪生城市是一个涉及多类型技术的庞大系统工程,其建设不能一蹴而就,而应该在现有的技术体系和数字化成果的基础之上,按步骤分阶段进行建设。

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图源:《2021中国数字孪生城市研究报告》

亿欧智库认为,数字孪生城市建设可分为四个阶段:视觉先行-物联感知-应用升级-模拟仿真。

具体来看,第一阶段是视觉先行,建立可视化城市模型,以三维渲染的方式呈现出城市基础设施、建筑、 地理信息等静态信息;

第二阶段是物联感知,逐步加大传感器、摄像头等硬件设备和 智能终端,收集城市动态数据;

第三阶段是应用升级,在数字孪生城市模型平台上利用技术手段进行城市运行情况基本分析并制定决策;

第四阶段是模拟仿真,也是数字孪生城市发展的高阶形态,在综合掌握城市过去、现在的运行数据信息情况下,经过深度学习和计算推演城市运行可能会出现的状态,提前设计出解决方案并进行决策模拟,以提出最佳解决方案。

关于中国数字孪生城市2021年最新详细数据,请参阅亿欧智库研究报告《2021中国数字孪生城市研究报告》https://www.iyiou.com/research/20211209936

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本文来源于亿欧网,原创文章,作者:林泽玲。
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