關(guān)于數(shù)字孿生和數(shù)字孿生城市,目前非?;馃?。最早由美國航空航天局提出,數(shù)字孿生就是指充分運用物理模型、傳感器、運作歷史等數(shù)據(jù),集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的模擬仿真全過程,在虛擬空間中完成映射,進而反映相對應(yīng)的實體設(shè)備的生命周期全過程。簡而言之,數(shù)字孿生就是將現(xiàn)實世界的物理體、系統(tǒng)及其流程等復(fù)制到賽博空間,形成一個“克隆體”,兩者最終構(gòu)成一個“數(shù)字雙胞胎”。
發(fā)展沿革與技術(shù)脈絡(luò)
由于AI、物聯(lián)感知等互聯(lián)互通技術(shù)的發(fā)展更加智慧,開始提出強調(diào)智能化的智慧地球,由此衍生了智慧城市。再后來,又提出新型智慧,強調(diào)新一代信息技術(shù)應(yīng)用。在數(shù)字城市建設(shè)過程中,地理信息實際上是起到了非常關(guān)鍵的作用,此前,測繪地理信息局專門做了數(shù)字城市的地理空間框架試點建設(shè),發(fā)展到智慧城市變成了工業(yè)平臺,到現(xiàn)在叫做數(shù)字孿生城市。數(shù)字孿生城市,他是智慧城市的一個新的、更高的階段,顯然,它不光具有智慧城市特點,更多的是數(shù)字孿生技術(shù),映射虛擬仿真,虛實共存
智慧城市理念與特征
智慧城市的特點有通過立體感知,物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)及智聯(lián)網(wǎng)匯聚大眾智慧,實現(xiàn)數(shù)字城市的升級。物聯(lián)感知使數(shù)字孿生實現(xiàn)虛實之間的映射、動態(tài)交互成為可能。因此智慧城市在感知方面,需要新一代感知和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。而且虛擬現(xiàn)實要有依據(jù),需要區(qū)塊鏈保障數(shù)據(jù)可靠性。不僅需要物理感知,還需要遙感傳感器、社會感知等全空間、多維度、多物理量監(jiān)測。
數(shù)字孿生智慧城市建設(shè)重點
面對數(shù)字孿生的發(fā)展需求和功能等特點,我們需要建立數(shù)字孿生城市,這是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程。
其中,建設(shè)廣義時空感知網(wǎng)包括空天地一體化的遙感感知網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等,還需要增加社會感知,截止到目前,遙感在全面發(fā)展,空天地海一體化的遙感網(wǎng)已初步建成,在宏觀尺度建立全覆蓋城市的連續(xù)空間感知。但是這些感知主要側(cè)重在物理、地貌、自然、地理等層面,而對城市人文和經(jīng)濟要素的感知較為欠缺。以各類手機定位、社交媒體、出租車軌跡、公交刷卡等地理空間大數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源,為智慧城市等應(yīng)用提供新的數(shù)據(jù)依據(jù)。
第二方面,CIM城市信息基礎(chǔ)設(shè)施/數(shù)字底座與信息聚合大數(shù)據(jù)中臺,形成虛實結(jié)合、雙向映射、深度挖掘、知識發(fā)現(xiàn)、仿真模擬、分析預(yù)測能力,形成數(shù)字孿生的數(shù)字底板,甚至操作系統(tǒng)。比如將多個攝像頭疊加到一個城市BIM三維上,融合影像,甚至做出智能的提取和分析。
第三個方面,基于強大的知識庫與模型庫,形成形成全生命周期動態(tài)模擬與仿真預(yù)測能力,數(shù)字孿生是貫穿我們城市規(guī)劃建設(shè)管理的全生命周期的,比如說城市的二三維表達,城市的各種各樣的可視化設(shè)計,規(guī)劃高度的分區(qū),在建項目的審批,建設(shè)施工過程的全流程管理,乃至未來的城市管理,未來的社區(qū)管理等方方面面。
第四個方面,通過構(gòu)建城市運行大腦,達到綜合態(tài)勢研判與優(yōu)化運行能力,形成對城市的總體把握。通過建立城市運行提升指標,使我們對城市有個總體的、精細的把控。
數(shù)字孿生建設(shè)與智慧城市發(fā)展愿景
“數(shù)字孿生”不再僅僅是一種技術(shù),而是成為一種發(fā)展新模式、一個轉(zhuǎn)型的新路徑、一股推動各行業(yè)深刻變革的新動力。
數(shù)字孿生是智慧城市的新階段、新模式和新高度,將使我們能更深刻及時地刻畫和理解城市狀態(tài)及規(guī)律,走出只有局部沒有綜合、缺乏時空耦合與預(yù)見性造成的“頭疼醫(yī)頭、腳疼醫(yī)腳”、“事后諸葛亮“等決策困境,實現(xiàn)由靜態(tài)信息向動態(tài)體征,由被動方式到主動方式,由事后處理到事前預(yù)知,由具體事務(wù)到系統(tǒng)綜合的創(chuàng)新發(fā)展,通過孿生映射、把脈診斷與共生治理達到城市決策科學、管理精細及時、企業(yè)敏捷高效、公眾生活幸福的新境界。
動脈智能智慧城市
動脈智能智慧城市平臺基于物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)和手段,集成綜合執(zhí)法、市容環(huán)境、園林綠化、油煙監(jiān)管、市政養(yǎng)護、垃圾分類、街巷長制、全民參與、共享單車管理等多種數(shù)據(jù)源,以城管監(jiān)督員、市民反饋及智能感知為信息收集渠道,通過多部門信息共享、協(xié)同工作,構(gòu)建集感知、分析、服務(wù)、指揮、監(jiān)察“五位一體”的智慧管理模式,實現(xiàn)城市“泛感知、智應(yīng)用、大數(shù)據(jù)、網(wǎng)格化、精細化”的綜合管理。
打造用數(shù)據(jù)說話、用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)創(chuàng)新的城市管理新機制,全面提高城市管理和政府公共服務(wù)水平,助力城市治理現(xiàn)代化,真正達到“慧”源于民,“惠”及民生。進而構(gòu)建“大訴求、大分撥、大聯(lián)動、大考核、大研判、大服務(wù)”的管理格局,推動城市管理由“大城管”向“一網(wǎng)統(tǒng)管”逐步邁進。