2022年數(shù)字孿生城市

1、數(shù)字孿生城市“云-網(wǎng)-端”三大層次端側(cè)實現(xiàn)群智感知、可視可控；網(wǎng)側(cè)實現(xiàn)泛在高速、天地一體；云測實現(xiàn)隨需調(diào)度，迭代學(xué)習(xí)技術(shù)角度形成虛實對應(yīng)、相互映射、協(xié)同交互的復(fù)雜巨系統(tǒng)，實現(xiàn)孿生城市的“六化發(fā)展”城市發(fā)展基于多源數(shù)據(jù)融合的城市信息模型是核心，城市全域部署的智能設(shè)施和感知體系是前提，支撐孿生城市高效運(yùn)行的智能專網(wǎng)是保障，實現(xiàn)智能操控的城市大腦是重點(diǎn)建設(shè)重點(diǎn)當(dāng)前，以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)為代表的數(shù)字浪潮席卷全球，物理世界和與之對應(yīng)的數(shù)字世界正形成兩大體系平行發(fā)展、 相互作用。數(shù)字世界為了服務(wù)物理世界而存在，物理世界因為數(shù)字世界變得高效有序，數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，從制造業(yè)逐步延伸拓展至城

2、市空間，深刻影響著城市規(guī)劃、建設(shè)與發(fā)展。數(shù)字孿生因感知控制技術(shù)而起，因綜合技術(shù)集成創(chuàng)新而興。數(shù)字孿生城市是在城市累積數(shù)據(jù)從量變到質(zhì)變，在感知建模、人工智能等信 息技術(shù)取得重大突破的背景下，建設(shè)新型智慧城市的一條新興技術(shù)路徑，是城市智能化、運(yùn)營可持續(xù)化的前沿先進(jìn)模式， 也是一個吸引高端 智力資源共同參與，從局部應(yīng)用到全局優(yōu)化，持續(xù)迭代更新的城市級創(chuàng)新平臺。前言目錄01 數(shù)字孿生城市出現(xiàn)背景02 數(shù)字孿生城市內(nèi)涵特征03 數(shù)字孿生城市總體架構(gòu)04 數(shù)字孿生城市典型場景05 數(shù)字孿生城市核心06 數(shù)字孿生城市前提07 數(shù)字孿生城市支撐08 數(shù)字孿生城市重點(diǎn)09 推進(jìn)數(shù)字孿生城市建議數(shù)字孿生城市出現(xiàn)背

3、景（一）傳統(tǒng)條塊化智慧城市建設(shè)方式已現(xiàn)疲態(tài)我國提出智慧城市規(guī)劃的城市有300多個1000+全球已啟動或在建的智慧城市已達(dá)1000多個300+我國各類試點(diǎn)城市高達(dá)500多個500+技術(shù)瓶頸基于新技術(shù)的原始創(chuàng)新缺乏，ONEICT架構(gòu)未能實現(xiàn)非技術(shù)瓶頸資金來源問題未解決，信息打通仍 困難，協(xié)同共治難實現(xiàn)現(xiàn)狀未來“跨領(lǐng)域技術(shù)融合、集成驅(qū)動創(chuàng)新”“單點(diǎn)的、割裂的、離散化、孤島化”人工智能互聯(lián)網(wǎng)云計算物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)無人駕駛深度學(xué)習(xí)5G5GDATA數(shù)字孿生城市出現(xiàn)背景（二）信息技術(shù)加速突破驅(qū)動集成創(chuàng)新出現(xiàn)拐點(diǎn)云 計 算物 聯(lián) 網(wǎng)互 聯(lián) 網(wǎng)大 數(shù) 據(jù)人 工 智 能政 務(wù) 云 建 設(shè)感 知 監(jiān) 測智 能 交 互決

4、 策 分 析智 能 化 體 驗數(shù)字孿生城市出現(xiàn)背景（三）數(shù)字孿生成為城市智能化升級的重要方向數(shù)字孿生是指通過對物理世界的人、物、事件等所有要素數(shù)字化，在網(wǎng)絡(luò)空間再造一個與之對應(yīng)的“虛擬世界”，形成物理維度上的實 體世界和信息維度上的數(shù)字世界同生共存、虛實交融的格局。數(shù)字孿生城市是技術(shù)演進(jìn)與需求升級驅(qū)動下新型智慧城市建設(shè)發(fā)展的一種新理念、新途徑、新思路。數(shù)字孿生城市出現(xiàn)背景智能應(yīng)用生活產(chǎn)業(yè)社會治理生活產(chǎn)業(yè)社會治理天空地一體化的云網(wǎng)融合體系數(shù)據(jù)中臺匯聚-連接-融合智能引擎智能-聯(lián)動-進(jìn)化海量數(shù)據(jù)匯聚和處理數(shù)生萬物萬物生數(shù)鏡 像 雙 生 的 數(shù) 字 城 市智慧創(chuàng)新的生產(chǎn)資 料治理升級的智能 中樞數(shù)字

5、資產(chǎn)的有 序管理數(shù)字孿生城市：智慧新區(qū)雄安新區(qū)堅持?jǐn)?shù)字城市與現(xiàn)實城市同步規(guī)劃、同步 建設(shè)，推動全域智能化應(yīng)用服務(wù)實時可控，打造具有深 度學(xué)習(xí)能力、全球領(lǐng)先的數(shù)字城市。借助大數(shù)據(jù)深度挖 掘技術(shù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)平臺等新一代 信息技術(shù)，從數(shù)字呈現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)到智能體驗進(jìn)行全方 位謀劃，實現(xiàn)數(shù)字城市與物理城市同步規(guī)劃同步建設(shè)， 對物理世界的人、物、事件等所有要素數(shù)字化，生成全 數(shù)字化城市。物理城市與數(shù)字城市孿生并存，精準(zhǔn)映射，實現(xiàn)虛 擬服務(wù)現(xiàn)實，數(shù)據(jù)驅(qū)動決策，智能定義一切，促進(jìn)管理 一盤棋，服務(wù)一站式，扁平化、前后端打通，以高度智能化代替?zhèn)鹘y(tǒng)網(wǎng)格化管理，虛實融合蘊(yùn)含無限應(yīng)用創(chuàng)新 空間，將引

6、發(fā)城市智能化管理和服務(wù)模式的重大顛覆性 創(chuàng)新。（四）部分城市率先探索實踐數(shù)字孿生理念雄安新區(qū)數(shù)字城市數(shù)字孿生城市出現(xiàn)背景（四）部分城市率先探索實踐數(shù)字孿生理念虛擬新加坡平臺“虛擬新加坡” 項目計劃完全依照真實物理世界中的新加坡，創(chuàng)建數(shù)字孿生城市信息模型。模型內(nèi)置海量靜態(tài)、動態(tài)數(shù)據(jù)，并可根據(jù) 目的需求，實時顯示運(yùn)營狀態(tài)。“虛擬新加坡”既是物理世界運(yùn)行動態(tài)的展示，滿足城市管理需求，也能夠指導(dǎo)城市未來建設(shè)與運(yùn)行優(yōu)化。新加坡同時在打造“智慧國家傳感平臺”，部署西門子公司基于云的開放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，統(tǒng)一管理傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù) 融合與理解。數(shù)字孿生城市出現(xiàn)背景（四）部分城市率先探索實踐數(shù)字孿生

7、理念法國雷恩3D城市法國雷恩計劃建立城市數(shù)字模型，用于城市規(guī)劃、決策、管理和服務(wù)市民。在3D上繪制城市圖形，重點(diǎn)考慮城市規(guī)模、治理結(jié)構(gòu)、城 市交通、能源環(huán)境等問題。數(shù)字孿生城市出現(xiàn)背景（四）部分城市率先探索實踐數(shù)字孿生理念多倫多高科技社區(qū)多倫多高科技社區(qū)通過部署多類別傳感器設(shè)備， 收集多樣化信息（如車流密度、噪音、空氣質(zhì)量、能 耗，出行方式及垃圾處理等）。模型與數(shù)據(jù)進(jìn)行融合， 助力數(shù)據(jù)專家生成深刻洞察，優(yōu)化城市運(yùn)營；并采用 復(fù)雜建模技術(shù)模擬極端情景，尋找解決方案。此項目將結(jié)合前瞻性的城市設(shè)計和新的數(shù)字技術(shù)，以實現(xiàn)可持續(xù)性、可負(fù)擔(dān)性、流動性和經(jīng)濟(jì)機(jī)會 等方面的領(lǐng)先水平。數(shù)字孿生城市出現(xiàn)背景（五）

8、我國智慧城市建設(shè)省級具備現(xiàn)實基礎(chǔ)智慧城市態(tài)勢良好，基礎(chǔ)設(shè)施不斷升級從2012年開始，我國智慧城市建設(shè)的指導(dǎo)性文件逐年增加，且指導(dǎo)內(nèi)容更加規(guī)范，新型智慧城市已進(jìn)入國家戰(zhàn)略規(guī)劃政策制定 當(dāng)中，正逐漸被廣大社會群體認(rèn)可。數(shù)字孿生城市建設(shè)的前提是具有完善的基礎(chǔ)設(shè)施，即感知層、連接層和計算層均具備開展數(shù)字孿生城市的能力，公共設(shè)施的智 能化是實現(xiàn)智慧城市有效發(fā)展的必然要求。隨著新型智慧城市的發(fā)展，我國基礎(chǔ)設(shè)施智能化轉(zhuǎn)型的范圍在不斷擴(kuò)大，功能也在不斷 提升。政策環(huán)境有力保障，技術(shù)產(chǎn)業(yè)強(qiáng)力支撐在國家戰(zhàn)略和政策推動下，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、車聯(lián)網(wǎng)、5G、虛擬現(xiàn)實、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)創(chuàng)新突飛猛進(jìn)，實 際應(yīng)

9、用日益顯著，為數(shù)字孿生城市建設(shè)提供強(qiáng)有力支撐。數(shù)字孿生城市內(nèi)涵特征（一）數(shù)字孿生城市的內(nèi)涵數(shù)字孿生城市是支撐新型智慧城市建設(shè)的復(fù)雜綜合技術(shù)體 系，是城市智能運(yùn)行持續(xù)創(chuàng)新的前沿先進(jìn)模式，是物理維度上的 實體城市和信息維度上的虛擬城市同生共存、虛實交融的城市未 來發(fā)展形態(tài)。數(shù)字孿生城市的本質(zhì)是城市級數(shù)據(jù)閉環(huán)賦能體系，通過數(shù) 據(jù)全域標(biāo)識、狀態(tài)精準(zhǔn)感知、數(shù)據(jù)實時分析、模型科學(xué)決策、智 能精準(zhǔn)執(zhí)行，實現(xiàn)城市的模擬、監(jiān)控、診斷、預(yù)測和控制，解決 城市規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、管理、服務(wù)閉環(huán)過程中的復(fù)雜性和不確 定性問題，全面提高城市物質(zhì)資源、智力資源、信息資源配置效 率和運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，實現(xiàn)智慧城市的內(nèi)生發(fā)展動力。數(shù)字

10、孿生城市基于數(shù)字化標(biāo)識、自動化感知、網(wǎng)絡(luò)化連接、 普惠化計算、智能化控制、平臺化服務(wù)的信息技術(shù)體系和城市信 息空間模型，在數(shù)字空間再造一個與物理城市匹配對應(yīng)的數(shù)字城 市，全息模擬、動態(tài)監(jiān)控、實時診斷、精準(zhǔn)預(yù)測城市物理實體在現(xiàn)實環(huán)境中的狀態(tài)，推動城市全要素數(shù)字化和虛擬化、全狀態(tài)實 時化和可視化、城市運(yùn)行管理協(xié)同化智能化，實現(xiàn)物理城市與數(shù) 字城市協(xié)同交互、平行運(yùn)轉(zhuǎn)。數(shù)字孿生城市內(nèi)涵特征（二）與新型智慧城市的關(guān)系新型智慧城市建設(shè)以提升城市治理和服務(wù)水平為目標(biāo)，以為人民服務(wù)為 核心，以推動新一代信息技術(shù)與城市治理和公共服務(wù)深度融合為途徑，包括無 處不在的惠民服務(wù)、透明高效的在線政府、精細(xì)精準(zhǔn)的城市治理

11、、融合創(chuàng)新的 數(shù)字經(jīng)濟(jì)、自主可控的安全體系等五大核心要素，分級分類、標(biāo)桿引領(lǐng)、標(biāo)準(zhǔn) 統(tǒng)籌、改革創(chuàng)新、安全護(hù)航，注重城鄉(xiāng)一體，打破信息藩籬。數(shù)字孿生因感知控制技術(shù)而起，因綜合技術(shù)集成創(chuàng)新而興。數(shù)字孿生因感知控制技術(shù)而起，因綜合技術(shù)集成創(chuàng)新而興。數(shù)字孿生城市一方面準(zhǔn)確反映物理實體城市狀態(tài)，另一方面精準(zhǔn)操控、智能優(yōu)化現(xiàn)實城市，將極大改變城市 面貌，重塑城市基礎(chǔ)設(shè)施，形成虛實結(jié)合、孿生互動的城市發(fā)展新形態(tài)。數(shù)字孿生城市是在城市累積數(shù)據(jù)從量變到質(zhì)變，在感知建模、人工智能 等信息技術(shù)取得重大突破的背景下，新型智慧城市建設(shè)的一條新興技術(shù)路徑， 是城市智能化、運(yùn)營可持續(xù)化的前沿先進(jìn)模式，也是一個吸引高端智力資

12、源共 同參與，從局部應(yīng)用到全局優(yōu)化，持續(xù)迭代更新的城市級創(chuàng)新平臺?？傮w原則統(tǒng)籌全局 融合共享政企協(xié)同 多元互促多規(guī)合一四化同步核心是 以人為本本質(zhì)是 改革創(chuàng)新關(guān)鍵是建設(shè)實效數(shù)字孿生城市內(nèi)涵特征（三）數(shù)字孿生城市的特征數(shù)字孿生城市有四大特點(diǎn)：精準(zhǔn)映射、虛實交互、軟件定義、智能干預(yù)。精準(zhǔn)映射數(shù)字孿生城市通過空天、地面、地下、河道等各層面 的傳感器布設(shè)，實現(xiàn)對城市道路、橋梁、井蓋、燈蓋、 建筑等基礎(chǔ)設(shè)施的全面數(shù)字化建模，以及對城市運(yùn)行 狀態(tài)的充分感知、動態(tài)監(jiān)測，形成虛擬城市在信息維 度上對實體城市的精準(zhǔn)信息表達(dá)和映射。虛擬交互城市基礎(chǔ)設(shè)施、各類部件建設(shè)即有痕跡，城市居民、來 訪人員上網(wǎng)聯(lián)系即有信息。

13、未來數(shù)字孿生城市中，在城 市實體空間可觀察各類痕跡，在城市虛擬空間可搜索各 類信息，城市規(guī)劃、建設(shè)以及民眾的各類活動，不僅在 實體空間，而且在虛擬空間得到極大擴(kuò)充，虛實融合、 虛實協(xié)同將定義城市未來發(fā)展新模式。軟件定義孿生城市針對物理城市建立相對應(yīng)的虛擬模型，并 以軟件的方式模擬城市人、事、物在真實環(huán)境下的 行為，通過云端和邊緣計算，軟性指引和操控城市 的交通信號控制、電熱能源調(diào)度、重大項目周期管 理、基礎(chǔ)設(shè)施選址建設(shè)。精準(zhǔn)映射通過在“數(shù)字孿生城市”上規(guī)劃設(shè)計、模擬仿真等，將 城市可能產(chǎn)生的不良影響、矛盾沖突、潛在危險進(jìn)行智 能預(yù)警，并提供合理可行的對策建議，以未來視角智能 干預(yù)城市原有發(fā)展軌

14、跡和運(yùn)行，進(jìn)而指引和優(yōu)化實體城 市的規(guī)劃、管理、改善市民服務(wù)供給，賦予城市生活“智慧”。數(shù)字孿生城市內(nèi)涵特征（四）數(shù)字孿生城市的價值核心價值數(shù)字孿生城市的核心價值，在于通過建立基于高度集成的數(shù)據(jù)閉環(huán)賦能新體系，生成城市全域數(shù)字虛擬映像空間，并利用數(shù)字化仿真，虛 擬化交互，積木式組裝拼接，形成軟件定義城市，數(shù)據(jù)驅(qū)動決策，虛實充分融合交織的數(shù)字孿生城市體，使得城市運(yùn)行、管理、服務(wù)由實 入虛，可以在虛擬空間的建模，仿真，演化，操控，同時由虛入實，改變、促進(jìn)物理空間中城市資源要素的優(yōu)化配置，開辟新型智慧城市 的建設(shè)和治理新模式。建設(shè)方面在建設(shè)方面，對一張白紙零起步的城區(qū)，與物理城市同步規(guī)劃建設(shè)數(shù)字城市

15、，規(guī)劃階段即開始建模，建設(shè)階段不斷導(dǎo)入數(shù) 據(jù)，運(yùn)營階段則依托數(shù)字城市模型和全量數(shù)據(jù)管理物理城市。對已建成并運(yùn)行多年的城市，通過后天物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施的全面部 署和對城市進(jìn)行數(shù)字建模，同樣可以構(gòu)建數(shù)字孿生城市。數(shù)字孿生模式不僅大大提升治理方面數(shù)字城市與物理城市兩個主體虛實互動，孿生并行，以虛控實。通過物聯(lián)感知和泛在網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)由實入虛， 再通過科學(xué)決策和智能控制由虛入實，實現(xiàn)對物理城市的最優(yōu)管理。優(yōu)化后的物理城市再通過物聯(lián)感知和 泛在網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)由實入虛，數(shù)字城市仿真決策后再一次由虛入實，這樣在虛擬世界仿真，在現(xiàn)實世界執(zhí)行， 虛實迭代，持續(xù)優(yōu)化，逐步形成深度學(xué)習(xí)自我優(yōu)化的內(nèi)生發(fā)展模式，大大提升城市的治理能力和水

16、平。此 外數(shù)字孿生模式下，通過數(shù)字空間的信息關(guān)聯(lián)，可增進(jìn)現(xiàn)實世界的實體交互，實現(xiàn)情景交融式服務(wù)，真正 做到信息隨心至、萬物觸手及。數(shù)字孿生城市總體架構(gòu)數(shù)字孿生城市總體架構(gòu)（一）技術(shù)框架數(shù)字孿生城市建設(shè)依托以云、網(wǎng)、端為主要構(gòu)成的技術(shù)生態(tài)體系，端側(cè)形成城市全域感知，深度刻畫城市運(yùn)行體征狀態(tài)。 網(wǎng)側(cè)形成泛在高速網(wǎng)絡(luò)，提供毫秒級時延的雙向數(shù)據(jù)傳輸，奠定智能交互基礎(chǔ)。云側(cè)形成普惠智能計算，以大范圍、多尺度、 長周期、智能化地實現(xiàn)城市的決策、操控。1、端側(cè)群智感知、可視可控城市感知終端形成群智感知能力。感知設(shè)施、智能終端等迅速發(fā)展，形成 大范圍、大規(guī)模、協(xié)同化普適計算的群智感知；基于標(biāo)識和感知體系全面

17、提升傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施智能化水平。2、網(wǎng)側(cè)泛在高速、天地一體提供泛在高速、多網(wǎng)協(xié)同的接入服務(wù)；形成天地一體化綜合信息網(wǎng)絡(luò)支撐 云端服務(wù)。3、云側(cè)隨需調(diào)度、普惠便民邊緣計算及量子計算設(shè)施提供高速信息處理能力；人工智能及區(qū)塊鏈設(shè)施 提供泛在智能嵌入城市運(yùn)行與合約執(zhí)行；部署云計算及大數(shù)據(jù)設(shè)施。數(shù)字孿生城市總體架構(gòu)（二）運(yùn)行機(jī)理數(shù)字孿生城市，以全域數(shù)字化標(biāo)識和 一體化感知監(jiān)測為數(shù)字孿生基礎(chǔ)，以全域 全量的數(shù)據(jù)資源（數(shù)據(jù)）、高性能的協(xié)同 計算（算力）、深度學(xué)習(xí)的機(jī)器智能平臺（算法）為城市信息中樞，以數(shù)字孿生模 型平臺為城市運(yùn)行信息集成展示載體，操 控城市治理、民生服務(wù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等各系 統(tǒng)協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn)，形成一種自我

18、優(yōu)化的智能運(yùn) 行模式，實現(xiàn)“全域立體感知、萬物可信 互聯(lián)、泛在普惠計算、智能定義一切、數(shù) 據(jù)驅(qū)動決策”。數(shù)字孿生城市典型場景（一）“規(guī)建管”協(xié)同管控，助力一張藍(lán)圖干到底數(shù)字孿生城市模式下，加載了數(shù)據(jù)和軟件的城市信息模型成為城市最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，最典型的應(yīng)用場景首推“規(guī) 建管”全生命周期的協(xié)同管控，實現(xiàn)城市規(guī)劃布局仿真可計算、城市建設(shè)運(yùn)行全程可操控、城市管理服務(wù)要素資源可調(diào)配， 全面提升城市規(guī)劃、建設(shè)、管理的一體化運(yùn)作水平，真正實現(xiàn)城市“一張藍(lán)圖繪到底、建到底和管到底”。01030207050604規(guī)劃前期基于數(shù)字模型，分析推演，推動 頂層設(shè)計落地，科學(xué)評估規(guī)劃影 響。勘察階段基于數(shù)字模型，

19、進(jìn)行數(shù)值模擬、 空間分析和可視化表達(dá)，構(gòu)建工 程勘察信息數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)工程勘 察信息有效傳遞和共享。設(shè)計階段基于數(shù)字模型，對設(shè)計方案進(jìn)行 性能和功能模擬、優(yōu)化、審查和 數(shù)字化成果交付，開展集成協(xié)同 設(shè)計，提升質(zhì)量和效率。運(yùn)行管理階段基于數(shù)字模型和標(biāo)識體系、感知 體系及各類智能設(shè)施，實現(xiàn)對城 市運(yùn)行狀況的實時監(jiān)測和統(tǒng)一呈 現(xiàn)，提升城市綜合抗災(zāi)防災(zāi)能力。規(guī)劃階段全面整合規(guī)劃數(shù)據(jù)，在數(shù)字空間 實現(xiàn)合并疊加，形成“一張底圖”，進(jìn)行規(guī)劃評估、多方協(xié)同、 動態(tài)優(yōu)化與實施監(jiān)督。建設(shè)階段基于數(shù)字模型對工程項目從圖紙、 施工到竣工交付全過程進(jìn)行監(jiān)管。項目效益評估基于數(shù)字孿生城市體系及可視化 系統(tǒng)，建模分析各維度城

20、市數(shù)據(jù)，實現(xiàn)城市數(shù)據(jù)挖掘分析，評判項 目建設(shè)效益。數(shù)字孿生城市典型場景（二）虛實互動、以虛控實，支撐城市一盤棋治理數(shù)字孿生城市可實時展示城市運(yùn)行全貌，助力形成城市一盤棋集中治理模式，立足城市運(yùn)行監(jiān)測、管理、處理、決策等 治理領(lǐng)域，建立物理世界與虛擬世界的數(shù)據(jù)映射和數(shù)字展示平臺（數(shù)字孿生城市模型平臺），實現(xiàn)跨層級、跨地域、跨系統(tǒng)、 跨部門、跨業(yè)務(wù)的城市治理協(xié)同，形成全程在線、高效便捷，精準(zhǔn)監(jiān)測、高效處置，主動發(fā)現(xiàn)、智能處置的城市智能治理體 系。城市公共資源自動優(yōu)化配置 城市異常問題的自我發(fā)現(xiàn)“城市大腦”智能仿真控制交通 城市基礎(chǔ)設(shè)施動態(tài)管理控制自動駕駛無人機(jī)巡檢數(shù)字孿生城市典型場景（三）情景交融

21、、以人為本，升級個性主動服務(wù)體驗數(shù)字孿生城市將全面采集城市居民的日常出行軌跡、收入水準(zhǔn)、家庭結(jié)構(gòu)、日常消費(fèi)、生活習(xí)慣等，洞察提取居民行為 特征，在“數(shù)字空間”上，預(yù)測人口結(jié)構(gòu)和遷徙軌跡、推演未來的設(shè)施布局、評估商業(yè)項目影響等，以智能人機(jī)交互、網(wǎng)絡(luò) 主頁提醒、智能服務(wù)推送等形式，實現(xiàn)城市居民政務(wù)服務(wù)、教育文化、診療健康、交通出行等服務(wù)的快速響應(yīng)，個性化服務(wù)， 形成具有巨大影響力和重塑力的數(shù)字孿生服務(wù)體系。全生命周期式智慧醫(yī)療服務(wù)虛擬政務(wù)大廳實現(xiàn)全線上政務(wù)服務(wù) 個人生活體征全面洞察個性化的虛擬制造服務(wù)數(shù)字孿生城市核心高精度城市信息模型數(shù)字孿生城市可一定程度上對城市的人事物進(jìn)行前瞻性預(yù)判，進(jìn)而通過智

22、能交互，實現(xiàn)城市內(nèi)各類主體的適應(yīng)性變化和 城市的最優(yōu)化運(yùn)作。其核心是高精度、多耦合的城市信息模型。通過加載其上的全量全域數(shù)據(jù)，在城市系統(tǒng)內(nèi)匯集交融，產(chǎn) 生新的涌現(xiàn)，實現(xiàn)對城市規(guī)律的識別，為改善和優(yōu)化城市系統(tǒng)提供有效的指引。數(shù)字孿生城市核心高精度城市信息模型（一）城市初始建模的方法城市外輪廓快速建模，采集空中城 市數(shù)據(jù)，可提供厘米級別分辨率和 逼真的建筑表面紋理。無人機(jī)傾斜攝影攝影3D建模算法圖像識別技術(shù)空中城市3D建模地面高精度3D建模室內(nèi)3D建模地面數(shù)據(jù)采集可提供高精度近地面 城市3D數(shù)據(jù)，直接支持城市導(dǎo)航、 自動駕駛等應(yīng)用。車輛定點(diǎn)掃描圖像拍攝技術(shù)激光掃描技術(shù)對于無BIM模型數(shù)據(jù)的城市建筑

23、， 可利用專用室內(nèi)3D模型數(shù)據(jù)采集設(shè)備及配套軟件，通過激光、 圖像等手段捕獲室內(nèi)數(shù)據(jù)，可 以完成建筑內(nèi)部的高精度、逆 向建模。對于擁有BIM模型數(shù)據(jù)的城市數(shù) 據(jù)，可利用建筑BIM模型數(shù)據(jù)， 進(jìn)行室內(nèi)數(shù)字化建模。數(shù)字孿生城市核心高精度城市信息模型（二）城市信息模型的構(gòu)成城市信息模型（CIM）為城市規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行管理全過 程的“智慧”進(jìn)行賦能時空大數(shù)據(jù)匯集三維導(dǎo)覽和虛擬漫游空間規(guī)劃推演方案對比分析方案模擬驗證三維可視化管理空間量測和分析空間3D導(dǎo)航應(yīng)急預(yù)案模擬驗證1、三維地理信息模型三維地理信息模型實現(xiàn)了城市宏觀大場景的數(shù)字化模型 表達(dá)和空間分析。2、BIM建筑信息模型BIM實現(xiàn)對城市細(xì)胞級建筑

24、物的物理設(shè)施、功能信息的 精準(zhǔn)表達(dá)。3、IOT智能感知數(shù)據(jù)智能感知數(shù)據(jù)反映城市即時運(yùn)行動態(tài)情況，與城市3DGIS/BIM空間數(shù)據(jù)相疊加，將靜態(tài)的數(shù)字城市升級為可感知、動態(tài)在線的數(shù)字城市。GISBIMIOT數(shù)字孿生城市核心高精度城市信息模型（三）模型與數(shù)據(jù)的協(xié)同運(yùn)行城市模型展示、渲染、虛擬漫游CIM數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)發(fā)布城市信息模型（CIM）：多源異構(gòu)城市模型數(shù)據(jù)匯聚中心、CIM 數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)數(shù)字孿生城市前提全域布局的智能設(shè)施當(dāng)前城市在感知業(yè)務(wù)領(lǐng)域，處于各自為政、條塊分割、煙囪林立、信息孤島的狀態(tài)，數(shù)字孿生城市將針對不同的應(yīng)用場 景，統(tǒng)籌感知體系建設(shè)，統(tǒng)一采集匯聚，實現(xiàn)城市動態(tài)數(shù)據(jù)整合與共享，形

25、成全域覆蓋、動靜結(jié)合、三維立體的規(guī)范化、智 能化、全聯(lián)接的感知布局，實現(xiàn)物理城市在數(shù)字城市的精準(zhǔn)映射。全域布局智能設(shè)施空間布局通過規(guī)模部署信息桿柱、智能網(wǎng)關(guān)和邊緣計算節(jié)點(diǎn)，采集數(shù)據(jù)信息，支持各種近距離及遠(yuǎn)距離通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一匯聚處理后上 傳統(tǒng)一物聯(lián)網(wǎng)平臺和城市大腦進(jìn)行管理?？臻g維度上，可將感知載體和設(shè)施體系分為地上、地下、空中、水域感知體系進(jìn)行布局. 針對不同感知載體和設(shè)施特點(diǎn)，傳輸方式上，可采用無線為主或有線為主兩種方式進(jìn)行布局。標(biāo)識體系和編碼設(shè)計面對海量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，有必要建立設(shè)備的統(tǒng)一編碼標(biāo)識，規(guī)范物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識體系，是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)各領(lǐng)域信息互聯(lián)、產(chǎn)業(yè)提升的重 要前提條件。設(shè)備的統(tǒng)一編碼標(biāo)識

26、IMSI，通過eSIM卡將IMSI與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備綁定；城市級物聯(lián)標(biāo)識解析體系，實現(xiàn)不同標(biāo)識之間 的互聯(lián)互通。物聯(lián)設(shè)備連接管理平臺城市物聯(lián)網(wǎng)連接適配和管理平臺：適應(yīng)多語言、多操作系統(tǒng)的不同終端設(shè)備的接入和數(shù)據(jù)通訊。數(shù)字孿生城市支撐安全高效運(yùn)行的智能專網(wǎng)為支撐數(shù)字孿生城市的高效運(yùn)行，滿足城市各類智能化運(yùn)行場景需求，保障城市全域空間布局的智能化設(shè)施感知信息流 動，須建設(shè)地上地下全通達(dá)、有線無線全接入、萬物互聯(lián)全感知的城市智能專網(wǎng)，才能滿足數(shù)字城市與物理城市虛實融合孿 生并行的運(yùn)行模式需求。提出網(wǎng)絡(luò)新需求綜合接入、融合指揮、城市感知、專網(wǎng)專用、資源共享、物理隔離接入智能專網(wǎng)推進(jìn) 5G 網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模商用、

27、推進(jìn)有線網(wǎng)絡(luò)萬兆接入、智能專網(wǎng)須全程全網(wǎng)支持 IPv6、智能專網(wǎng)應(yīng)制定相應(yīng)級別網(wǎng)域保護(hù)要求網(wǎng)絡(luò)延伸增強(qiáng)一部分是政務(wù)外網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)的補(bǔ)充和延伸另有部分是出于對政務(wù)外網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)在某些功能或特性方面的增強(qiáng)數(shù)字孿生城市 運(yùn)行中心數(shù)字孿生城市 端側(cè)物聯(lián)數(shù)據(jù)采集地上地下全通達(dá)、有線無線全接入、萬物互聯(lián)全感知的城市智能專網(wǎng)數(shù)字孿生城市重點(diǎn)智能操控的城市大腦數(shù)字孿生城市通過城市大腦，匯聚與交融不同來源的數(shù)據(jù)，如實記錄呈現(xiàn)城市動態(tài)，盡可能預(yù)見到政策干預(yù)對各個子系 統(tǒng)的影響，充分考慮各種規(guī)避行為、時間延遲和信息損失等問題，將“自學(xué)習(xí)、自優(yōu)化”功能融入城市管理過程之中，最終 達(dá)到增加城市系統(tǒng)整體福利的理想效果。PAR

28、T 1大腦凸顯自主學(xué)習(xí)與集中調(diào)度PART 2一體三翼構(gòu)建數(shù)字孿生城市大 腦PART 3創(chuàng)新全景全要素城市治理新模 式數(shù)字孿生模式下城市大腦緊密圍繞城市信息模型（CIM）和疊加在模 型上的多元數(shù)據(jù)集合，充分運(yùn)用人 工智能和深度學(xué)習(xí)的技術(shù)來治理城 市。城市全要素數(shù)據(jù)治理、城市信息模型和人工智能支撐下的大腦平臺，組成了數(shù)字孿生城市大腦。全域數(shù)據(jù)治理、城市信息模型、人 工智能賦能城市畫像、居民畫像在數(shù)字孿生模式下才能實現(xiàn)。城市大腦實現(xiàn)運(yùn)行管理“一盤棋”。數(shù)字孿生城市重點(diǎn)智能操控的城市大腦（一）大腦凸顯自主學(xué)習(xí)與集中調(diào)度城市信息模型+多元數(shù)據(jù)集合人工智能互聯(lián)網(wǎng)云計算物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)基本能力數(shù)據(jù)涌動知識發(fā)現(xiàn)實施診斷智能辨識態(tài)勢認(rèn)知模擬仿真深度學(xué)習(xí)自我決策數(shù)字城市物理城市數(shù)據(jù)處理資源調(diào)配應(yīng)急處置策略制定城市層面全局 統(tǒng)一調(diào)度和協(xié) 同，虛實互動， 數(shù)字世界仿真， 物理世界執(zhí)行， 不斷優(yōu)化。主要技術(shù)數(shù)字孿生城市重點(diǎn)智能操控的城市大腦（二）一體三翼構(gòu)建數(shù)字孿生城市大腦城市操作系統(tǒng)（深度學(xué)習(xí)+運(yùn)營指揮）城市數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理體系（數(shù)據(jù)匯集+開放共享）數(shù)字孿生城市模型（全域感知+虛實交互）城市大腦深度學(xué)習(xí)能力資源要素數(shù)字孿生載體一、全域多元數(shù)據(jù)城市語義信息：城市要 素的幾何屬性、自然屬 性、社會屬性等政府部門掌握信息城市運(yùn)行產(chǎn)生數(shù)據(jù)二、城市信息模型信息加載在城市信息模 型上形成全景視圖和各領(lǐng)域