《數(shù)字孿生賦能城市全域數(shù)字化轉(zhuǎn)型研究報告》

數(shù)字孿生賦能城市全域數(shù)字化轉(zhuǎn)型研究報告(2024年)前 言2024452017發(fā)展與以數(shù)據(jù)融通推進城市一體化建設(shè)和協(xié)同治理的城市全域數(shù)字AI目 錄一、城市全域數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展態(tài)勢 1（一）城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型進入全面變革提升期 1（二）城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型存在四大突出問題 3（三）國家制定整體性系統(tǒng)性城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型框架 6二、數(shù)字孿生城市建設(shè)現(xiàn)狀 （一）數(shù)字孿生城市建設(shè)與認知逐步深化 （二）數(shù)字孿生城市產(chǎn)業(yè)與生態(tài)逐漸完善 17（三）數(shù)字孿生城市技術(shù)能力供給豐富 20（四）數(shù)字孿生城市建設(shè)面臨挑戰(zhàn) 24三、數(shù)字孿生賦能城市全域數(shù)字化轉(zhuǎn)型建設(shè)路徑 25（一）總體思路 25（二）全領(lǐng)域推進城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型 26（三）全方位增強城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型支撐 38（四）全過程優(yōu)化城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型生態(tài) 40四、分類推進策略建議 42（一）區(qū)域帶動型城市推進模式 43（二）特色開拓型城市推進模式 46（三）新城新區(qū)型城市推進模式 50圖目錄圖1 城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型三階段 1圖2 上海一網(wǎng)統(tǒng)管改革-城市大腦 2圖3 城市全域數(shù)字化轉(zhuǎn)型框架 6圖4 數(shù)字孿生城市建設(shè)與認知逐步深化 12圖5 數(shù)字孿生賦能城市全域數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑 26表目錄表1 分類推進數(shù)字孿生城市建設(shè)策略建議 42一、城市全域數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展態(tài)勢（一）城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型進入全面變革提升期2008圖1城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型三階段

來源：中國信息通信研究院（2008年-2013年2008年，IBM年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部開展國家智慧城市試點工作，于次年公布首批國家智慧城市試點名單。2013年，工業(yè)提升城市管理能力和服務(wù)水平，促進產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，推動新型城鎮(zhèn)化。（2014年-2020年年，國家八部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于促進智慧城市健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》，25個部委組成“促進智慧城市健康發(fā)展部際協(xié)調(diào)20162017年，上海率先啟動一網(wǎng)要素資源一屏觀天下一網(wǎng)管全城要素資源一屏觀天下一網(wǎng)管全城主要面向各級政府部門科創(chuàng)數(shù)據(jù)與技術(shù)城市運行管理中心——城市集成平臺應(yīng)用賦能城市大腦中心運行中心集成融通數(shù)字孿生城市模型能力沉淀各部門業(yè)務(wù)系統(tǒng)各層級業(yè)務(wù)系統(tǒng)社會機構(gòu)平臺其他數(shù)據(jù)或系統(tǒng)整合來源：中國信息通信研究院圖2上海一網(wǎng)統(tǒng)管改革-城市大腦第三階段是全面變革提升期（2021年至今），統(tǒng)籌共建，數(shù)據(jù)20216V20245（二）城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型存在四大突出問題智慧城市頂層規(guī)劃與建設(shè)效果不佳規(guī)劃者容易忽略城市作為復(fù)雜巨系統(tǒng)的特性，未能充分考慮多層級、公共數(shù)據(jù)管理、流通和利用效率較低三是公共數(shù)據(jù)開放和共享不充分，數(shù)據(jù)價值難以發(fā)揮。部分城市城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型長效運營機制不健全雖然一些地方城市已經(jīng)陸續(xù)探索開展數(shù)字化轉(zhuǎn)型應(yīng)用場景揭榜掛帥城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型與產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)動較弱（三）國家制定整體性系統(tǒng)性城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型框架（來源：中國信息通信研究院圖3城市全域數(shù)字化轉(zhuǎn)型框架全領(lǐng)域推進城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型是發(fā)展方向系統(tǒng)工程：強調(diào)整體性、系統(tǒng)性推進一體化應(yīng)用。專欄1.全領(lǐng)域推進城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型地方實踐實踐1：重慶市一體化智能化公共數(shù)據(jù)平臺126實踐2：重慶市三級數(shù)字化城市運行和治理中心--（（1個41（1031街道全方位增強城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型支撐發(fā)展動能實踐1：上海市加快數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)14實踐1：上海市加快數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)14專欄2.全方位增強城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型支撐地方實踐200800100PB5002014000P實踐2：杭州市探索數(shù)據(jù)要素市場化改革配置1512全過程優(yōu)化城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型生態(tài)是發(fā)展保障城市全重塑數(shù)字時代的城市運行生態(tài)，營造開放、協(xié)同、共享的發(fā)展格局。1。專欄3.全過程優(yōu)化城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型生態(tài)地方實踐實踐1：國內(nèi)多地探索公共數(shù)據(jù)授權(quán)模式2。（1高國力，專家解讀|準(zhǔn)確把握戰(zhàn)略性、系統(tǒng)性、協(xié)同性特征全面推進城市全域數(shù)字化轉(zhuǎn)型實施2國家信息中心《全國公共數(shù)據(jù)運營年度發(fā)展報告（2023）》行縱向分類，一級機構(gòu)（運營機構(gòu)）與二級機構(gòu)（即各類市場主體）分別負責(zé)數(shù)據(jù)初加工和深加工，平臺公司這類運營機構(gòu)作為一級機構(gòu)，只開發(fā)初級數(shù)據(jù)產(chǎn)品，典型代表城市為廈門市。實踐2：廣州啟動數(shù)字運維保障中心202492435092.5550099.94%。二、數(shù)字孿生城市建設(shè)現(xiàn)狀（一）數(shù)字孿生城市建設(shè)與認知逐步深化自2017年數(shù)字孿生城市建設(shè)以來，建設(shè)與認知主要經(jīng)歷了四個逐漸深化的階段。最初數(shù)字孿生城市主要集中建設(shè)城市信息模型來源：中國信息通信研究院圖4數(shù)字孿生城市建設(shè)與認知逐步深化數(shù)字孿生城市被認為是物理城市的鏡像再現(xiàn)在建設(shè)需求方面，數(shù)字孿生城市需要“精準(zhǔn)映射”物理城市的形CIM3，以物理城市為藍本，構(gòu)建其在數(shù)字空間中的鏡像再現(xiàn)。2018年住建CIM年，自然資源部辦公廳印發(fā)《關(guān)于全任務(wù)及分工等。2024年，工業(yè)和信息化部等十一部門聯(lián)合印發(fā)推動CIMCIM（GIS）3D3D3D可視3中國信息通信研究院《數(shù)字孿生城市白皮書（2020年）》數(shù)字孿生城市深化孿生體的多源語義數(shù)據(jù)融合CIM在建設(shè)成效方面，圍繞數(shù)字孿生體進行數(shù)據(jù)融合提高了城市治理效率數(shù)字孿生城市提供開放兼容、長效迭代的底座在建設(shè)內(nèi)容方面，數(shù)字孿生底座通過將單一功能平臺融合互通，在建設(shè)成效方面，數(shù)字孿生底座支持了數(shù)字孿生城市的持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新數(shù)字孿生城市助力城市復(fù)雜巨系統(tǒng)的精準(zhǔn)推演的決策。在建設(shè)效果方面，復(fù)雜巨系統(tǒng)的精準(zhǔn)表達促進城市治理智能化（二）數(shù)字孿生城市產(chǎn)業(yè)與生態(tài)逐漸完善數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)壯大202290234括GIS(BIM)60054邱聰，預(yù)見2024：《2024年中國數(shù)字孿生行業(yè)全景圖譜》(附市場規(guī)模、競爭格局和發(fā)展前景等)，2024-03-22[2024-10-11]https:///analyst/detail/220/240322-e29f3ea7.html5中國信息通信研究院《數(shù)字孿生城市白皮書（2023年）》感知、仿真推演、智能決策的應(yīng)用場景。隨著市場規(guī)模的不斷擴大，更多的資金和資源將投入到數(shù)字孿生技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用中，進一步加速城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型的進程。數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)生態(tài)合作日益密切2021202220232024數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)基地和聯(lián)盟的成立，推動了數(shù)字孿生技術(shù)與產(chǎn)業(yè)解數(shù)字孿生城市促進數(shù)字經(jīng)濟創(chuàng)新發(fā)展隨3DAR””（三）數(shù)字孿生城市技術(shù)能力供給豐富AIAIXR基礎(chǔ)支撐能力取得長足進步國產(chǎn)AI芯片的發(fā)展為數(shù)字孿生大規(guī)模部署和運行提供了強大的23I97家，22.6%20241-5AI7141AI6AIGPU3BAI西算”工程推進算力資源的整合，均使運力質(zhì)量的顯著提升。截至20246830246EFLOPS（FP32），65%7一體機，作為全球首款集衛(wèi)星三維數(shù)字孿生、AIAI5G20246基站累391.79.276中商產(chǎn)業(yè)研究院《2024-2029年中國人工智能芯片行業(yè)市場發(fā)展監(jiān)測及投資潛力預(yù)測報告》7中國新聞網(wǎng)智能算力年增速達65%中國智算中心建設(shè)提速,(2024-10-01)[2024-10-11]/tech/20241001/t20241001_526925979.html50%85G服務(wù)器運行項目文件，每一幀視頻渲染成視頻流并309智能分析能力迎來重大突破AI技術(shù)的發(fā)展突破了傳統(tǒng)3DAI3D3D3D1003D賦能的3D8中國通信企業(yè)協(xié)會390萬基站，5G需要破局,(2024-07-26)[2024-10-11]/s/L2MjO_LX8Cm5OcwW0MAg0Q9Paraverse平行云，LarkDAY演講實錄|實時云渲染為數(shù)字孿生提供新質(zhì)生產(chǎn)力,(2024-07-31)[2024-10-11]/s/a1ZQeTk1u9y2DWTDAHeIvw框架的應(yīng)在算法和技術(shù)驅(qū)動下，為數(shù)字孿生用戶提供更智能的決策方案。AI應(yīng)用創(chuàng)新能力顯現(xiàn)較強活力XR技術(shù)通過無縫融合數(shù)字信息與現(xiàn)實世界，為數(shù)字孿生用戶提XRXR效地滿足了XRAIXR（四）數(shù)字孿生城市建設(shè)面臨挑戰(zhàn)2017CIM三、數(shù)字孿生賦能城市全域數(shù)字化轉(zhuǎn)型建設(shè)路徑（一）總體思路5G-A/6G來源：中國信息通信研究院圖5數(shù)字孿生賦能城市全域數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑（二）全領(lǐng)域推進城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型數(shù)字孿生底座平臺夯實城市數(shù)字化共性基礎(chǔ)感知數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)和三維模型等城市運行數(shù)據(jù)和時空信息，并GISBIM及人工智能、物聯(lián)感知等技術(shù)能力，為城市全域數(shù)字化轉(zhuǎn)型供給物聯(lián)10CIM按需開放提供數(shù)據(jù)和能力組件服務(wù)，支持多跨應(yīng)用場景建設(shè)10④數(shù)據(jù)融合供給能力，⑤空間分析計算能力，⑥模擬仿真推演能力，⑦虛實融合互動能力，⑧自學(xué)習(xí)自優(yōu)化能力，⑨眾創(chuàng)擴展能力—中國信息通信研究院《數(shù)字孿生城市白皮書（2020年）》APIWEBAPPAPI服務(wù)、文檔參考、開發(fā)工具等功能，支撐應(yīng)用場景的快速開發(fā)。專欄4.北京CBD數(shù)字孿生城市平臺北京CBD數(shù)字孿生城市平臺接入城市GIS數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)、CBD進CBD平臺整合海量、多源、異構(gòu)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，通20120CBD理精細化賦能、數(shù)字化生態(tài)打造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型賦能。數(shù)字孿生建設(shè)成為城市經(jīng)濟發(fā)展的重要引擎力。數(shù)字孿生能夠提供模擬仿真、虛實交互等能力，有利于制造業(yè)、3D數(shù)字63據(jù)oorItlgece0419036.9%方法。力。數(shù)字孿生核心能力助力城市精準(zhǔn)智治和智慧體驗通過強化數(shù)據(jù)采集與集成以及建立持續(xù)監(jiān)測評估機制，實現(xiàn)對城專欄5.蘇州工業(yè)園區(qū)奧體大型活動安保場景AI、數(shù)字孿生、智測維護需求，從而實現(xiàn)預(yù)測性維護。廣州市白云湖大道借助數(shù)字孿生城市更新系統(tǒng)提升了城市環(huán)境665km210TB廣州市白云湖大道借助數(shù)字孿生城市更新系統(tǒng)提升了城市環(huán)境665km210TB成功實現(xiàn)減少投入50%的運維人員，設(shè)計人員效率提高3倍以上。專欄6.廣州市白云湖大道數(shù)字孿生城市更新平臺領(lǐng)域公共服務(wù)均衡普惠。位于蘇州工業(yè)園區(qū)的全國重點文物保護單位草鞋山遺址，推出“”3D位于蘇州工業(yè)園區(qū)的全國重點文物保護單位草鞋山遺址，推出“”3D史文化場景，實現(xiàn)PC主題游學(xué)等大眾喜聞樂見的沉浸式體驗方式，與游客形成良好的交專欄7.“數(shù)字草鞋山”考古遺址沉浸式數(shù)字化游園為展示園區(qū)特色江南文化的為展示園區(qū)特色江南文化的“金名片”、展現(xiàn)文旅融合的“新名片”、探源江南文明的“活教材”，在內(nèi)容和技術(shù)創(chuàng)新的同時，為文化傳承、教育普及等多個層面為社會帶來積極效益。（三）全方位增強城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型支撐數(shù)字孿生完善數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施布局與利用應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)對數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的使用情況進行細致監(jiān)控和數(shù)字孿生技術(shù)正成為提升數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施管理效率和優(yōu)化資源使數(shù)字孿生體的流通利用推動形成城市可信數(shù)據(jù)空間（四）全過程優(yōu)化城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型生態(tài)數(shù)字孿生賦能城市一體化可視化運維體系數(shù)字孿生系統(tǒng)通過傳感器和數(shù)據(jù)采集技術(shù)，實時收集物理實體的數(shù)字孿生加促形成長效迭代和生態(tài)共建模式API四、分類推進策略建議表1分類推進數(shù)字孿生城市建設(shè)策略建議分類區(qū)域帶動型特色開拓型新城新區(qū)型特征特點數(shù)字化基礎(chǔ)堅實，是數(shù)字孿生城市建設(shè)的先行者。憑借其自身的輻射能力，對其他城市具有帶動作用。提升管理效能與提高更新效率和精準(zhǔn)性。典型模式術(shù)融合能力強，成為推動區(qū)域發(fā)建設(shè)精細化底座，打造行業(yè)標(biāo)桿，引領(lǐng)未來城積極投身于創(chuàng)新實踐，協(xié)同合作推動區(qū)域的共通過產(chǎn)業(yè)推動和技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)城市管理和服務(wù)的智通過創(chuàng)新技術(shù)豐富市民與游客體驗，提升服務(wù)能力基于數(shù)字孿生體系和前沿技術(shù)，實現(xiàn)城市管理的智能將數(shù)字技術(shù)融入城市改造和文化遺產(chǎn)保護中，提升城市功能和居民體驗。字世界交互效果。顯著提升。參與主體協(xié)同參與建設(shè)。促進數(shù)字孿生城發(fā)展措施率先開展數(shù)字化轉(zhuǎn)型進而實現(xiàn)鏈條牽引，帶動加強數(shù)字孿生領(lǐng)域人才引培與加強產(chǎn)業(yè)鏈集聚與數(shù)字孿生公共服提升城市治理效率與應(yīng)急響應(yīng)能力。利用數(shù)字孿生技術(shù)優(yōu)化城市更新，設(shè)計和長期發(fā)展戰(zhàn)略，確保整體基礎(chǔ)設(shè)施和統(tǒng)一填補早期數(shù)據(jù)缺口、筑牢數(shù)據(jù)底座。展的技術(shù)架構(gòu)和基礎(chǔ)能力底座平展。來源：中國信息通信研究院（一）區(qū)域帶動型城市推進模式特征特點：區(qū)域帶動型城市數(shù)字化基礎(chǔ)堅實水平。發(fā)展。典型模式：數(shù)字孿生城市建設(shè)資源豐富、精細度高、創(chuàng)新性強BIM精模和基礎(chǔ)時空數(shù)據(jù)，構(gòu)建了城市精細化數(shù)據(jù)底板，并在五大領(lǐng)域開發(fā)了“多跨”2.0AI務(wù)，推動城市數(shù)字公共基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用水平提升。發(fā)展措施：充分發(fā)揮區(qū)域帶動型城市引領(lǐng)示范作用（二）特色開拓型城市推進模式特征特點：特色開拓型城市以需求驅(qū)動數(shù)字化轉(zhuǎn)型地區(qū)產(chǎn)業(yè)特色驅(qū)動數(shù)字化轉(zhuǎn)型，集聚相關(guān)企業(yè)，構(gòu)建行業(yè)生態(tài)。通該類型數(shù)字孿生城市基于城市治理的業(yè)務(wù)特征和應(yīng)用需求建立系統(tǒng)，該類城典型模式：數(shù)字孿生城市建設(shè)滿足城市多樣化需求理的目標(biāo)，致力于縣域治理體系的現(xiàn)代化。通過整合CIMC140300城市更新特色開拓型城市將數(shù)字技術(shù)融入城市改造和文化遺產(chǎn)等技術(shù)，創(chuàng)造了“