當(dāng)前,城市數(shù)字孿生已經(jīng)發(fā)展成為支撐智慧城市的重要技術(shù)手段。城市數(shù)字孿生通過(guò)在數(shù)字空間對(duì)城市物理空間和社會(huì)空間進(jìn)行全要素表達(dá)、全過(guò)程呈現(xiàn)、全周期可溯,實(shí)現(xiàn)城市全面感知、虛實(shí)交互、智能決策、精準(zhǔn)控制,推動(dòng)城市智能化、智慧化發(fā)展。
城市數(shù)字孿生是利用數(shù)字孿生技術(shù),以數(shù)字化方式創(chuàng)建城市物理實(shí)體的虛擬映射,借助歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)以及算法模型等,仿真、預(yù)測(cè)、交互、控制城市物理實(shí)體全生命周期過(guò)程的技術(shù)手段,可以實(shí)現(xiàn)城市物理空間和社會(huì)空間中物理實(shí)體對(duì)象以及關(guān)系、活動(dòng)等在數(shù)字空間的多維映射和連接。
全面感知、精準(zhǔn)映射、智能推演、動(dòng)態(tài)可視、虛實(shí)互動(dòng)、協(xié)同演進(jìn)。
城市數(shù)字孿生相關(guān)方主要包括以下三類(lèi):城市數(shù)字孿生咨詢(xún)服務(wù)提供方、城市數(shù)字孿生建設(shè)技術(shù)提供方、城市數(shù)字孿生運(yùn)營(yíng)服務(wù)方。
在圖1城市數(shù)字孿生概念模型基礎(chǔ)上,本白皮書(shū)進(jìn)一步從技術(shù)實(shí)現(xiàn)角度構(gòu)建了城市數(shù)字孿生技術(shù)參考架構(gòu),見(jiàn)圖3。
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和各地實(shí)踐的開(kāi)展,城市數(shù)字孿生已經(jīng)逐步形成以基礎(chǔ)、硬件、軟件、應(yīng)用、安全和服務(wù)為核心的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
隨著各地城市數(shù)字孿生探索與落地,智慧城市建設(shè)也將進(jìn)入新的發(fā)展階段。未來(lái),關(guān)于城市數(shù)字孿生的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等將迎來(lái)快速發(fā)展期,呈現(xiàn)物理城市和數(shù)字城市并行共生的新發(fā)展格局。
(1)城市數(shù)字孿生將成為智慧城市建設(shè)技術(shù)底座。
(2)城市數(shù)字孿生將在智慧城市中迎來(lái)深度應(yīng)用。
(3)城市數(shù)字孿生將形成跨行業(yè)協(xié)作生態(tài)共融。
(1)供應(yīng)鏈安全性不足
(2)數(shù)據(jù)支撐不足
(3)應(yīng)用深度不足
(4)產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)不足
(5)標(biāo)準(zhǔn)支撐不足
城市數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)體系總體框架(1.0版)如圖5所示。根據(jù)圖5所示,城市數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)體系由“01總體”“02數(shù)據(jù)”“03技術(shù)與平臺(tái)”“04安全”“05運(yùn)維/運(yùn)營(yíng)”“06應(yīng)用”六部分的標(biāo)準(zhǔn)分體系組成。
對(duì)應(yīng)圖5中的城市數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)體系總體框架樹(shù)形圖,同時(shí)建立了城市數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)圖,如圖6所示。圖6確定了各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)在體系中的位置及相互關(guān)系。
完善工作機(jī)制,強(qiáng)化統(tǒng)籌與協(xié)同
城市數(shù)字孿生涉及技術(shù)、應(yīng)用、相關(guān)方眾多,是復(fù)雜的系統(tǒng)工程,做好其標(biāo)準(zhǔn)化工作需統(tǒng)籌布局、協(xié)同各方。
研制重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn),完善標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)
以“規(guī)劃引領(lǐng)、需求牽引”為原則,推動(dòng)重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)研制工作,不斷完善城市數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)體系。
挖掘優(yōu)秀案例,發(fā)揮示范引領(lǐng)作用
建立城市數(shù)字孿生典型案例與標(biāo)準(zhǔn)的良性互動(dòng)機(jī)制,充分發(fā)揮先進(jìn)性、代表性案例的引領(lǐng)與示范作用。
強(qiáng)化國(guó)際交流,推動(dòng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定
城市數(shù)字孿生承載了一系列關(guān)鍵技術(shù)和核心產(chǎn)業(yè),應(yīng)借助國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)帶動(dòng)我國(guó)產(chǎn)品和方案走出去。
數(shù)字孿生技術(shù)與各產(chǎn)業(yè)的深入融合能夠有力推動(dòng)各產(chǎn)業(yè)智能化發(fā)展進(jìn)程,成為信息化時(shí)代產(chǎn)業(yè)變革的強(qiáng)大助力。近年來(lái),數(shù)字孿生技術(shù)在城市領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)入了探索實(shí)踐階段。
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