數(shù)字孿生城市研究報(bào)告

1、 數(shù)字孿生城市研究報(bào)告前言當(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(duì)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?yàn)閿?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(gè)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

2、城市級(jí)創(chuàng)新平臺(tái)。從技術(shù)角度看，數(shù)字孿生城市涵蓋“云-網(wǎng)-端”三大層次，成為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策、技術(shù)綜合集成的智慧城市綜合技術(shù)支撐體系。端側(cè)實(shí)現(xiàn)群智感知、可視可控；網(wǎng)側(cè)實(shí)現(xiàn)泛在高速、天地一體；云測(cè)實(shí)現(xiàn)隨需調(diào)度，迭代學(xué)習(xí)。其本質(zhì)是通過數(shù)據(jù)全域標(biāo)識(shí)、狀態(tài)精準(zhǔn)感知、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析、模型科學(xué)決策、智能精準(zhǔn)執(zhí)行，構(gòu)建城市級(jí)數(shù)據(jù)閉環(huán)賦能體系，實(shí)現(xiàn)城市的模擬、監(jiān)控、診斷、預(yù)測(cè)和控制， 解決城市規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行、管理、服務(wù)的復(fù)雜性和不確定性。從城市發(fā)展看，數(shù)字孿生城市是未來實(shí)體城市的虛擬映射對(duì)象和智能操控體，形成虛實(shí)對(duì)應(yīng)、相互映射、協(xié)同交互的復(fù)雜巨系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)孿生城市的“六化發(fā)展”，即支撐城市全要素?cái)?shù)字化和虛擬化、城市

3、全狀態(tài)實(shí)時(shí)化和可視化、城市管理決策協(xié)同化和智能化，實(shí)現(xiàn)三類應(yīng)用場(chǎng)景，城市規(guī)劃建設(shè)一張藍(lán)圖管到底、城市治理虛實(shí)融合一盤棋、城市服務(wù)情景交融個(gè)性主動(dòng)一站式，驅(qū)動(dòng)城市智能運(yùn)行、迭代創(chuàng)新。從建設(shè)重點(diǎn)看，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(shí)現(xiàn)智能操控的城市大腦是重點(diǎn)。未來，數(shù)字孿生城市可在數(shù)字化水平相對(duì)較高、需要運(yùn)行機(jī)理建模、實(shí)現(xiàn)虛實(shí)空間協(xié)同優(yōu)化、彰顯多維智能決策支撐等方向，如城市規(guī)劃、建筑、交通、能源等領(lǐng)域優(yōu)先落地實(shí)施，以數(shù)字孿生城市為代表的新型智慧城市發(fā)展新理念和新模式或?qū)⒆優(yōu)楝F(xiàn)實(shí)，成為未來綠地型新城新區(qū)高水平建設(shè)的必

4、由之路，棕地型城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要參考。目錄 HYPERLINK l _bookmark0 一、數(shù)字孿生城市出現(xiàn)的背景1 HYPERLINK l _bookmark1 （一）傳統(tǒng)條塊化智慧城市建設(shè)方式已現(xiàn)疲態(tài)1 HYPERLINK l _bookmark2 （二）信息技術(shù)加速突破驅(qū)動(dòng)集成創(chuàng)新出現(xiàn)拐點(diǎn)2 HYPERLINK l _bookmark3 （三）數(shù)字孿生成為城市智能化升級(jí)的重要方向3 HYPERLINK l _bookmark4 （四）部分城市率先探索實(shí)踐數(shù)字孿生理念4 HYPERLINK l _bookmark5 （五）我國智慧城市建設(shè)升級(jí)具備現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)10 HYPERLINK l _

5、bookmark6 二、數(shù)字孿生城市的內(nèi)涵特征12 HYPERLINK l _bookmark7 （一）數(shù)字孿生城市的內(nèi)涵12 HYPERLINK l _bookmark8 （二）與新型智慧城市的關(guān)系13 HYPERLINK l _bookmark9 （三）數(shù)字孿生城市的特征14 HYPERLINK l _bookmark10 （四）數(shù)字孿生城市的價(jià)值15 HYPERLINK l _bookmark11 三、數(shù)字孿生城市的總體架構(gòu)17 HYPERLINK l _bookmark12 （一）技術(shù)框架17 HYPERLINK l _bookmark13 （二）運(yùn)行機(jī)理20 HYPERLINK l

6、_bookmark14 四、數(shù)字孿生城市的典型場(chǎng)景26 HYPERLINK l _bookmark15 （一）“規(guī)建管”協(xié)同管控，助力一張藍(lán)圖干到底 26 HYPERLINK l _bookmark16 （二）虛實(shí)互動(dòng)以虛控實(shí)，支撐城市一盤棋治理28 HYPERLINK l _bookmark17 （三）情景交融以人為本，升級(jí)個(gè)性主動(dòng)服務(wù)體驗(yàn)30 HYPERLINK l _bookmark18 五、數(shù)字孿生城市核心：高精度城市信息模型32 HYPERLINK l _bookmark19 （一）城市初始建模的方法33 HYPERLINK l _bookmark20 （二）城市信息模型的構(gòu)成34

7、HYPERLINK l _bookmark21 （三）模型與數(shù)據(jù)的協(xié)同運(yùn)行35 HYPERLINK l _bookmark22 六、數(shù)字孿生城市前提：全域布局的智能設(shè)施36 HYPERLINK l _bookmark23 （一）智能設(shè)施空間布局36 HYPERLINK l _bookmark24 （二）標(biāo)識(shí)體系和編碼設(shè)計(jì)38 HYPERLINK l _bookmark25 （三）物聯(lián)設(shè)備連接管理平臺(tái)39 HYPERLINK l _bookmark26 七、數(shù)字孿生城市支撐：高效運(yùn)行的智能專網(wǎng)40 HYPERLINK l _bookmark27 （一）數(shù)字孿生城市提出網(wǎng)絡(luò)新需求40 HYPERL

8、INK l _bookmark28 （二）萬物互聯(lián)綜合接入智能專網(wǎng)42 HYPERLINK l _bookmark29 （三）智能專網(wǎng)對(duì)已有網(wǎng)絡(luò)延伸增強(qiáng)43 HYPERLINK l _bookmark30 八、數(shù)字孿生城市重點(diǎn)：智能操控的城市大腦46 HYPERLINK l _bookmark31 （一）大腦凸顯自主學(xué)習(xí)與集中調(diào)度46 HYPERLINK l _bookmark32 （二）一體三翼構(gòu)建數(shù)字孿生城市大腦47 HYPERLINK l _bookmark33 （三）創(chuàng)新全景全要素城市治理新模式49 HYPERLINK l _bookmark34 九、推進(jìn)數(shù)字孿生城市的建議50 HYP

9、ERLINK l _bookmark35 （一）正視面臨的挑戰(zhàn)50 HYPERLINK l _bookmark36 （二）分領(lǐng)域優(yōu)先落地52 HYPERLINK l _bookmark37 （三）分步驟務(wù)實(shí)推進(jìn)53 HYPERLINK l _bookmark38 （四）分類別有序引導(dǎo)54一、數(shù)字孿生城市出現(xiàn)的背景（一）傳統(tǒng)條塊化智慧城市建設(shè)方式已現(xiàn)疲態(tài)當(dāng)前全球已啟動(dòng)或在建的智慧城市已達(dá) 1000 多個(gè)，我國提出智慧城市規(guī)劃的城市有 300 多個(gè)，各類型試點(diǎn)城市高達(dá) 500 多個(gè)， 成為全球智慧城市建設(shè)規(guī)模最大的國家。隨著理念層出不窮，技術(shù)推陳出新，大中城市智慧城市建設(shè)不斷向縱深推進(jìn)，區(qū)縣級(jí)智慧

10、城市依托后發(fā)優(yōu)勢(shì)，也不甘落后。從特點(diǎn)看，國際上智慧城市建設(shè)集中在能源、交通和循環(huán)經(jīng)濟(jì)方面，注重綠色低碳、節(jié)能環(huán)保，項(xiàng)目比較單一，缺乏城市級(jí)的整體性、系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)和建設(shè)。國內(nèi)倡導(dǎo)新型智慧城市建設(shè)，基礎(chǔ)設(shè)施、在線政府、信息經(jīng)濟(jì)、城市治理、惠民服務(wù)全面展開，屬于規(guī)模化全方位系統(tǒng)工程。建設(shè)模式上，大部分城市走的是邊補(bǔ)齊行業(yè)和領(lǐng)域信息化短板，邊進(jìn)行資源整合和業(yè)務(wù)協(xié)同的路子，少數(shù)城市完成資源整合后率先進(jìn)入了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)治理的階段。建設(shè)智慧城市，對(duì)加快工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化融合，提升城市可持續(xù)發(fā)展能力具有重要意義。智慧城市建設(shè)發(fā)展已近十年，至今卻無一個(gè)城市自我標(biāo)榜已建成了智慧城市。事實(shí)上， 智慧城市

11、面臨技術(shù)和非技術(shù)兩大瓶頸難以突破，可謂舉步維艱。所謂技術(shù)瓶頸，是指基于云計(jì)算和互聯(lián)網(wǎng)的聚合式的模式創(chuàng)新比較成功，而基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、量子通信等技術(shù)的原始創(chuàng)新極度缺乏，未出現(xiàn)殺手級(jí)應(yīng)用，各功能模塊有機(jī)融合的ONE ICT 架構(gòu)未能實(shí)現(xiàn)，造成創(chuàng)新只停留在表面，城市運(yùn)行和治理的水平有量的提升，但沒有質(zhì)的改變。所謂非技術(shù)瓶頸，表現(xiàn)在智慧城市建設(shè)所需的龐大資金問題一直沒有找到解決之道，政府和市場(chǎng)邊界不好劃分，工程周期長(zhǎng)投入大充滿變數(shù)，企業(yè)盈利和資本回報(bào)前景模糊，觀望躑躅之下，推進(jìn)效果可想而知。此外，彰顯智慧所必須的資源共享與業(yè)務(wù)協(xié)同機(jī)制也一直沒有建立起來，信息打通仍困難，協(xié)同共治難實(shí)

12、現(xiàn)。兩大瓶頸懸而未決導(dǎo)致智慧城市疲態(tài)盡顯停滯不前，現(xiàn)有的建設(shè)發(fā)展模式亟待突破。（二）信息技術(shù)加速突破驅(qū)動(dòng)集成創(chuàng)新出現(xiàn)拐點(diǎn)智慧城市是信息技術(shù)驅(qū)動(dòng)下的城市創(chuàng)新發(fā)展的一種新模式，是信息技術(shù)綜合運(yùn)用和集成創(chuàng)新的大平臺(tái)，但縱觀多年來智慧城市中的技術(shù)應(yīng)用，基本上是單點(diǎn)的、割裂的，集成的、融合的少，比如云計(jì)算技術(shù)用于政務(wù)云建設(shè)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于城市管理的感知監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于電子政務(wù)和公共服務(wù)的交互渠道，大數(shù)據(jù)用于城市治理的決策分析，人工智能則是用于提升各種應(yīng)用的智能化體驗(yàn)。這些技術(shù)對(duì)提升智慧能力的作用毋庸置疑，但技術(shù)間缺乏系統(tǒng)架構(gòu)級(jí)的融會(huì)貫通，造成應(yīng)用離散化，信息孤島化，平臺(tái)多元化，集成創(chuàng)新的乘

13、數(shù)效應(yīng)尚未釋放出來。形勢(shì)已隨日新月異的技術(shù)演進(jìn)悄然變化，物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能、無人駕駛、虛擬現(xiàn)實(shí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化加速突破， 掀起數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化新一輪浪潮，深刻影響著智慧城市的規(guī)劃建設(shè)與運(yùn)行發(fā)展。此外，跨領(lǐng)域技術(shù)間的融合創(chuàng)新已成主流趨勢(shì)， 信息通信技術(shù)與 3D 建模、高精度地圖、全球定位系統(tǒng)、模擬仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)、智能控制等技術(shù)有機(jī)耦合，集成應(yīng)用驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新出現(xiàn)拐點(diǎn)， 智慧城市面臨的技術(shù)瓶頸很大程度上得以破解，數(shù)字孿生城市數(shù)字城市與物理城市虛實(shí)融合孿生并行，虛擬服務(wù)現(xiàn)實(shí)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)治理，一種全新的智慧城市建設(shè)路徑和實(shí)踐模式呼之欲出，將引發(fā)城市治理規(guī)則的重大變革，為非技術(shù)瓶頸的破解也帶來

14、了曙光，城市信息化或從量變迎來質(zhì)變。（三）數(shù)字孿生成為城市智能化升級(jí)的重要方向數(shù)字孿生是指通過對(duì)物理世界的人、物、事件等所有要素?cái)?shù)字化，在網(wǎng)絡(luò)空間再造一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的“虛擬世界”，形成物理維度上的實(shí)體世界和信息維度上的數(shù)字世界同生共存、虛實(shí)交融的格局。數(shù)字孿生最早由密西根大學(xué)教授 Grieves 提出，后來 NASA 用于對(duì)飛行器的真實(shí)運(yùn)行活動(dòng)進(jìn)行鏡像仿真。最先用于工業(yè)領(lǐng)域，尤其是大型裝備制造業(yè)。通過搭建數(shù)字孿生生產(chǎn)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃到制造執(zhí)行的全過程數(shù)字化。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球 40%的大型生產(chǎn)商都將應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)來為他們的生產(chǎn)過程進(jìn)行建模。數(shù)字孿生的出現(xiàn)根本在于感知、網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、

15、人工智能、控制、建模等技術(shù)的集中爆發(fā)。尤其是傳感器和低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，將物理世界的動(dòng)態(tài)，通過傳感器精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)地反饋到數(shù)字世界。數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)由實(shí)入虛，網(wǎng)絡(luò)化智能化實(shí)現(xiàn)由虛入實(shí)， 通過虛實(shí)互動(dòng)，持續(xù)迭代，實(shí)現(xiàn)物理世界的最佳有序運(yùn)行。數(shù)字孿生現(xiàn)象是數(shù)字化浪潮的必然趨勢(shì)，是數(shù)字化的理想狀態(tài)，數(shù)字孿生城市也成為智慧城市建設(shè)發(fā)展的必經(jīng)之路。數(shù)字孿生城市是技術(shù)演進(jìn)與需求升級(jí)驅(qū)動(dòng)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。雖然數(shù)字城市的提出由來已久，但全域數(shù)字化一直未能實(shí)現(xiàn)，這與技術(shù)發(fā)展的局限性和成熟度有關(guān)，如今數(shù)字孿生城市的理念，才真正體現(xiàn)了數(shù)字城市意圖達(dá)到的理想愿景。數(shù)字孿生城市作為狹

16、義數(shù)字城市的終點(diǎn)，卻是智慧城市建設(shè)的起點(diǎn)，它是城市實(shí)現(xiàn)智慧的重要設(shè)施和基礎(chǔ)能力，是城市信息化從量變走向質(zhì)變的一個(gè)里程碑。（四）部分城市率先探索實(shí)踐數(shù)字孿生理念世界各國當(dāng)前在數(shù)字孿生城市的實(shí)踐上，已初步完成城市靜態(tài)建模，主要用于指導(dǎo)城市規(guī)劃工作。未來，城市運(yùn)行的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)與靜態(tài)模型的融合，將成為數(shù)字孿生城市構(gòu)想落地，并發(fā)揮重要意義的關(guān)鍵與挑戰(zhàn)。隨著 5G、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，數(shù)字孿生城市的理念，正在堅(jiān)定的向現(xiàn)實(shí)邁進(jìn)。雄安新區(qū)數(shù)字城市雄安新區(qū)在規(guī)劃綱要中指出，堅(jiān)持?jǐn)?shù)字城市與現(xiàn)實(shí)城市同步規(guī)劃、同步建設(shè)，推動(dòng)全域智能化應(yīng)用服務(wù)實(shí)時(shí)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)、

17、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)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(yàn)進(jìn)行全方位謀劃，實(shí)現(xiàn)數(shù)字城市與物理城市同步規(guī)劃同步建設(shè)，對(duì)物理世界的人、物、事件等所有要素?cái)?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(shí)現(xiàn)虛擬服務(wù)現(xiàn)實(shí)， 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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，以高度智能化替代傳統(tǒng)的網(wǎng)格化管理，虛實(shí)融合蘊(yùn)含無限應(yīng)用創(chuàng)新空間，將引發(fā)城市智能化管理和服務(wù)模式的重大顛覆性創(chuàng)新。圖 1數(shù)字孿生城市：智能新區(qū)虛擬新加坡平臺(tái)2015 年，新加坡政府與法國達(dá)索系統(tǒng)等多家公司、研究機(jī)構(gòu)簽訂協(xié)議，啟動(dòng)“虛擬新加坡”項(xiàng)目。該項(xiàng)目計(jì)劃完全依照真實(shí)

18、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(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，并可根據(jù)目的需求，實(shí)時(shí)顯示城市運(yùn)營狀態(tài)。模型的關(guān)鍵在于真實(shí)世界與虛擬世界的精準(zhǔn)映射。模型既是物理世界運(yùn)行動(dòng)態(tài)的展示，滿足城市管理的需求，也能夠指導(dǎo)城市未來的建設(shè)與運(yùn)行優(yōu)化?！疤摂M新加坡”平臺(tái)計(jì)劃于 2018 年，面向政府、市民、企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)開放，可廣泛應(yīng)用于城市環(huán)境模擬仿真、城市服務(wù)分析、規(guī)劃與管理決策、科學(xué)研究等領(lǐng)域。新加坡政府在 3 年時(shí)間內(nèi)，累計(jì)投入 7300 萬美元，積累了 50TB 數(shù)據(jù)。圖 2數(shù)字孿生城市：虛擬新加坡新加坡政府正在同時(shí)打造“智慧國家傳感平臺(tái)”，并計(jì)劃設(shè)立國家官方網(wǎng)站。該平臺(tái)部署了西門子公司基

19、于云的開放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，將統(tǒng)一負(fù)責(zé)新加坡境內(nèi)的傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)融合與理解。2017 年，新加坡政府財(cái)政投入 2.16 億新加坡元用于平臺(tái)建設(shè)，占總預(yù)算比例 9%，比 2016 年增長(zhǎng) 7.7 倍。其中，新加坡政府將部分預(yù)算用于信息桿的建設(shè)。新加坡政府將11 萬路燈互聯(lián)，以集群的方式部署無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、各類傳感器設(shè)備。新加坡政府既建立了安全、高速、經(jīng)濟(jì)且具有擴(kuò)展性的全國通訊基礎(chǔ)設(shè)施，又建立了遍布全國的傳感器網(wǎng)絡(luò)，采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（如環(huán)境、人口密度、交通、天氣、能耗和廢物回收等），并對(duì)重要數(shù)據(jù)匿名化保護(hù)、管理以及適當(dāng)共享。圖 3新加坡“智慧國家傳感平臺(tái)”構(gòu)想法國雷恩 3D 城市法國城

20、市雷恩與達(dá)索系統(tǒng)公司簽訂協(xié)議，計(jì)劃在2017-2019 年， 建立城市的數(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，是他們構(gòu)建數(shù)字孿生城市的想法。城市規(guī)模、治理結(jié)構(gòu)以及城市的交通、能源和環(huán)境等問題是他們考慮的重要因素。他們通過設(shè)計(jì)與仿真的方法開發(fā)整個(gè)城市的 3D 模型，根據(jù)不同用戶群的需求對(duì) 3D 模型進(jìn)行測(cè)試與評(píng)估，來支持城市的決策過程與調(diào)解工作。雷恩和達(dá)索系統(tǒng)公司構(gòu)建的 3D 平臺(tái)是一個(gè)協(xié)作環(huán)境，允許各方進(jìn)行溝通協(xié)作，共同設(shè)計(jì)創(chuàng)新項(xiàng)目、產(chǎn)品和服務(wù)。它提供了可視化設(shè)計(jì)，可模擬貿(mào)易環(huán)境，還原城市及其居民的市場(chǎng)，最充分地和現(xiàn)實(shí)貼合。雷恩和達(dá)索系統(tǒng)公司繼續(xù)在先進(jìn)的理念進(jìn)行

21、研究探索，為我們的城市提供了一個(gè)更好的未來。圖 4數(shù)字孿生城市：法國雷恩 PAGE 54 PAGE 53多倫多高科技社區(qū)多倫多邀請(qǐng)了谷歌公司的 Sidewalk Labs 對(duì)其濱海的部分區(qū)域開發(fā)，計(jì)劃建成高科技社區(qū)（Quayside）。Sidewalk Labs 的應(yīng)用程序可記錄公共區(qū)域中每一個(gè)物件的位置（如道路、建筑等）。安裝的多類別傳感器設(shè)備，可用于收集多樣化信息（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)的融合，將助力數(shù)據(jù)專家生成深刻洞察，優(yōu)化城市運(yùn)營；并采用復(fù)雜的建模技術(shù)模擬極端情景，尋找解決方案。該項(xiàng)目目前處于早期規(guī)劃和咨詢階段，并以精美的設(shè)計(jì)插圖為吸引點(diǎn)

22、，充分地體現(xiàn)濱水區(qū)的特點(diǎn)。此項(xiàng)目將結(jié)合前瞻性的城市設(shè)計(jì)和新的數(shù)字技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性、可負(fù)擔(dān)性、流動(dòng)性和經(jīng)濟(jì)機(jī)會(huì)等方面的領(lǐng)先水平。圖 5多倫多城市虛擬模型（五）我國智慧城市建設(shè)升級(jí)具備現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)智慧城市態(tài)勢(shì)良好，基礎(chǔ)設(shè)施不斷升級(jí)從2012年我國中央政府首次提出的關(guān)于智慧城市建設(shè)的指導(dǎo)性文件國家智慧城市試點(diǎn)暫行管理辦法國家智慧城市(區(qū)、鎮(zhèn))試點(diǎn)指標(biāo)體系(運(yùn)行)肇始，到2017年“智慧社會(huì)”被正式寫進(jìn)十九大報(bào)告中，指導(dǎo)智慧城市合理發(fā)展的指導(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(huì)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、

23、連接層和計(jì)算層均具備開展數(shù)字孿生城市的能力，公共基礎(chǔ)設(shè)施的智能化是實(shí)現(xiàn)智慧城市有效發(fā)展的必然要求。我國智慧城市建設(shè)已近十年，大部分城市在高速寬帶網(wǎng)絡(luò)、政務(wù)云、核心平臺(tái)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面取得長(zhǎng)足進(jìn)展，城市治理、便民惠民等應(yīng)用成效顯著，并基于城市一張圖在多規(guī)合一、并聯(lián)審批和決策仿真方面開展積極探索，這一切為數(shù)字孿生城市建設(shè)奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。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。目前，通過移動(dòng)通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、Wi-Fi技術(shù)等，城市建筑、橋梁、道路、管網(wǎng)、燈桿等公共基礎(chǔ)設(shè)施可實(shí)現(xiàn)“被感知”。在市政環(huán)衛(wèi)設(shè)施中安裝智能化傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)衛(wèi)設(shè)施的

24、遠(yuǎn)程可控制和資源可調(diào)度；在公共交通設(shè)施中安裝的感知監(jiān)控設(shè)備可智能化支持不同移動(dòng)狀態(tài)，確保城市的智能交通系統(tǒng)良好運(yùn)行。通過物聯(lián)網(wǎng)總控和智慧城市運(yùn)營管理中心，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)海量的城市基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和分析，并結(jié)合邊緣計(jì)算和深度學(xué)習(xí)技術(shù)讓城市基礎(chǔ)設(shè)施真正實(shí)現(xiàn)“智能化”，實(shí)現(xiàn)城市運(yùn)行狀態(tài)的智能感知和智能決策。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(dòng)下，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、車聯(lián)網(wǎng)、5G、虛擬現(xiàn)實(shí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)創(chuàng)新突飛猛進(jìn)，實(shí)際應(yīng)用日益顯著，為數(shù)字孿生城市建設(shè)提供強(qiáng)有力支撐。在國務(wù)院關(guān)于促進(jìn)云計(jì)算創(chuàng)新發(fā)展培育信息產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)的意見關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”

25、行動(dòng)的指導(dǎo)意見云計(jì)算綜合標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)指南等利好政策作用下，我國云計(jì)算產(chǎn)業(yè)已經(jīng)走過培育與成長(zhǎng)階段，現(xiàn)已進(jìn)入成熟發(fā)展期，產(chǎn)業(yè)格局基本穩(wěn)定。近兩年我國大數(shù)據(jù)發(fā)展政策陸續(xù)出臺(tái)，國務(wù)院發(fā)布促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要，聚焦大數(shù)據(jù)發(fā)展中的三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，即政務(wù)數(shù)據(jù)應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用和應(yīng)用安全。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)自2009年起就一直作為國家戰(zhàn)略在推動(dòng)發(fā)展，政府和產(chǎn)業(yè)界高度重視，產(chǎn)業(yè)能級(jí)和技術(shù)實(shí)力在不斷提升。尤其近年來在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，傳感和低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)取得突破，產(chǎn)品和服務(wù)成本不斷下降，使城市級(jí)大規(guī)模的感知設(shè)施部署和萬物互聯(lián)成為可能。二、數(shù)字孿生城市的內(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

26、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(shí)體城市和信息維度上的虛擬城市同生共存、虛實(shí)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(jí)數(shù)據(jù)閉環(huán)賦能體系，通過數(shù)據(jù)全域標(biāo)識(shí)、狀態(tài)精準(zhǔn)感知、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析、模型科學(xué)決策、智能精準(zhǔn)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)城市的模擬、監(jiān)控、診斷、預(yù)測(cè)和控制，解決城市規(guī)劃、設(shè)計(jì)、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(shí)現(xiàn)智慧城市的內(nèi)生發(fā)展動(dòng)力。圖 6數(shù)字孿生城市虛實(shí)融合迭代優(yōu)化數(shù)字孿生城市基于數(shù)字化標(biāo)識(shí)、自動(dòng)化感知、網(wǎng)絡(luò)化連接、普惠化計(jì)算、智能化控制、平臺(tái)化服務(wù)的信息技術(shù)體系和城市信息空間模

27、型，在數(shù)字空間再造一個(gè)與物理城市匹配對(duì)應(yīng)的數(shù)字城市，全息模擬、動(dòng)態(tài)監(jiān)控、實(shí)時(shí)診斷、精準(zhǔn)預(yù)測(cè)城市物理實(shí)體在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的狀態(tài)，推動(dòng)城市全要素?cái)?shù)字化和虛擬化、全狀態(tài)實(shí)時(shí)化和可視化、城市運(yùn)行管理協(xié)同化智能化，實(shí)現(xiàn)物理城市與數(shù)字城市協(xié)同交互、平行運(yùn)轉(zhuǎn)。（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(dòng)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、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(jí)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

28、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(shí)體城市狀態(tài)，另一方面精準(zhǔn)操控、智能優(yōu)化現(xiàn)實(shí)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(shí)結(jié)合、孿生互動(dòng)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(gè)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(jí)創(chuàng)新平臺(tái)。（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(shí)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

29、面的傳感器布設(shè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)城市運(yùn)行狀態(tài)的充分感知、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，形成虛擬城市在信息維度上對(duì)實(shí)體城市的精準(zhǔn)信息表達(dá)和映射。虛實(shí)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。未來數(shù)字孿生城市中，在城市實(shí)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(dòng)，不僅在實(shí)體空間，而且在虛擬空間得到極大擴(kuò)充，虛實(shí)融合、虛實(shí)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(duì)物理城市建立相對(duì)應(yīng)的虛擬模型，并以軟件的方式模擬城市人、事、物在真實(shí)環(huán)境下的行為，通過云端和邊緣計(jì)算，軟性指引和操控

30、城市的交通信號(hào)控制、電熱能源調(diào)度、重大項(xiàng)目周期管理、基礎(chǔ)設(shè)施選址建設(shè)。智能干預(yù)：通過在“數(shù)字孿生城市”上規(guī)劃設(shè)計(jì)、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(xiǎn)進(jìn)行智能預(yù)警， 并提供合理可行的對(duì)策建議，以未來視角智能干預(yù)城市原有發(fā)展軌跡和運(yùn)行，進(jìn)而指引和優(yōu)化實(shí)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”。（四）數(shù)字孿生城市的價(jià)值數(shù)字孿生城市的核心價(jià)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(dòng)決策，虛實(shí)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(shí)入虛

31、，可以在虛擬空間的建模，仿真，演化，操控，同時(shí)由虛入實(shí)，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。在建設(shè)方面，對(duì)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，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(duì)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(duì)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城市規(guī)劃建設(shè)的效率、質(zhì)量，大幅降低時(shí)間、人工和物料成本，最重要的，它能夠使城市規(guī)劃建設(shè)少走彎路、不留遺憾。在治理方面，數(shù)字城市與物理城市兩個(gè)主體虛實(shí)互動(dòng)，孿生并行，以虛控實(shí)。通

32、過物聯(lián)感知和泛在網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)由實(shí)入虛，再通過科學(xué)決策和智能控制由虛入實(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)現(xiàn)由實(shí)入虛，數(shù)字城市仿真決策后再一次由虛入實(shí)，這樣在虛擬世界仿真，在現(xiàn)實(shí)世界執(zhí)行， 虛實(shí)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(shí)世界的實(shí)體交互，實(shí)現(xiàn)情景交融式服務(wù)，真正做到信息隨心至、萬物觸手及。三、數(shù)字孿生城市的總體架構(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)

33、，提供毫秒級(jí)時(shí)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(jì)算，以大范圍、多尺度、長(zhǎng)周期、智能化地實(shí)現(xiàn)城市的決策、操控。圖 7數(shù)字孿生城市運(yùn)行機(jī)理圖 8數(shù)字孿生城市總體框架端側(cè)群智感知、可視可控城市感知終端“成群結(jié)隊(duì)”形成群智感知能力。感知設(shè)施將從單一的 RFID、傳感器節(jié)點(diǎn)向更強(qiáng)感知、通信、計(jì)算能力的智能硬件、智能桿柱、智能無人車等迅速發(fā)展。同時(shí)，個(gè)人持有的智能手機(jī)、智能終端將集成越來越多的精密傳感能力，擁有日益強(qiáng)大的感知、計(jì)算、存儲(chǔ)和通信能力，成為感知城市周邊環(huán)境以及居民的“強(qiáng)” 節(jié)點(diǎn)，形成大范圍、大規(guī)模、協(xié)同化普適計(jì)算的群智感知。基于標(biāo)識(shí)和感知體系全面提升傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施智能化水平。

34、通過建立基于智能標(biāo)識(shí)和監(jiān)測(cè)的城市綜合管廊，實(shí)現(xiàn)管廊規(guī)劃協(xié)同化、建設(shè)運(yùn)行可視化、過程數(shù)據(jù)全留存。通過建立智能路網(wǎng)實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)、圍欄、橋梁等設(shè)施智能化的監(jiān)測(cè)、養(yǎng)護(hù)和雙向操控管理。多功能信息桿柱等新型智能設(shè)施全域部署，實(shí)現(xiàn)智能照明、信息交互、無線服務(wù)、機(jī)車充電、緊急呼叫、環(huán)境監(jiān)測(cè)等智能化能力。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)。全面推進(jìn) 4G、5G、WLAN、NB-IoT、eMTC 等多網(wǎng)協(xié)同部署，實(shí)現(xiàn)基于虛擬化、云化技術(shù)的立體無縫覆蓋，提供無線感知、移動(dòng)寬帶和萬物互聯(lián)的接入服務(wù)，支撐新一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在垂直行業(yè)的融合應(yīng)用。形成天地一體綜合信息網(wǎng)絡(luò)支撐云端服務(wù)。綜合利用新型信息網(wǎng)絡(luò)技

35、術(shù)，充分發(fā)揮空、天、地信息技術(shù)的各自優(yōu)勢(shì)，通過空、天、地、海等多維信息的有效獲取、協(xié)同、傳輸和匯聚，以及資源的統(tǒng)籌處理、任務(wù)的分發(fā)、動(dòng)作的組織和管理，實(shí)現(xiàn)時(shí)空復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的一體化綜合處理和最大有效利用，為各類不同用戶提供實(shí)時(shí)、可靠、按需服務(wù)的泛在、機(jī)動(dòng)、高效、智能、協(xié)作的信息基礎(chǔ)設(shè)施和決策支持系統(tǒng)。云側(cè)隨需調(diào)度、普惠便民邊緣計(jì)算及量子計(jì)算設(shè)施提供高速信息處理能力。在城市的工廠、道路、交接箱等地，構(gòu)建具備周邊環(huán)境感應(yīng)、隨需分配和智能反饋回應(yīng)的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)。部署以原子、離子、超導(dǎo)電路和光量子等為基礎(chǔ)的各類量子計(jì)算設(shè)施，為實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模的數(shù)據(jù)檢索、城市精準(zhǔn)的天氣預(yù)報(bào)、計(jì)算優(yōu)化的交通指揮、人工智能科研探索等

36、海量信息處理提供支撐。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。搭建支持知識(shí)推理、概率統(tǒng)計(jì)、深度學(xué)習(xí)等人工智能統(tǒng)一計(jì)算平臺(tái)和設(shè)施，形成具有知識(shí)計(jì)算、認(rèn)知推理、運(yùn)動(dòng)執(zhí)行、人機(jī)交互能力的智能支撐能力。建立定制化強(qiáng)、個(gè)性化部署的區(qū)塊鏈服務(wù)設(shè)施， 支撐各類應(yīng)用的身份驗(yàn)證、電子證據(jù)保全、供應(yīng)鏈管理、產(chǎn)品追溯等領(lǐng)域商業(yè)智能合約的自動(dòng)化執(zhí)行。部署云計(jì)算及大數(shù)據(jù)設(shè)施。建立虛擬一體化云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)和大數(shù)據(jù)分析中心，基于 SDN 技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨地域服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)資源的調(diào)度能力，滿足智慧政務(wù)辦公和公共服務(wù)、綜合治理、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等各類業(yè)務(wù)存儲(chǔ)和計(jì)算需求。（二）運(yùn)行機(jī)理與工業(yè)領(lǐng)域數(shù)字孿生體構(gòu)建模式類似，數(shù)字

37、孿生城市是在更大范圍、更多場(chǎng)景下，整合全域感知、歷史積累、運(yùn)行監(jiān)測(cè)等多元異構(gòu)數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多尺度的仿真過程，集成指揮調(diào)度、運(yùn)行決策、民生服務(wù)等智慧應(yīng)用，共同構(gòu)建與現(xiàn)實(shí)城市同生共存、虛實(shí)交融的復(fù)雜巨系統(tǒng)，反映現(xiàn)實(shí)城市運(yùn)行全過程。數(shù)字孿生城市，以全域數(shù)字化標(biāo)識(shí)和一體化感知監(jiān)測(cè)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(jì)算（算力）、深度學(xué)習(xí)的機(jī)器智能平臺(tái)（算法）為城市信息中樞，以數(shù)字孿生模型平臺(tái)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)，形成一種自我優(yōu)化的智能運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)“全域立體感知、萬物可信互聯(lián)、泛在普惠計(jì)算、智能定義一切、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策”。

38、圖 9數(shù)字孿生城市總體框架運(yùn)行機(jī)理全域終端數(shù)字化標(biāo)識(shí)數(shù)字化標(biāo)識(shí)是萬物互聯(lián)的基礎(chǔ)，是數(shù)字孿生城市構(gòu)建的前提條件，是數(shù)字空間中用于區(qū)分實(shí)體身份的基礎(chǔ)信息。數(shù)字孿生城市模式下，是一個(gè)實(shí)現(xiàn)物理世界與數(shù)字世界完全對(duì)應(yīng)、融合和演進(jìn)，并驅(qū)動(dòng)整個(gè)世界數(shù)字化、智能化的過程，為了給城市構(gòu)建準(zhǔn)確的數(shù)字孿生模型（CIM），實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息和實(shí)體之間的精準(zhǔn)匹配、建立連接和管理控制，數(shù)字化標(biāo)識(shí)城市的每一個(gè)實(shí)體是必然趨勢(shì)，在城市范圍內(nèi)所有智能終端具備唯一的全局身份標(biāo)識(shí)，類似人的身份證號(hào)， 作為數(shù)字孿生城市的唯一索引，記錄智能終端所有身份信息，便于數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、反饋，終端的遠(yuǎn)程操控。一體化感知監(jiān)測(cè)體系一體化感知監(jiān)測(cè)體系是萬物感知

39、、萬物互聯(lián)、萬物智能的通道、入口和“神經(jīng)系統(tǒng)”，是數(shù)字孿生城市實(shí)現(xiàn)物理世界到虛擬世界轉(zhuǎn)化的“連接器”。一體化感知監(jiān)測(cè)體系主要包括感知設(shè)備、感知網(wǎng)絡(luò)、感知平臺(tái)等，設(shè)備層提供各類智能終端具有物聯(lián)網(wǎng)感知模塊，成為設(shè)備數(shù)據(jù)源；網(wǎng)絡(luò)層建立極速傳輸網(wǎng)絡(luò)，為城市各類傳感設(shè)備提供更深更廣的網(wǎng)絡(luò)覆蓋、更可靠更大量的并行連接，使得感知數(shù)據(jù)從設(shè)備層高速傳輸?shù)狡脚_(tái)層；平臺(tái)層匯聚所有感知數(shù)據(jù)，為城市大數(shù)據(jù)分析洞察提供支撐，進(jìn)而為城市治理、民生服務(wù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等提供綜合數(shù)據(jù)服務(wù)。一體化感知監(jiān)測(cè)體系在全域終端數(shù)字化標(biāo)識(shí)體系下，通過感知器件和互聯(lián)互通設(shè)施，感知和傳送城市環(huán)境和城市部件等監(jiān)控對(duì)象的狀態(tài)信息，并實(shí)現(xiàn)受控的反向的遠(yuǎn)程

40、控制，最終實(shí)現(xiàn)物理空間和數(shù)字空間的雙向映射，達(dá)到萬物互聯(lián)、虛實(shí)交融的效果。全域全量的數(shù)據(jù)資源全域全量的城市數(shù)據(jù)是數(shù)字孿生城市構(gòu)建的基礎(chǔ)，為深度學(xué)習(xí)自我優(yōu)化功能提供“數(shù)據(jù)”要素（人工智能三要素之一）。在數(shù)字化標(biāo)識(shí)和一體化感知監(jiān)測(cè)體系下，整合政府信息系統(tǒng)、行業(yè)領(lǐng)域信息系統(tǒng)、第三方社會(huì)機(jī)構(gòu)信息系統(tǒng)等多元數(shù)據(jù)，形成城市全域數(shù)據(jù)， 如基于統(tǒng)一物聯(lián)網(wǎng)感知平臺(tái)的智能終端數(shù)據(jù)、基于衛(wèi)星遙感的城市地理信息、基于各種傳感設(shè)施的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、面向手機(jī)和車輛等移動(dòng)設(shè)備的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、基于政府信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、基于公用事業(yè)單位信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、基于通信運(yùn)營商和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商等商業(yè)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)等。搭建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理平

41、臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、匯集、清洗、分類、開放、共享，實(shí)現(xiàn)城市范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)的一致性保障、可靠性保證、快速定位和高效獲取，構(gòu)成有效決策的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。高性能的協(xié)同計(jì)算能力高性能的協(xié)同計(jì)算是數(shù)字孿生城市構(gòu)建的效率保障，為深度學(xué)習(xí)自我優(yōu)化功能提供“算力”要素（人工智能三要素之一）。在數(shù)字孿生城市模式下，城市實(shí)現(xiàn)高度數(shù)字化，同時(shí)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)資源， 高性能的協(xié)同計(jì)算將提供算力支撐，主要包括強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理中心和邊緣計(jì)算中心，在城市的所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中根據(jù)需求部署云計(jì)算中心和邊緣計(jì)算設(shè)施，為孿生城市的高效運(yùn)行提供運(yùn)行決策。以自動(dòng)駕駛車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為例，通過車輛獲得的車輛周邊感知數(shù)據(jù)和車路協(xié)同基礎(chǔ)設(shè)施獲得的路況數(shù)據(jù)，在邊緣計(jì)

42、算中心進(jìn)行環(huán)境理解、導(dǎo)航規(guī)劃、高精地圖更新等數(shù)據(jù)處理及決策，然后在交通部門的云計(jì)算中心進(jìn)行指揮交通控制決策。深度學(xué)習(xí)機(jī)器智能平臺(tái)深度學(xué)習(xí)的機(jī)器智能平臺(tái)是數(shù)字孿生城市構(gòu)建的運(yùn)行決策保障， 為深度學(xué)習(xí)自我優(yōu)化功能提供“算法”要素（人工智能三要素之一）。 基于海量“數(shù)據(jù)”和高性能“算力”，全面構(gòu)建融合大數(shù)據(jù)、人工 智能、區(qū)塊鏈等先進(jìn)技術(shù)引領(lǐng)的深度學(xué)習(xí)機(jī)器智能平臺(tái)，應(yīng)用機(jī)器 學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等機(jī)器智能算法，更好的實(shí)現(xiàn)有效采樣、模式識(shí)別、 行動(dòng)指南和規(guī)劃決策，將人類智能和機(jī)器智能相結(jié)合，把專業(yè)經(jīng)驗(yàn) 和數(shù)據(jù)科學(xué)有機(jī)融合，利用機(jī)器學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)的交互可視分析方法迭代 演進(jìn)，不斷優(yōu)化，提升智能算法執(zhí)行的效率和性能，保

43、證數(shù)據(jù)決策 的有效性和高效性，以適應(yīng)不斷變化的城市各種服務(wù)場(chǎng)景。如，運(yùn) 用大數(shù)據(jù)技術(shù)推動(dòng)政企協(xié)同、定制化數(shù)據(jù)開發(fā)、大數(shù)據(jù)公共服務(wù)等 使能；運(yùn)用人工智能技術(shù)提供人工智能基礎(chǔ)服務(wù)、自主無人系統(tǒng)智 能支撐、群體智能服務(wù)等使能服務(wù)；運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)，提供基礎(chǔ)數(shù) 據(jù)安全可信的共享開放、簡(jiǎn)化金融物流供應(yīng)鏈等業(yè)務(wù)流程等定制化 區(qū)塊鏈服務(wù)等。實(shí)時(shí)映射的孿生模型平臺(tái)實(shí)時(shí)映射的孿生模型平臺(tái)是構(gòu)建數(shù)字孿生城市綜合信息載體平臺(tái)，是城市統(tǒng)一“展示窗口”“決策中心”。通過加載全域全量的數(shù)據(jù)資源構(gòu)建城市多維數(shù)據(jù)空間，利用 GIS 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)城市從地下到地上地理信息的數(shù)字化，利用 BIM 和 CIM 模型構(gòu)建城市的三維數(shù)據(jù)空間畫

44、像，同時(shí)，整合城市遙感、北斗導(dǎo)航、地理測(cè)繪信息、智能建筑等城市空間數(shù)據(jù)，在數(shù)字空間模擬仿真組建出虛實(shí)映射的數(shù)字孿生城市模型。數(shù)字孿生城市模型集中可視化呈現(xiàn)全域智能終端信息、城市運(yùn)行效果、所有決策效果等，并且可通過操控系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制城市運(yùn)行狀態(tài)。簡(jiǎn)而言之，是在萬物互聯(lián)、萬物感知、萬物智能的基礎(chǔ)上， 打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)則，在靜止的二維平面中加入動(dòng)態(tài)演示與模擬，由以往形態(tài)上的平面化、靜態(tài)化開始逐漸向動(dòng)態(tài)化、立體化、智能化延伸。智能操控現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用體系智能操控現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用體系是構(gòu)建數(shù)字孿生城市的“總控開關(guān)” “指揮中心”。在數(shù)字孿生城市中，所有的服務(wù)場(chǎng)景都將在網(wǎng)絡(luò)空間擁有對(duì)應(yīng)的虛擬場(chǎng)景映射，智能操控現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用體

45、系，可作為所有數(shù)字孿生城市下應(yīng)用場(chǎng)景的操控平臺(tái)，在實(shí)體場(chǎng)景中完成的服務(wù)可以在線上的虛擬場(chǎng)景中通過信息的傳輸開展，打破了時(shí)空的界限， 在提高服務(wù)效率、水平的同時(shí)，也將大大緩解服務(wù)資源不平衡的問題。智能操控現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用體系全面集成和融合安全、能源、交通、制造、醫(yī)療健康、物流、治理等城市各領(lǐng)域的運(yùn)行平臺(tái)，形成集城市運(yùn)行態(tài)勢(shì)監(jiān)控、災(zāi)害預(yù)警、應(yīng)急指揮、信息發(fā)布等功能于一體的數(shù)字孿生城市總控平臺(tái)、運(yùn)行指揮平臺(tái)，助力實(shí)現(xiàn)城市資源配置自動(dòng)優(yōu)化，城市預(yù)警推演的毫秒級(jí)響應(yīng)。四、數(shù)字孿生城市的典型場(chǎng)景數(shù)字孿生模式下，提供了一種能力，包括實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、精準(zhǔn)、定位、可視化展示，仿真、驗(yàn)證、回溯，協(xié)同、聯(lián)動(dòng)等。城市的運(yùn)行狀態(tài)

46、將與以往大為不同，可以肯定的是，未來科學(xué)發(fā)現(xiàn)和智慧應(yīng)用將會(huì)不斷涌現(xiàn)，使我們的生活充滿了驚喜體驗(yàn)。（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(chǎng)景首推“規(guī)建管”全生命周期的協(xié)同管控，實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃布局仿真可計(jì)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(shí)現(xiàn)城市“一張藍(lán)圖繪到底、建到底和管到底”。在規(guī)劃前期，基于數(shù)字模型摸清城市家底、把握運(yùn)行脈搏，推動(dòng)規(guī)劃有的放矢提前布局。通過快速的“假設(shè)”分析和發(fā)展推演， 以更少的成本和更快的速度推動(dòng)創(chuàng)新型城市頂

47、層設(shè)計(jì)落地?？茖W(xué)評(píng)估規(guī)劃影響，避免不切實(shí)際的規(guī)劃設(shè)計(jì)浪費(fèi)時(shí)間，防止在驗(yàn)證階段重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。在勘察階段，基于數(shù)字模型進(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(shí)現(xiàn)工程勘察信息的有效傳遞和共享。在規(guī)劃階段，通過全面整合導(dǎo)入城鄉(xiāng)、土地、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、市政等多方規(guī)劃數(shù)據(jù)，在數(shù)字孿生空間實(shí)現(xiàn)合并疊加，解決潛在沖突差異，統(tǒng)一空間邊界控制，形成多規(guī)合一的“一張底圖”，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行規(guī)劃評(píng)估、多方協(xié)同、動(dòng)態(tài)優(yōu)化與實(shí)施監(jiān)督。在充分保證“一張圖”實(shí)時(shí)性和有效性的前提下，通過對(duì)各種規(guī)劃方案及結(jié)果進(jìn)行模擬仿真及可視化展示，實(shí)現(xiàn)方案的優(yōu)化和比選。在設(shè)計(jì)階段，基于數(shù)字模型對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行性能和功能模擬、優(yōu)

48、化、審查和數(shù)字化成果交付，開展集成協(xié)同設(shè)計(jì)，提升質(zhì)量和效率。在建設(shè)階段，基于數(shù)字模型對(duì)工程項(xiàng)目從圖紙、施工到竣工交付全過程進(jìn)行監(jiān)管，對(duì)重大項(xiàng)目進(jìn)度、資金、質(zhì)量、安全、綠色施工、原材料、勞務(wù)和協(xié)同協(xié)作進(jìn)行數(shù)字化監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、集成和可視化施工管理，確保重大工程項(xiàng)目的按時(shí)、高質(zhì)、安全交付。讓每一個(gè)竣工的建筑、基礎(chǔ)設(shè)施等建設(shè)主體，都包括物理實(shí)體和數(shù)字虛體兩大成果，可實(shí)時(shí)追蹤、定位、分析工程施工、交付、監(jiān)管等環(huán)節(jié)的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)各建造方的實(shí)時(shí)溝通、多方協(xié)同，建設(shè)成果的模型預(yù)先比對(duì)、實(shí)體多輪迭代，確保城市建設(shè)的提質(zhì)降本、綠色低碳、保障安全。在運(yùn)行管理階段，基于數(shù)字模型和標(biāo)識(shí)體系、感知體系以及各類智能設(shè)施，實(shí)

49、現(xiàn)對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施、地下空間、能源系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境、道路交通等運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和統(tǒng)一呈現(xiàn)，通過數(shù)字模型和軟硬件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)、決策仿真、應(yīng)急處置以及設(shè)備的預(yù)測(cè)性維護(hù)，提升城市的綜合抗災(zāi)、防災(zāi)能力，讓城市運(yùn)行更安全、可靠。智慧城市項(xiàng)目效益評(píng)估?；跀?shù)字孿生城市體系以及可視化系統(tǒng),以定量與定性方式，建模分析城市交通路況、人流聚集分布、空氣質(zhì)量、水質(zhì)指標(biāo)等各維度城市數(shù)據(jù)，決策者和評(píng)估者可快速直觀了解智慧化對(duì)城市環(huán)境、城市運(yùn)行等狀態(tài)的提升效果，評(píng)判智慧項(xiàng)目的建設(shè)效益，實(shí)現(xiàn)城市數(shù)據(jù)挖掘分析，輔助政府在今后信息化、智慧化建設(shè)中的科學(xué)決策，避免走彎路和重復(fù)建設(shè)低效益建設(shè)。（二）虛實(shí)互動(dòng)以虛控實(shí)，支撐城市一

50、盤棋治理數(shù)字孿生城市可實(shí)時(shí)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(cè)、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(tái)（數(shù)字孿生城市模型平臺(tái)），實(shí)現(xiàn)跨層級(jí)、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(cè)、高效處置，主動(dòng)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(dòng)優(yōu)化配置。在數(shù)字孿生城市中，可實(shí)時(shí)全景展示城市公共資源分布情況、能源消耗情況、城市突發(fā)事故情況等，如地鐵線路、旅游景點(diǎn)、圖書館博物館、公園、醫(yī)院、道路等運(yùn)行情況實(shí)時(shí)呈現(xiàn)人流熱力圖，可根據(jù)后臺(tái)計(jì)算平臺(tái)，智能決策城市治理方案，疏導(dǎo)城市人流、決策警力部署

51、、遠(yuǎn)程調(diào)控能源利用、指揮應(yīng)急調(diào)度、推送交通誘導(dǎo)等。城市異常問題的自我發(fā)現(xiàn)。通過感知監(jiān)測(cè)或視頻監(jiān)控圖像、加上圖像智能分析和識(shí)別，實(shí)時(shí)展示（生態(tài)破壞、環(huán)境衛(wèi)生、各類警情、災(zāi)害、違章違建、道路遺撒、交通事故等），并可視化展示，多發(fā)地帶在一張圖上標(biāo)注，提醒過往行人，并進(jìn)行資源的優(yōu)化配置。比如警力，多分布在警情多發(fā)地帶。線下視頻監(jiān)控拍到打架斗毆盜竊，人流突然密集，交通事故等圖像，自動(dòng)識(shí)別，通過機(jī)器學(xué)習(xí)， 識(shí)別后自動(dòng)及時(shí)在城市數(shù)字鏡像顯示位置，視頻，周邊情況，由執(zhí)法者進(jìn)行處置，自動(dòng)或人工啟動(dòng)相應(yīng)處理流程預(yù)案。通過對(duì)警情類型和區(qū)域的深度學(xué)習(xí)和分析，對(duì)警力資源的空間分布進(jìn)行配置優(yōu)化?！俺鞘写竽X”智能仿真控制交

52、通。通過視覺分析和道路，人流， 車流等數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)，掌握城市交通體征檢測(cè)，再通過不斷優(yōu)化各路口信號(hào)燈時(shí)長(zhǎng)，進(jìn)行交通流量仿真，直到總體通行時(shí)間最短， 全域信號(hào)燈實(shí)時(shí)精細(xì)化控制，根據(jù)特種車輛特殊需求定制路線，仿真后再進(jìn)行沿線信號(hào)燈控制。公交線路優(yōu)化，根據(jù)各條線路公交擁擠度調(diào)整班次或路線進(jìn)行運(yùn)力平衡。所有無人駕駛車輛和無人機(jī)（執(zhí)法、巡檢、跟蹤、配送）狀態(tài)和運(yùn)行軌跡實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，動(dòng)態(tài)展示，確保安全運(yùn)行。城市基礎(chǔ)設(shè)施動(dòng)態(tài)管理控制。任何進(jìn)入數(shù)字孿生城市的人和車輛，都通過各種技術(shù)手段被感知、被記錄。一周之內(nèi)軌跡可查，未來動(dòng)向可預(yù)測(cè)。所有城市部件和建筑、燈柱、井蓋、消防栓、垃圾箱、公園座椅、公共衛(wèi)生間、橋梁、建

53、筑、樹木都有電子身份標(biāo)識(shí)， 在數(shù)字城市都有三維顯示，線下是二維碼或 RFID 卡，掃一掃即顯示相當(dāng)信息，提供相關(guān)服務(wù)。狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示，一旦故障或異常，如隨手拍上傳，則在數(shù)字模型中高亮顯示，并啟動(dòng)相應(yīng)處置預(yù)案。自動(dòng)駕駛無人機(jī)巡檢。利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制無人機(jī)，完成復(fù)雜空中飛行任務(wù)和各種負(fù)載任務(wù)，同時(shí)與成像設(shè)備等部件結(jié)合完成高空城市作業(yè)。在城市電力運(yùn)營場(chǎng)景中，無人機(jī)巡檢有著機(jī)動(dòng)靈活、安全性高、成本低、環(huán)境要求低、便于攜帶和運(yùn)輸?shù)热肆ρ矙z及載人直升機(jī)巡檢無法比擬的優(yōu)勢(shì)。在城市電力巡檢過程中，無人機(jī)替代工作人員到“需要的地方”（預(yù)先設(shè)定好的 GPS坐標(biāo)點(diǎn)）去采集“需要的信息”（如故障點(diǎn)），如

54、無人機(jī)可以圍繞目標(biāo)進(jìn)行 360 度零死角全方位拍攝，通過城市的 5G 網(wǎng)絡(luò)快速、準(zhǔn)確地傳達(dá)給地面工作人員，供他們作分析、判斷、制定解決方案，提高電力巡檢工作效率和安全性。此外，無人機(jī)巡檢還可應(yīng)用于城市火情監(jiān)測(cè)，重點(diǎn)道路路況監(jiān)測(cè)等場(chǎng)景。（三）情景交融以人為本，升級(jí)個(gè)性主動(dòng)服務(wù)體驗(yàn)在數(shù)字孿生城市中，所有的服務(wù)場(chǎng)景都將在網(wǎng)絡(luò)空間擁有對(duì)應(yīng)的虛擬場(chǎng)景映射，服務(wù)內(nèi)容也將從實(shí)體向數(shù)字化轉(zhuǎn)變。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(cè)人口結(jié)構(gòu)和遷徙軌跡、推演未來的設(shè)施布局、評(píng)估商業(yè)項(xiàng)目影響等，以智能人機(jī)交互、網(wǎng)絡(luò)主頁提

55、醒、智能服務(wù)推送等形式，實(shí)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(gè)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)。數(shù)字孿生城市模式下，整合智能可穿戴設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備采集健康數(shù)據(jù)、電子病歷等各類個(gè)人健康數(shù)據(jù)，形成完備的個(gè)人醫(yī)療健康檔案。患者的病虛擬歷及各項(xiàng)數(shù)據(jù)同步到云端，實(shí)現(xiàn)院際間、區(qū)域間、國際間數(shù)據(jù)互通共享，打通遠(yuǎn)程會(huì)診的渠道，患者通過遠(yuǎn)程醫(yī)療協(xié)同平臺(tái)，可以在“虛擬醫(yī)院”中實(shí)現(xiàn)在線掛號(hào)、遠(yuǎn)程診斷，就醫(yī)時(shí)間更加靈活便捷，足不出戶解決“看病難”，也減輕了醫(yī)院和醫(yī)生的壓力。同時(shí)，利用人工智能協(xié)助分析、診斷，應(yīng)用輔助診療系統(tǒng)、智能導(dǎo)診系統(tǒng)、智

56、能檢測(cè)儀器、手術(shù)機(jī)器人等智慧醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)提高醫(yī)生判斷準(zhǔn)確度，使患者可以接受更高水平的醫(yī)療服務(wù)。虛擬政務(wù)大廳實(shí)現(xiàn)全線上政務(wù)服務(wù)。通過搭建政務(wù)服務(wù)云平臺(tái)， 建立“虛擬政務(wù)大廳”，在數(shù)字孿生城市模式下，市民所有身份信息以身份證號(hào)為索引以電子證照形式在系統(tǒng)中存在，市民可在“虛擬政務(wù)大廳”一站式在線辦理各項(xiàng)政務(wù)和民生服務(wù)事項(xiàng)，真正實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)多跑路，群眾少跑腿”，此外，系統(tǒng)可深度學(xué)習(xí)挖掘市民政務(wù)服務(wù)需求，提供主動(dòng)式線上推送服務(wù)。個(gè)人生活體征全面洞察。數(shù)字孿生城市使得每個(gè)個(gè)體的行為軌跡都會(huì)被精準(zhǔn)映射，形成個(gè)人的大數(shù)據(jù)集，通過數(shù)據(jù)的分析與挖掘可得到每個(gè)人的個(gè)性化信息，如消費(fèi)偏好、生活習(xí)慣、甚至審美、價(jià)值取向等

57、。根據(jù)這些信息，企業(yè)可充分了解用戶個(gè)性化需求，為其設(shè)計(jì)符合特性的專屬服務(wù)。比如酒店能夠在客人入住前獲取其對(duì)室溫、光亮、水溫、飲食等的偏好，提前做好相應(yīng)準(zhǔn)備，給客人帶來更舒適的入住體驗(yàn)；出行時(shí)可以根據(jù)用戶常用路線、出行方式、交通情況等進(jìn)行規(guī)劃。個(gè)性化的虛擬制造服務(wù)。數(shù)字孿生模式下，不僅城市運(yùn)行虛實(shí)并存，企業(yè)生產(chǎn)同樣可實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融合。顧客提出對(duì)產(chǎn)品的樣式、功能、材料等個(gè)性化要求，企業(yè)根據(jù)要求進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)、加工、制造， 通過虛擬制造，告別過去傳統(tǒng)的批量化生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的定制化與個(gè)性化，從而提供適銷對(duì)路的產(chǎn)品，既拉近企業(yè)與顧客之間的距離，也能夠避免企業(yè)庫存積壓，降低企業(yè)運(yùn)營成本。五、數(shù)字孿生城市核心

58、：高精度城市信息模型數(shù)字孿生城市可一定程度上對(duì)城市的人事物進(jìn)行前瞻性預(yù)判，進(jìn)而通過智能交互，實(shí)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(shí)現(xiàn)對(duì)城市規(guī)律的識(shí)別，為改善和優(yōu)化城市系統(tǒng)提供有效的指引。（一）城市初始建模的方法城市信息模型的初始數(shù)字化建模，可綜合采用航空攝影測(cè)量、激光掃描、傾斜攝影、野外實(shí)地測(cè)量以及建筑信息模型（BIM）等手段獲取原始數(shù)據(jù)，通過內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和多元數(shù)據(jù)融合處理，生成城市信息模型（CIM）?？罩谐鞘?3D 模型：通過無人機(jī)傾斜攝影和攝影 3D 建模算法等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市

59、外輪廓的快速建模，形成逼真的城市建筑外輪廓模型，并通過圖像識(shí)別技術(shù)，自動(dòng)區(qū)分河流、道路、建筑單體、建筑屋頂、樹木、停車場(chǎng)、車位、移動(dòng)物體等對(duì)象。目前高精度的空中城市數(shù)據(jù)采集可以提供厘米級(jí)別的分辨率和逼真的建筑表面紋理。地面高精度3D 模型：由于空中數(shù)據(jù)采集無法有效覆蓋近地?cái)?shù)據(jù)， 地面數(shù)據(jù)采集可以提供高精度的近地面城市 3D 數(shù)據(jù)，和空中采集數(shù)據(jù)形成有效互補(bǔ)。地面數(shù)據(jù)采集一般借助地面車輛或者定點(diǎn)掃描， 結(jié)合圖像拍攝、激光掃描等技術(shù)，對(duì)城市地面、道路景觀進(jìn)行高精度掃描成像。高精度的地面數(shù)據(jù)可以直接支持城市導(dǎo)航、自動(dòng)駕駛等應(yīng)用，精度可達(dá)到毫米級(jí)。室內(nèi) 3D 模型：對(duì)于沒有 BIM 模型數(shù)據(jù)的城市建筑

60、，可利用專用的室內(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。同時(shí)結(jié)合定位數(shù)據(jù)和專門的 3D 數(shù)據(jù)融合軟件和技術(shù)，室內(nèi)采集的 3D 模型可以和空中、地面的模型數(shù)據(jù)進(jìn)行高精度擬合，形成覆蓋室內(nèi)外、近地表面的城市高精度 3D 模型。對(duì)于擁有 BIM 模型數(shù)據(jù)的城市建筑，可利用建筑 BIM 模型數(shù)據(jù)，進(jìn)行室內(nèi)數(shù)字化建模。BIM 是城市內(nèi)部單體建筑或設(shè)施的詳細(xì)三維數(shù)字模型，包含建筑所有構(gòu)件、設(shè)備的幾何和非幾何信息及之間關(guān)系信息。通過對(duì)竣工交付后的建筑物 BIM 模型數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換和輕量化處理，可以生成高精度的城市單體建筑 3D 模型。（二