一、數字孿生城市的未來前景怎么樣
數字孿生城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)作為(wei)一個新興(xing)的(de)(de)概念,近年來備受關注。數字孿生城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)是指利用數字技術(shu)和虛擬(ni)現(xian)實技術(shu),將城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)實時數據(ju)與虛擬(ni)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)模(mo)型結合,形成一種數字化的(de)(de)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)鏡像,從(cong)而(er)(er)實現(xian)對城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)全方位(wei)監測、分析和預測,從(cong)而(er)(er)促進(jin)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)智能化、可持續化和優化發展。那么數字孿生城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)發展前(qian)景(jing)怎(zen)么樣呢?
據了解,數字(zi)孿生城(cheng)市(shi)具有可實時監測城(cheng)市(shi)狀態、模擬(ni)城(cheng)市(shi)發展、提高城(cheng)市(shi)應急響應能力等優勢,作為一種新興的(de)城(cheng)市(shi)管理(li)方(fang)式,未(wei)來前景廣闊(kuo)。隨(sui)著數字(zi)技術的(de)不斷進步(bu),數字(zi)孿生城(cheng)市(shi)將(jiang)會發揮(hui)越來越重要的(de)作用,成為城(cheng)市(shi)管理(li)和發展的(de)重要手段(duan)。
二、數字孿生城市發展面臨的挑戰有哪些
1、科學認識與價值認知的挑戰
(1)產業和社會缺乏對數字孿生城市客觀理性的認識。數(shu)字孿(luan)生(sheng)(sheng)城市尚處于(yu)探索(suo)階段,其整體成(cheng)(cheng)熟度(du)、技術綜合(he)性(xing)(xing)、理論創新性(xing)(xing)等(deng)(deng)依然處于(yu)發(fa)展(zhan)演(yan)(yan)進(jin)過(guo)程中。如(ru)果依賴單一技術視(shi)角,容易形成(cheng)(cheng)類似盲人摸象的片面理解。例如(ru),過(guo)度(du)倚重(zhong)城市的立體化三維建模(mo)、對(dui)城市部(bu)件的可視(shi)化呈現,而同等(deng)(deng)重(zhong)要甚至(zhi)更能凸(tu)顯數(shu)字孿(luan)生(sheng)(sheng)特性(xing)(xing)的模(mo)擬(ni)仿真推演(yan)(yan)、虛(xu)實融合(he)互(hu)動等(deng)(deng)未能得到相(xiang)應重(zhong)視(shi),數(shu)字孿(luan)生(sheng)(sheng)城市出現“踱腳”發(fa)展(zhan)。
(2)依賴可視化建模技術而忽略仿真推演與優化現實的最終價值。數字孿生(sheng)城(cheng)(cheng)市(shi)的(de)(de)(de)發展(zhan)與成熟(shu),不僅由供給決定(ding),更要(yao)關注本質需(xu)(xu)求。部分城(cheng)(cheng)市(shi)在推(tui)進數字孿生(sheng)城(cheng)(cheng)市(shi)建(jian)(jian)設中(zhong),過(guo)于注重通過(guo)高(gao)精尖技術對(dui)“一(yi)山一(yi)石”“一(yi)城(cheng)(cheng)一(yi)景”的(de)(de)(de)精細化(hua)復現,缺乏(fa)對(dui)應(ying)用需(xu)(xu)求與目標的(de)(de)(de)深入(ru)(ru)分析,導致數字孿生(sheng)技術城(cheng)(cheng)市(shi)規劃、建(jian)(jian)設、管(guan)理、服務(wu)等業(ye)務(wu)脫節,造成數字孿生(sheng)技術淪為華而不實(shi)的(de)(de)(de)“花瓶”短期內,城(cheng)(cheng)市(shi)影像(xiang)逼真呈現對(dui)城(cheng)(cheng)市(shi)名片(pian)打造具有一(yi)定(ding)現實(shi)意義,但(dan)中(zhong)長期看(kan),隨著技術演(yan)進和投入(ru)(ru)持續(xu)增加,這種認知模式無法挖(wa)掘釋(shi)放數字孿生(sheng)城(cheng)(cheng)市(shi)把控時空、精細管(guan)控的(de)(de)(de)核心價值。
2、數據治理與隱私安全的挑戰
(1)城市物聯感知數據采集有限造成應用深度不足。數據的(de)采(cai)集能(neng)力參差不(bu)(bu)齊,底層關鍵數據無法得到有效感(gan)知,多(duo)維度、多(duo)尺(chi)度數據采(cai)集不(bu)(bu)一(yi)致,尤其IoT等物聯感(gan)知設(she)施建設(she)不(bu)(bu)均衡,將(jiang)導(dao)致數字孿生城市(shi)發展呈現事前(qian)模型(xing)居(ju)多(duo)、模擬演示(shi)居(ju)多(duo)、虛擬仿真居(ju)多(duo)、而在實時動(dong)態感(gan)知、城市(shi)空間尺(chi)度孿生互動(dong)的(de)應用上深度不(bu)(bu)夠(gou)。
(2)城市多源異構數據規范化治理不足。目前由于數字孿生(sheng)(sheng)城市正處于探(tan)索期(qi),標準規(gui)范滯后(hou)于產(chan)業(ye)界(jie)實踐(jian)。數字孿生(sheng)(sheng)城市七國(guo)八(ba)制、缺(que)乏(fa)規(gui)范,更多(duo)依賴各廠商解決方案,系統(tong)互(hu)聯互(hu)通性很差(cha),沒有相對統(tong)一(yi)的技(ji)術(shu)架構共識和數據加入標準,較難實現多(duo)元(yuan)異(yi)構數據的集成、融合和統(tong)一(yi)處理,進而造成數據質量不(bu)高、治理效能(neng)不(bu)足等弊端(duan)。
3、支撐資源與商業可持續性挑戰
(1)復合型人力資源不足。要準確完整理解數字孿生(sheng)(sheng)城(cheng)市,認(ren)識(shi)并挖(wa)掘(jue)(jue)其實踐路徑和發展潛力(li),呱待綜(zong)合城(cheng)市管理、需(xu)求(qiu)分析(xi)、數字技(ji)術、算(suan)法模型等(deng)多方人才(cai)(cai)和團隊,研(yan)究(jiu)提煉科學理論問題,聯合攻關共(gong)同發掘(jue)(jue)孿生(sheng)(sheng)虛(xu)實互(hu)動規律。目前,o 數字孿生(sheng)(sheng)城(cheng)市主(zhu)要以IT、測繪等(deng)專業(ye)從業(ye)者為主(zhu),對模型算(suan)法、業(ye)務(wu)分析(xi)等(deng)領(ling)域(yu)的復(fu)合人才(cai)(cai)需(xu)求(qiu)量大,但人才(cai)(cai)隊伍支撐不足。
(2)城市內行業算法模型資源欠缺。數(shu)字孿生(sheng)城市涉及(ji)多(duo)維多(duo)行業系統,在數(shu)據、模(mo)型(xing)(xing)和交互各環節(jie),呱需行業領(ling)域(yu)(yu)的專業知識庫(ku)和行業模(mo)型(xing)(xing)。目前除(chu)交通、建筑等(deng)領(ling)域(yu)(yu)有相對(dui)成(cheng)熟的模(mo)型(xing)(xing)庫(ku)外,很多(duo)城市治理領(ling)域(yu)(yu)缺乏互聯(lian)互通的基(ji)礎知識庫(ku)和行業仿真模(mo)型(xing)(xing),對(dui)數(shu)字孿生(sheng)的深化發(fa)展造成(cheng)一定障礙影響。
(3)商業模式過渡依賴政府投入。數(shu)(shu)字(zi)孿生城市(shi)高昂(ang)的研究投入難以轉化(hua)為實際應用收益,因此,政府(fu)成為數(shu)(shu)字(zi)孿生技(ji)術(shu)發展的主要資金來源(yuan)。待數(shu)(shu)字(zi)孿生技(ji)術(shu)體系化(hua)成熟時,取待吸引更大范疇的市(shi)民、機(ji)構等市(shi)場主體參與,創新(xin)數(shu)(shu)字(zi)孿生城市(shi)商業模式,形成風險共(gong)擔、利(li)益共(gong)享發展格局(ju)。
三、數字孿生城市的發展趨勢分析
隨(sui)著數(shu)字(zi)孿(luan)生技術的(de)發(fa)展(zhan)(zhan),數(shu)字(zi)孿(luan)生城市的(de)發(fa)展(zhan)(zhan)也越(yue)來(lai)越(yue)快,未來(lai)數(shu)字(zi)孿(luan)生城市的(de)發(fa)展(zhan)(zhan)將主要呈現以下幾(ji)大趨(qu)勢(shi):
1、數字孿生技術加速集成迭代,綜合性技術賦能體系逐步完善
隨著數(shu)字(zi)孿生城市加快建設實施,物聯(lian)感知(zhi)、新型測(ce)繪、BIM/CIM建模(mo)、協同計算等相(xiang)關(guan)基礎技(ji)術加速(su)創新應(ying)用(yong)。下(xia)一步,數(shu)字(zi)孿生技(ji)術應(ying)用(yong)將加速(su)走向(xiang)成熟,綜合性技(ji)術賦能體系逐步完善。
2、城市數字孿生底座加速搭建,泛在標識、泛在感知、泛在連接、泛在計算的格局基本形成
新(xin)技術增量(liang)投資和傳統(tong)基礎設(she)施(shi)(shi)數(shu)字(zi)化改造統(tong)籌推進(jin),信息(xi)基礎設(she)施(shi)(shi)全面(mian)升級,空中、地(di)面(mian)、地(di)下、河道等城(cheng)市感知(zhi)設(she)施(shi)(shi)逐步(bu)推進(jin),基礎網(wang)絡覆蓋(gai)范圍、聯接效率全面(mian)提(ti)高,高效能(neng)運算(suan)中心、市政數(shu)字(zi)化設(she)施(shi)(shi)、公共服務智能(neng)化設(she)施(shi)(shi)等進(jin)一(yi)步(bu)完善,數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)城(cheng)市底座加(jia)快搭建。下一(yi)步(bu),在(zai)(zai)新(xin)基建布局推動下,泛在(zai)(zai)標識、泛在(zai)(zai)感知(zhi)、泛在(zai)(zai)連(lian)接、泛在(zai)(zai)計算(suan)的數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)底座格(ge)局進(jin)一(yi)步(bu)凸(tu)顯(xian)。
3、數據資源進一步匯聚共享,多源數據集成融合、關聯分析、開發應用將成為重點
數(shu)(shu)字孿生城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)通過(guo)搭建(jian)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)大數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)平臺(tai),加強多源異(yi)構數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)采集、融合、處理(li),助推城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)樓宇、公共空間(jian)、地(di)下管(guan)(guan)網(wang)等(deng)“一張圖”數(shu)(shu)字化管(guan)(guan)理(li)和城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)運行一網(wang)統(tong)管(guan)(guan)。下一步,各地(di)將加快數(shu)(shu)字孿生城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)底板建(jian)設(she)工(gong)作,通過(guo)標(biao)準制定(ding)、制度(du)創(chuang)新等(deng)方式,進(jin)一步整合匯聚時空信息、行業運行、物聯網(wang)感知等(deng)數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju),推動多源異(yi)構數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)深度(du)融合和處理(li),健全數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)共享(xiang)與開放機制,構建(jian)以城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)管(guan)(guan)理(li)對象為(wei)單位的關系(xi)數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)模型(xing),破解數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)碎片化問題,為(wei)各部門提供有價值的數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)服務。
4、孿生中樞功能不斷拓展,城市全過程、全要素數字化、可視化持續推進
隨著各地數(shu)字(zi)(zi)孿生平(ping)臺(tai)(tai)的(de)推出,數(shu)字(zi)(zi)孿生中(zhong)樞(shu)功能(neng)不斷拓(tuo)展(zhan),多維建模、時空計算、模擬仿真、可視(shi)化(hua)等核(he)心應(ying)用取得積極(ji)突破。下(xia)一步,城(cheng)市(shi)數(shu)字(zi)(zi)孿生平(ping)臺(tai)(tai)功能(neng)進一步完善,全面感知(zhi)、虛(xu)實交互、智(zhi)能(neng)決(jue)策、精準控制(zhi)能(neng)力(li)不斷提(ti)升,逐步實現數(shu)字(zi)(zi)空間對城(cheng)市(shi)物理空間和社會(hui)空間的(de)全要素表(biao)達、全過程呈現、全周期可溯。
5、典型應用場景進一步明確,城市運行、園區管理、基層治理、節能減碳等領域應用將持續深化
近年來,數字(zi)孿(luan)生技術在(zai)城(cheng)市管(guan)理(li)、市政交(jiao)通、智慧(hui)醫療、智能(neng)建(jian)筑、智慧(hui)家居(ju)等(deng)領(ling)域(yu)均有良好的應用(yong)場(chang)景。各地(di)紛紛在(zai)數字(zi)孿(luan)生城(cheng)市應用(yong)方(fang)面開展有益嘗試(shi)。下(xia)一步(bu),在(zai)政策(ce)、技術、產業共同(tong)推(tui)動(dong)下(xia),數字(zi)孿(luan)生應用(yong)場(chang)景將加速由單(dan)點、局(ju)部向城(cheng)市全(quan)域(yu)、整體拓(tuo)展,通過建(jian)立復雜精(jing)確(que)的城(cheng)市級(ji)數字(zi)仿真模型,持續(xu)深化數字(zi)孿(luan)生技術在(zai)城(cheng)市運行、基(ji)層治(zhi)理(li)、市政交(jiao)通、公共安(an)全(quan)、園區管(guan)理(li)、節能(neng)減碳等(deng)領(ling)域(yu)的應用(yong),推(tui)動(dong)實現(xian)城(cheng)市全(quan)局(ju)規劃優化、實時彈(dan)性治(zhi)理(li)、預見(jian)預判預防(fang)和智能(neng)分析服(fu)務,助力形成“聯動(dong)指揮、協同(tong)處(chu)置、科學決策(ce)”的數字(zi)化治(zhi)理(li)模式。
6、?運營方式更加注重多方協同運作,共建共享共擔的合作機制逐步構建
與傳統智慧城市相比,數字孿生城市技術要素更(geng)(geng)復雜、投資更(geng)(geng)大(da)、牽動(dong)部(bu)門更(geng)(geng)廣(guang)、涉(she)及行業更(geng)(geng)多,對(dui)系(xi)統性、整體(ti)性、互(hu)動(dong)性要求(qiu)更(geng)(geng)高。下一步(bu),各地將更(geng)(geng)加重視探索(suo)“多方主體(ti)參與、生態(tai)協同跟進、專業長效(xiao)運(yun)營”的運(yun)營管理模式(shi),建(jian)立風險(xian)共擔、利益(yi)共享的合作(zuo)機(ji)制,以保證(zheng)建(jian)設實效(xiao)、及時規避風險(xian)、降低成本。