数字孪生如何落地智慧城市?

华昶科技
数字孪生城市将推动新型智慧城市建设,在信息空间上构建的城市虚拟映像叠加在城市物理空间上,将极大地改变城市面貌,重塑城市基础设施,形成虚实结合、孪生互动的城市发展新形态。

数字孪生这一概念的昔日“人气”不亚于最近被热议的“元宇宙”,身为昔日“流量明星”的数字孪生赋予了太多光环,可谓风光无限,而时过境迁,喧嚣过后,我们是时候回归理性,冷静客观去审视它,这项技术落地程度如何?哪些场景最适合落地?智慧城市建设过程中会发生什么作用?

数字孪生是什么?

何为数字孪生?数字孪生是利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。

其定义较为抽象,其实数字孪生可以理解为真实空间的事物在虚拟空间的实时映射。举例说明,利用本体的运行特征、传感器、身体数据等信息造一个虚拟的你,而这个虚拟的你就是你的数字孪生,它不仅可以存储你历史的所有生命体征数据等,现在的数据也可以实时更新,它甚至可以通过你现在的身体状态,给予你合理膳食建议和运动指导,而且它会一直处于全天候24h待机状态。

数字孪生与城市建设

数字孪生最初用于工业制造领域,使产品研发、制造和维护的各阶段都可以在仿真模型上进行测试和实验,从而显著降低成本。

如今得益于信息技术,物联网,云计算等技术的发展,数字孪生阶段已经不局限于模拟验证,因为数字模拟已经达到了足够的精度,数字孪生不仅只能应用在工业领域,也可广泛应用于城市管理、农业、航天等领域。

数字经济的到来重塑了城市间联系的定义,现实和虚拟城市之间边界正在溶解,全球进入了数字技术赋能城市治理的新时期。根据《数字化转型指数报告2021》显示,我国整体数字化转型指数持续走高,2021年一季度同比增长207.4%,一线城市数字化规模最大,三四线城市数字化增速最快。

2021年1月,上海发布了全面推进城市数字化转型的意见,将治理数字化转型列为三大任务之一,力求形成“一网通办”“一网统管”互为表里、相辅相成、融合创新的发展格局,打造科学化、精细化、智能化的超大城市“数治”新范式。

关于数字孪生的定义,其中需要注意这三个关键词:“物理模型”“传感器”“数据”,也就意味着,数字孪生技术靠“云计算”“大数据”“物联网”这三种技术全方位联动甚至还需更多技术方可实现,这就对数字孪生的入局玩家提出了更高的要求。

数字孪生城市重大利好

数字孪生城市将推动新型智慧城市建设,在信息空间上构建的城市虚拟映像叠加在城市物理空间上,将极大地改变城市面貌,重塑城市基础设施,形成虚实结合、孪生互动的城市发展新形态;

建设数字孪生城市利好主要体现在三点:

(1)利于推动以人为核心的城市设计

助推实现智慧城市建设协同创新。数字孪生城市关注城乡居民出行轨迹、收入水准、家庭结构、日常消费等,对相关数据进行动态监测,并纳入模型,实现协同计算。同时,通过在推动以人为核心的城市设计空间上预测人口结构和迁徙轨迹、推演未来的设施布局、评估商业项目影响等。优化智慧城市建设并评估其成效,辅助政府在信息化、智慧化建设中的科学决策,避免走弯路或重复、低效建设。

(2)节省市民出行时间成本

第一时间感知路况、事故报警、拥堵分流,为市民消除设备安全隐患,通过全程治安事件实时监测为市民带来关怀与安全感。

(3)营造文明社会风气

监测到有乱扔垃圾、践踏草坪等不文明行为可以实时处理,在线推送到城市监督部门曝光,有效起到警示作用,提升全民文明风气。

数字孪生在城市的应用实例

《雄安新区规划纲要》指出:坚持数字城市与现实城市同步规划、同步建设,打造具有深度学习能力、全球领先的数字城市,率先推进数字孪生城市建设。

如今在雄安,数字孪生已经开始逐步运用到智慧城市各个领域。从全球各国推进数字孪生城市的实践来看,中国雄安新区的数字孪生城市建设较为全面,协调了建筑、电信、电力、交通、安全等多个部门力量,真正达到了“一张蓝图画到底”。

落地实例表明,数字孪生建设更容易在从零起步的城市开展。数字孪生体创新中心表示,对一个全新的数字孪生城市建设来讲,难度系数可能是6,而改造传统城市相比困难得多,难度系数可能是9。

结语

城市的居住质量指数往往影响着人们的生活幸福指数,数字经济的赋能,最终城市会演变何种形态尚未可知,数字孪生在城市建设中落地情况也有待观望,但可以确定的是,幸福指数的关键不在其他,而在于数字化的城市背后是否承载着温度,有温度的数字城市才是人们向往的智慧之城。

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