【专家分享】数字孪生城市加速城市治理创新(三)

数字孪生城市九大核心能力:物联感知操控能力、可视化呈现能力、全要素数字化表达能力、数据融合供给能力、虚实融合互动能力、空间分析计算能力、模拟仿真推演能力 、自学习自优化能力、众创扩展应用能力。

 

数字孪生对于行业的赋能,主要表现在改变行业规则、优化发展路径。受数字孪生技术影响,原来的一些应用、系统、规则,都需要进行转变。原有的行业规则、发展路径、运行模式,由渐进式变成了颠覆式,跟原来大不相同,为行业提供了一个数字化的新思路、新视角,打开了方便之门,大幅度缩短了行业信息化的发展路径,带来了颠覆式的创新。由技术上的变革,又引发了行业内部的体制机制、结构规则深层次的变化,力度非常大。

现在,很多地方都号称自己在建设数字孪生城市,那数字孪生城市需要具备什么能力?我们梳理出了九大核心能力,

他们和城市治理现代化是对应的。这些都在《数字孪生城市白皮书(2020 年)》中有体现。今年的疫情也引发了我们对于城市治理的反思。在疫情初期,我们可以说是手忙脚乱。政府资源很多、权力很大,有资源,但缺少调度;有数据,但缺少分析;有人力,但缺少组织;有网络,但缺少效率,全社会都受到影响。但在后续调整中,我们利用技术手段,推出了大数据、行程码、健康码等,调度与管理就顺利了。

除了白皮书之外,信通院还发布了一系列的数字孪生城市典型案例汇编。数字孪生城市当前的典型应用场景与项目实践主要聚焦在四大类:城市、区域治理类场景,例如数字孪生园区、社区智慧化管理;自然环境模拟类场景,例如防洪、气象、滑坡等自然灾害模拟;工业生产流程类场景,例如孪生工厂、孪生港口等;应急安防推演类场景,例

如消防演练模拟。

 

我们今年将会把重点从概念、 技术架构转向应用,通过应用来牵引技术不断成熟。

 

当然,加速推进数字孪生城市建设进程 时,也暴露出了许多问题。我们总结出 了四个方面。

第一类是企业理解片面、应用深度不足 的问题。我们现在发现目前可视化的门 槛比较低,企业做可视化、通过开源软件就能进行很好的呈现。但是如果过度追求可视化的效果,就只做到了表层的可视化,缺乏业务逻辑、社会关系等深层可视化。这个问题是需要企业大力关注的,除了外观的展示,业务逻辑、城市复杂性的可视化,都需要进行考虑。有些企业对于数字孪生城市理解片面,层次不够深,实际操作就会脱离现实,盲目进行建设,无法解决需求。

第二类是城市底图的整合问题。我们在进行数字孪生城市项目时,遇到的首要困境是一个城市有多张底图:自然资源和国土规划、住建部门城市管理及公安政法的管理条线。这三张图是平行推进、自成体系的,很难进行取舍,这就需要由更高一级的部门牵头进行整合,例如各地陆续成立的大数据部门。然而大数据部门由于成立未久,经验不足,

如何推动,还需要进行一段时间的尝试与探索。

第三类是缺乏标准的问题。目前,数字孪生城市缺乏统一的时空框架及数据标准,空间编码、业务数据都没有标准,这就制约了数字孪生城市作用的发挥。在以后,数字孪生城市研究会侧重于标准,使其成为产业发展重要的推手。目前企业制定了一些标准,但如果能做大做强、成为事实标准,也是可行的。

第四类是关键技术存在卡脖子风险。数字孪生技术集成了很多技术门类,包括核心技术、软件硬件、操作系统,而我国目前自主水平不足,与国外仍存在差异。GPU 技术受制于人,国产化能力很低。目前所使用的大部分国外开源软件,也存在着被限制的风险,尤其在中美贸易战之后,这个风险还会加大。除此之外,国内的企业发展上还缺乏原始

创新,虽然表面发展迅速,但存在根基不稳的情况。希望 51WORLD 能继续着重加大研发投入,进行原始创新,才能够在这个新赛道上走得更远。

 

目前,数字孪生城市仍处于起步阶段,亟待产学研各界务实推进。

 

我们首先需要明确方向,构建统一数字底座,加强顶层设计,统筹组 织体系,将城市治理场景与业务需求紧密结合,统一推进项目建设;其次,需要拓展广度和深度,从小范围切入,逐步拓展孪生范围、映射精度和应用深度;此外,要建立全要素表达数据标准体系,对城市信息标准、数据格式、模型数据、物联网数据进行统一,保证应用之间标准的一致性、兼容性。最后需要加强生态合作,强化自主创新,通过建立技术、市场及运营等方面的机制措施保障,形成齐心协力、协同攻关的局面。

在智慧城市建设过程中,数字城市是第一步,我们先进行数字化,然后是智能化,再达到智慧化,最后建设成数字孪生城市。目前,我们还处于这个体系的数字化阶段,数字孪生城市这个理念仍然比较超前,存在技术与机制的双重挑战,数字孪生城市建设任重而道远。因此,我们也提出了一些发展建议。在基础理论和技术方案的研发方面,我们需要深入研究基础理论,探索技术方案,论证应用场景,主动突破机制规范,才能真正达到理想的精准映射、孪生并行、虚拟服务现实。需要联合产业界一起务实推进,不能过于急切。

其次,还需要大力推进产业生态建设与协同。数字孪生是知识、技术、数据、算法、工具、应用等集成的巨大工程,必须有一个强有力的产业生态提供支撑并进行紧密协作。同时,需要加强新基建的集约化布局,尤其是城市物联网的布局方案。目前存在城市要素之间隐形的社会关系、城市运行规则的模糊性和不确定性,这都是数字孪生城市难以逾越的关卡,也是我们未来需要解决的问题。除此之外,在政府方面,需要政府主动开放数据和相关资源,促进企业去做应用,加强方案的验证和推进。需要政府从机制上进行变革,建立适应数字孪生城市的管理架构,调整城市治理结构和治理规则,推动城市治理现代化发展。在数字孪生城市的新赛道上,企业如果不重视研发投入、不愿意深耕技术创新、不愿意寻求合作,就很难取得成功。而对于政府而言,数字孪生城市要提供服务,而不是把人管死,要把服务群众作为出发点和落脚点。数字孪生城市要做到以人为本、为民服务,以提升民众幸福感为目标,才能行稳致远,赢得未来。

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