中国信通院产业与规划研究所信息化应用研究部副主任 陈才：数字孪生城市

尊敬的各位嘉宾大家上午好。今天我跟大家交流的话题是数字孪生城市，提出这个理念，是中国信通院智慧城市的团队，在承担雄安新区相应的新型智慧城市发展重大的课题和规划过程中的集体的结晶。中国信通院在2017年就开始围绕此主题进行了研究，当时就提出了以孪生城市推进新型智慧城市建设发展的理念。2018年，我们联合了业内的很多的孪生城市企业发布了数字孪生城市白皮书，也是业内第一本关于孪生城市系统性的阐述。今年我们还在进一步深入的研究，我们也希望产业界的更多力量加入，一起把这个理念、概念进一步落地，能够在智慧趁势发展中生根发芽。

首先讲讲什么是数字孪生技术，今天企业界的朋友比较多，关于孪生技术大家也比较了解。数字孪生技术Digital Twin，最早是从制造业，飞机制造、模具制造领域发展起来的，通过物理模型、感知数据的收集更新，以及历史数据的采集分析，并对未来预测，它集成了包括物理、材料、信息等多学科、多物理量、多尺度的仿真闭环，在物理空间、虚拟空间上形成虚实交相辉映，物理和实体空间相对应的产品，全生命周期的过程这么一个技术。

首先数字孪生是一个技术，在过去在八九十代已经有萌芽和发展，当时为什么取得了大的爆发或者是在不同的领域，在制造、医疗包括城市领域能够得到爆发呢？实际上也是跟当前新一轮的数字化的浪潮，数字转型的发展和信息技术的大集中、大集成的应用是息息相关的。因此，数字孪生从一个局部的领域，现在慢慢逐渐扩展到行业、扩展到城市的层级，这个是数字化浪潮的必然产物和结果。

同时我们可以看到，物理世界的万物，无论是我们的桌椅、建筑，建筑早期就并入了这样的理念，到我们当前的一些动态的城市的街区、动态的人的行为，实际上在虚拟的空间都可以形成孪生共生体，虚实交相辉映，这是未来对于数字世界的愿景和发展方向。因此可以看到，现在以虚拟服务于现实，更加帮助现实去增强它的操控能力，增加运行的安全、效率，这成为了一个从数字化、城市化、工业化等等几大进程相互教会的核心的重大点。所以无论是Gartner、麦肯锡等国际知名的机构都把数字孪生技术作为未来前沿发展的方向。

什么是数字孪生城市呢？数字孪生城市也是数字孪生的技术和理念在城市领域进一步的应用，把城市作为核心的载体，是在网络空间上形成与物理城市、钢筋水泥的城市能够有效的刻画、有效的诊断和对未来历史发展的预测，以及最终形成一个对当前钢筋水泥城市的一个智能的反馈。

所以数字孪生城市提出了基本的内涵概念，它的技术支撑能力包括全域的数字化标识，因为数字孪生必须要将物理空间的一花一木，相应的人以及包括社交的行为，包括动态的行为，物理的静态的物理量、动态的物理量全部刻画，数字化标识非常重要。自动化感知、网络化连接，当前我们进入到5G的创新时代，物联网万物互联，万物智能的赋能，为未来打开了一个非常大的想象空间。

普惠化计算，未来重要的节点，在未来整个信息化、数字化发展的过程中，普适的计算，无所不在的计算，能够被各行各业所应用，这是在数字孪生城市里很基础的技术元素。包括智能化控制，在机械论，在智能控制力、平台化服务等。

数字孪生城市是可以集中到我们当前在信息化、在ICT领域的大部分的技术，是一个集大成者。因此数字孪生城市我们提出一个重要的概念是，通过构建与物理城市与数字城市一一对应、协同交互、智能操作的复杂巨系统，它不是一个单独的产品，也不是一个基本的元素，而是在人、空间、物等各方面的一个复杂交互的巨系统。

通过在网络空间与物理空间的相互的平行的运行，使得虚拟服务于现实、数据驱动治理、智能定义一切等运行机制。这里面我们看到几个大的关键词，包括数据驱动，智能，原来叫软件定义一切，软件现在逐步进入到了智能操控、智能化的发展的方向，因此未来是智能定义硬件、定义运行、定义一切，实现城市全要素的数字化和虚拟化，实现全状态的实时化和可视化、可供决策，城市管理协同化智能化，达到更高更优的水平。从事实现实体世界和虚拟世界形成孪生体的共生共存。这里面有当前的理念，也有未来的发展方向。

进一步看什么是数字孪生城市？我们进一步拆解，不光是从技术的角度，我们首先是讲，它是复杂的综合的技术体系，现在很多的单点技术在过去几年，包括像云计算、大数据、人工智能等单点技术，实际上是交相呼应在突破，技术已经进入集中融合大集成、大发展的阶段，数字孪生城市就是技术化融合复杂体系的核心承载。第二数字孪生城市是城市职能运行的新的运营模式。第三数字孪生城市核心就是形成了一套数据的闭环能力，通过我们对城市理念相应元素的模拟，把它数字化，诊断出当前城市发生了一些什么问题，有一些什么样的存在的瓶颈，然后去实时的监控，然后对未来的发展作出一定的预测、仿真，再在网络空间上进行对实体空间进行反向的操控和反向的对接，最终形成这样一个数据核心的闭环。

在城市最初的优化前，我们可能实现首先镜像的再现，把这个城市由实到虚，再弄到数字空间做全域的感知。在全域的数字空间里面，对城市发展的运行状态提前预测、洞察，做推演、模拟，最终把推演模拟相应的结论、相应的结果由虚控实，再反推到实体的物理城市，反向作用、智能操控，最终形成优化后的城市发展的模式，最终形成一个四阶段的循环。

提出数字孪生城市，智慧城市经历了从2008年IBM提出的理念，经历了很多，但是智慧城市存在碎片化的发展，缺乏集成创新的方案。很多的技术应用都还是局限在行业内部，政务的、医疗的等相互有所割裂。

未来智慧城市，新型智慧城市要实现城市治理一盘棋、惠民服务一站式，统筹集约协同，这是未来新型智慧城市的趋势时机成熟，一方面是在技术方面有所准备，另一方面其实我们整个的管理的机制、业务协同的模式、流程，现在在最近几年都在开始慢慢的发生变化。所以在这个时间节点，数字孪生城市提出正契合了当今业界大的发展。

我们讲数字孪生新的模式，它是要实现城市未来全领域、大规模、集成化、协同化、均衡化、同步化的大发展。有一个比喻实际上是可以站在一个更高的层面，或者是类似有人比喻说，上帝的视角，能够对我们当前发展的状况做一个提前的推演和预盼。

（编辑：泉州站长网）

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