数字孪生城市的创建大力推动智慧城市全面实施

 全球物联网、5G、人工智能、无人驾驶、虚拟现实、深度学习等技术研发和产业化快速提升，掀起数字化网络化智能化新一轮的浪潮。与此同时，智慧城市全面实施进程不断加速，全面实施内容不断深入，其创新发展理念、持续推进模式和技术体系不断更新和演变，构建虚拟服务实际、数据驱动治理、智能定义一切的数字孪生城市将变成智慧城市的主要趋势。

一、数字孪生城市的构建条件日渐完善

1、信息通信技术（ICT）在城市中成熟运用

 近些年来，云计算平台已经变成城市主要基础设施，政府部门、公司企业乃至个人广泛性运用；大数据变成城市主要资产、战略资源，依托于大数据分析的智能决策运用不断涌现而出；物联网促进万物互联变成实际，广泛运用于城市治理领域的感知监测、数据采集等；（移动）互联网变成群众获取城市生活服务的主要优先渠道，也是拓展服务的主要方式；依托于深度学习的人工智能运用可精准预测城市问题，很大程度上提升民众体验。

2、数字孪生（DT）技术向城市广泛性渗入

 数字孪生技术最初起源于工业领域，特别是在飞机、火车发动机等高端制造领域，对产品、生产流水线和工艺流程等进行数字化仿真、实时跟踪，产品研发周期大幅度缩减，生产成本大幅度下降，产生多设备互联、协同和优化的建设模式。目前，数字孪生技术已逐渐向建筑工程、医疗服务、城市管理等领域渗入，依托于BIM模型完成建筑的龙骨、结构以及风水电等设计，完成建筑各种资源的优化、应急方案预演以及建筑群间资源优化配置；达索公司开发3DEXPERIENCity平台完成城市规划布局、管网以及气象的数字孪生，致使城市应急管理效率提升30%，城市拥堵率下降25%。

3、技术融合与数据积累不断促进城市创新发展

 分布式计算、4G/5G通信、大规模数据并行处理、深度学习等技术与3D建模、高精度地图、模拟仿真、虚拟现实、智能控制等数字孪生有关技术有机耦合加速集成，促进在数字化空间中构建同步运作的数字孪生城市变成可能。除此之外，通过十多年智慧城市构建，城市传感器随处可见，城市智能终端广泛性部署，城市体征运作数据大批量汇聚积累，城市画像日渐清晰，跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务的数据资源快速有序融合，依托于海量多维数据分析的智能运用不断涌现而出，智慧城市构建正处于量变到质变关键时期。

二、数字孪生城市是深度学习自我优化的城市

 数字孪生城市的核心要义是，在网络数字化空间，塑造一个与现实物理城市相匹配相对应的数字城市，实现创建物理城市与数字城市一一对应、协同交互、智能操控的复杂系统，使其与物理城市同步运作，实现虚拟服务现实，数据驱动治理，智能定义一切等运行机制，完成城市全要素数字化和虚拟化、全状态实时化和可视化、城市运作管理协同化智能化，生成物理维度上的实体世界和信息维度上的虚拟世界同生共存、虚实相融的城市发展新模式，是具备深度学习、自我优化能力的城市。

1、全域感知，完成由实到虚

 实现部署全域感知体系和各行业领域信息系统平台，收集汇聚城市所有的静态数据、业务数据信息、对象数据信息等表征城市运作的全量数据信息，在数字化空间建立一一映射的数字孪生城市模型平台，并载入城市全量静态和动态数据。

2、深度学习，完成自我优化

 依托于持续汇聚的海量数据和数字孪生城市模型平台，运用多维数据分析、机器学习、神经网络、深度学习等算法或技术，运算得出城市资源配置优化方案、城市灾害预测预警模型、城市应急指挥策略等，完成自我优化。

3、智能操控，完成由虚控实

 依托于上述数字化空间得出的优化方案、预警模型、指挥策略等深度学习结论，在数字孪生城市模型平台中，实现传感器远程控制、信息系统功能优化修正等操作，反向作用于物理世界运作的城市，完成动态决策、快速响应和智能操控。

4、更新迭代，完成流程再造

 实现深度学习、自我优化后的城市在新的运行流程、运行规则、运行机制下持续生成和累积新的数据信息，与此同时，新智能设备、新技术应用持续交替出现，进而开启新一轮的数字孪生更新迭代，完成城市持续进化的“自生长”发展模式。

三、数字孪生城市是技术和数据信息深度融合的新模式

 数字孪生城市，是与物理城市一一映射、协同交互、智能操控的虚拟城市，其技术体系框架包含智能终端、泛在网络、支撑平台、应用系统等必备构成要素，并贯穿城市数据的采集、汇聚、整合、分析、应用等全流程环节，是一个技术融合、业务融合和数据融合的繁杂巨系统。

1、全域智能终端的数据采集是数字孪生城市前提条件

 全域移动智能终端的数据收集主要包含四大基础要素，即数字化标识、移动智能终端、三维模型、地理信息等。这其中，数字化标识是城市人、事、物在数字化空间的唯一索引，表征城市人、事物身份信息，用作数字信息和实体之间的精准匹配、建立连接和管理控制；移动智能终端是城市运作的数据信息采集器，用作采集城市所有的静态和动态数据信息；三维模型是数字化空间的数据信息载体，用作展示城市空间形态；地理信息表征城市人、事、物的位置和位移，主要包含GIS、RS、GPS等。

2、极速泛在的城市信息网络是数字孪生城市基本保障

 极速泛在的城市信息网络主要包含三大连接形式，即城市极速专网、4G/5G移动宽带、NB-IoT/eMTC/LoRa物联网等，产生互为补充、极速互联的网络接入基本保障。为满足城市安全可靠运作、虚实互动毫秒级响应以及千万级的智能设备的同时连接需求，率先创建城市极速专网，统一化集成宽带无线网、宽带有线网、视频网、应急通信网、政务网等，完成极速互联。针对手机、可穿戴设备等移动智能终端主要以4G、5G连接为主，采集城市中人的数据信息。

3、深度思考的城市数据信息中枢是数字孪生城市核心

 深度思考的城市数据信息中枢主要包含四种重要平台，即数据资源管理平台、数字孪生模型平台、基于深度学习的人工智能算法平台、统一化智能化操控平台等，共同组成指导数字孪生城市高效运作的数据信息中枢。数据资源管理平台用作数据整合、处理、分发等；数字孪生模型平台是数字化空间集成载体，集成所有的数据资源，展示真实世界运作全貌和细节；基于深度学习的人工智能算法平台用作优化业务流程、资源配置、规划布局等；统一化智能化操控平台主要用作智能化决策指挥、自组织运作、远程操控等。

4、高效运作的智能化应用系统是数字孪生城市表现

 最终，数字孪生城市要作用于城市治理和民生服务的各个业务阶段，推进服务体验智能化、社会治理智慧化。如，根据模拟仿真、动态评估、深度学习城市规划方案效果，完成规划不再走弯路；三维呈现出水势、空气动力、雾霾变化等，为城市治理决策提前部署出示依据；根据深度学习个人教育和知识体系，完成自适应式定制化学习；根据深度学习民众交通出行、日常生活、生活消费等习惯，制定个人交通出行路线；根据交通流量预测，智能化疏导和优化信号灯间隔时间。

 总而言之，数字孪生城市建设是一个长期而艰巨的任务，伴随着全面实施逐步推进，其技术体系框架和解决方案将更为清晰，将有力推进城市的高质量发展。