数字孪生技术在智慧城市中的应用分析

在信息化飞速发展的当下，城市的发展趋势已经由“数字化”时期进入“智慧化”时期，再到“新数字时期”。数字城市的总体目标是将现实世界的很多工作搬到网络上，通过通信网络来实现了。智慧城市是在信息港和数字城市的基础上发展起来的新方向。现如今，伴随着各类新技术的发展与运用，愈来愈多的理念层出不穷并运用到城市基本建设中，数字城市的内涵也在不断完善，为城市的全自动监管、信息收集、数据统计分析处理、决策反映提供支撑。

一、持续发展的数字城市

数字城市狭义上就是指以计算机技术、数字媒体技术和规模性存储系统为基础，以网络宽带为桥梁，应用遥感技术、卫星定位系统、自然地理信息系统、模拟仿真-虚拟等新技术，对城市展开多分辨率、多尺度、多时空和多类型的三维描述，即运用信息技术方法把城市的过往、现况和将来的所有内容在互联网上展开数字化虚拟实现。广义则指的是城市的数字化，根据数字化的方式来解决、剖析和管理整个城市，推动城市运作的顺畅和融洽。

初期的数字城市是当代信息技术对城市社会经济发展信息展开的全方位融合，实现城市各类信息的共享与服务。可以说早期的数字城市是智慧城市发展的前提和基础，它最核心的內容便是在信息同样的前提下，将其信息技术自身所具备的优点全部显现出来，由此让实体城市向数字化方向发展。

而伴随着物联网、云计算技术等新一代信息技术及其移动通信、人工智能等工具和方式的持续发展，实现了城市信息全面深入的认知、宽带泛在的互连及其智能化结合的运用早已具备了标准，城市的发展趋势已经由“数字化”时期进入“智慧化”时期。智慧城市是在信息港和数字城市的基础上发展起来的新方向。在智慧城市环节，智慧产业园区、智慧小区、智慧工地等服务平台、运用、情景成为基本建设的核心。

智慧城市的基本建设来源于智慧地球。智慧地球自身是在每个制造行业当中应用新的IT技术，随后将传感器镶嵌在全世界的每一个地区，将铁路线、电力网、公路桥梁等全部连接起来，最后产生物联网。智慧城市在实质上其实是一个中小型的智慧地球，将智慧地球自身所存在的各类內容全部反映在了城市当中。它可以让整个城市显得更为智慧，这主要是由于应用互联网技术能将城市当中的每个传感器设备展开互相连接，从而搭建起来一个地区当中的物联网，让城市能够被全方位认知。

伴随着互联网技术及其信息技术的发展，愈来愈多的其它行业的新理念运用到智慧城市基本建设中。近些年，数字孪生——这一工业物联网中的核心理念开始与智慧城市的基本建设不断结合，基于数字孪生核心理念的新时期数字城市变成新的时尚潮流，尤其是《河北雄安新区规划纲要》中明确提出“坚持数字城市与现实城市同步规划、同步建设，适当超前的布局智能化基础设施建设，促进产业生态圈智能化系统应用服务实时可控性，不断完善大数据资产体系管理，打造出具备深度学习能力、全球领跑的数字城市”以来，数字孪生城市变成现如今前沿的核心理念。

二、“孪生”变成数字城市的新核心

在雄安新区规划建设的引导下，数字孪生城市基本建设在制造行业内一时炙手可热。数字孪生城市的盛行并不是偶然，智慧城市建设弊端的层出不穷、愈来愈多互联网技术与核心理念和城市基本建设的持续结合、现如今新基建的盛行，也为数字孪生在全制造行业迈入新一轮爆发生产制造突破口。数字孪生的实际意义就取决于让真实的世界很高成本、难以实现的事情，能够在虚拟世界里低成本、迅速地去执行。不论是产业生态圈整体规划一张图，还是城市整治一盘棋，数字孪生都做为新式智慧城市的基础设施建设，以数字化的虚拟映射来仿真模拟城市全因素和时空整个过程，进而连通智慧产业群之间的信息数据共享，促进新基建浪潮下各行业的数字升级。

与传统式基本建设不一样，新基建做为当今社会经济数字化、网络化、智能化系统转型发展的重要助力，其较大 的特点便是数字化。智慧城市信息解决核心也是数字化，根据互联网大数据、云计算技术、5G、人工智能技术、物联网、智能感知等方法推动城市治理现代化，加快物联网、全感知全连接、虚实交互的数字城市的来临。

除此之外，针对数字孪生城市，物联网也是十分核心的一环，没有物联网的基本建设，数字孪生城市是建不起来的。由于从现实城市到数字城市，要把数据收集到数字城市中，产业生态圈数字化以后，在数字城市展开映射，进而全自动发现问题。不论是新基建还是传统式基本建设，物联网及其智能化认知新技术的发展都是必不可少的。无处不在的传感网络将实现城市构件的即时认知与独立连接网络，自然地理信息系统软件将水、电、气、交通出行、自然环境等基本信息与特殊时空下的城市恶性事件紧密关联、实时结合，将全面考虑城市人与物的联通、管理、回应的需要。

根据物联网及其智能化感知设备，构建产业生态圈数据信息聚集、结合共享资源的自然环境，实现物理世界与虚拟世界的虚实互动，连通数据信息流通安全通道，从根源上防止数据信息壁垒的形成，推动数据预处理、对外开放的常态化、系统化和规范化。以城市信息实体模型为核心技术建设数字孪生城市，全方位促进海量信息的跨行业结合运用，搭建安全、有序的数据信息开放生态，充分释放公共数据使用价值，打造出结合城市灾难预警信息、突发事件应对、公共文化服务等作用的一体化智能城市管理服务方式，促进城市运行的全方位数字化、智能化，让城市住户生活更舒服、更便捷。

以现实搭建虚拟，以虚拟引导现实，全方位提高城市整体规划品质和水准，实现科学合理的城市规划、顶层设计、决策管理方法，让领导者和评定者迅速、直观地掌握智慧化对城市自然环境、城市运作等情况的提升效果，辅助政府部门在信息化、智慧化基本建设中的决策，防止迷失方向或重复、低效能建设，实现智慧城市基本建设协同创新。

智慧城市是数字城市发展的高级阶段，数字孪生城市做为数字城市最开始的目标，也将变成智慧城市建设新的征程。以基础设施建设为支撑，赋予城市实现智慧化管理与决策的能力，现实世界物理问题通过收集反映到数字世界展开提升，随后在数字世界模拟仿真、在物理世界实施，最终展开不断迭代更新，形成具备深度学习能力、虚实结合的管理方法和经营模式，促进智能化治理能力与治理体系的产生。