城市规划新征途：数字孪生城市的构建

 诺贝尔经济学奖获得者约瑟夫·斯蒂格利茨曾说：“中国的城镇化与美国的高科技发展将是深远影响二十一世纪人类发展的两大主题。”

 人类文明史上，每次科技大爆发都会再次确定全球城市的经济排名。现如今的信息革命，互联网骨干网沿线的人类城市是数据资源集中地，约瑟夫·斯蒂格利茨说对了一半，世界中心正在向中国的北京、上海、杭州、深圳等千万人口特大城市转变，城市具有的计算力总量确定了数字贸易发展的排名与潜力，反过来说经济萧条则会引起“城市收缩”现象。

 城市即是“资源高地”，又存有“效率洼地”。经过数千年的发展，国人深切感受到交通堵塞、生活不便、环境恶化等城市之“痛”。人口高度集中进一步加重了城市公共资源的供求矛盾，为城市治理者带来日益严峻的诸多挑战。我们的城市“生病”了，交通堵塞、环境污染、治安违法等问题备受群众诟病。

 为解决城市发展难题，实现城市绿色发展，构建智慧城市已变成当今世界城市发展不可避免的历史潮流。近20年来，智慧城市构建耗费巨资，却没能根治“城市病”。那智慧城市其本身究竟是什么呢？

 智慧城市并不是简单的让城市变得更美好，而是要让城市里边所有的人感觉更加好。但是智慧城市对于不同的人、不同的角色、处于不同立场，都会有不同的定义。

 小孩子说：“我不想一板一眼地坐在教室里听课，要是在家里就可以学习，能向老师提问，还能跟小伙伴们交流，那就是智慧城市。”

 上班族说：“路上不那么堵，回家过年购票不那么难，那就是智慧城市。”

 消防员说：“最好是没有火灾，有烟雾苗头就好就能自动扑灭，但倘若真的有大火了，我们能一路畅通地快速到达现场，这就是智慧城市。”

 这样的实例难以穷举，却全都指向智慧城市的核心特征——以人为本。任何技术的本质，都是要使人变得更加的强大、让环境更适宜人的生活、为人提供更多的发展机会、让人与人之间的交流更加的顺畅。

 智慧城市是一种发展目标，它是信息时代的当代城市对于未来的想象，要更加的宜居宜业，更加的富有活力，更加的具有吸引力和竞争力。智慧城市也是一种发展模式，它要转变过去依赖于资源投入带动城市发展的粗放型模式，通过对新技术的应用，推动多方参与，优化资源配置，提升生产效率，用更少的资源创造更多的价值。

 伴随着互联网有关技术的迅猛发展，互联网大数据时代悄然来临，构建智慧城市的技术条件现已成熟。互联网尽管发明仅四十余年，但却很大程度上更改了人类的生产生活方式。网络空间是区别于人类现实空间的一个全新维度，是人类的第二空间、虚拟空间。现实向网络进行映射，可以形成海量的数据；而对网络中的数据进行发掘和运用，又可以反作用于现实空间，促使城市有了“智慧”。这两个空间的交互就成为了智慧城市构建的技术基础。

 所谓的两个空间的交互的技术基础，便是塑造与真实城市相互映射的数字孪生城市。如果物理世界是一个工厂，则相对应的数字世界是数字孪生工厂；如果物理世界是一个城市，那么相对应的数字世界即数字孪生城市。从工业引伸到城市是理所应当的结果，因为在数字化领域，城市是更大的舞台，城市是由人、物、事件构成的复杂系统，比工厂更为丰富多彩。城市发展至今，面临着严重的问题，传统式的发展模式现已失效，以信息化为引擎的数字城市、智慧城市成为了城市发展的新思路和新模式。尽管数字城市的提出由来已久，但以往的概念并没有上升到数字孪生的高度，这与技术发展的阶段有关。现如今，数字孪生城市的内涵，真正的体现了数字城市想要达到的愿景和目标。

 以最专业的术语来解释数字孪生城市，便是所谓的智慧城市构建的CGB（BIM+CIM+GIS）模式，即运用3DGIS+BIM与CIM建立一个虚拟的智慧城市，各种适用智慧城市构建的规划、城市智慧应用解决方案都可以率先在虚拟的智慧城市中获得仿真模拟和分析验证，并且从中获取“城市历史发展和文化形成的智慧，解决城市生活宜居、便捷、安全的智慧，以及城市可持续发展与提升核心竞争力的智慧”，用于引导智慧城市构建;与此同时，基于虚拟的智慧城市进行构建成果评定;在智慧城市运作阶段，通过物联网、移动互联网与实体城市关联，实现智慧城市的运作管理。我们有理由相信融合了3DGIS+BIM与CIM的智慧城市构建CGB模式，有利于引导智慧城市构建、评定智慧城市构建成果和运作管理智慧城市。

 数字孪生城市的创建，将引起城市智能化管理和服务的颠覆性创新。试想一下，与物理城市对应着一个数字孪生城市，物理城市所有的人、物、事件、建筑、道路、设施等，都会在数字世界有虚拟映像，信息可见，轨迹可循，状态可查；虚实同步运行，情景交融；过去可追溯，未来可预估；时下知冷暖，见微知著，睹始知终；全市一盘棋尽在掌握，一切可管可控；管理扁平化，服务一站式，信息多跑路，群众少跑腿；虚拟服务现实，模拟仿真决策；精细化管理岂非容易，人性化服务岂非不难，城市智慧再不是空谈。

 对数字孪生城市有一种更通俗化的了解，将其视作不断成长的人类生命体，以城市的自然生态等基底模型做为骨架，对建筑物、构筑物通过GIS、BIM等数字化方式生成血肉，搭载IoT物联感知生成神经系统，通过时空数据塑造城市大脑，进而将城市真正打造成可感知，可判断，快速反应，会学习的生命体。

 深圳前海自贸区是粤港滨大湾区的核心引擎，新轮整体规划面积七十四平方公里，地下空间开发规施约八百万平方米。正是由于运用了城市全信息模型-CIM平台，实现从地面到地上、地下的全维表述,打造“多规合一”的城市全信息数字化沙盘，动态性监管城市开发和城市更新的整体规划实施情兄，首次实现了集群项目地上地下同步开发的协同建设管理模式创断，解决了开发建设所面对的体大、标准高、交叉多、时间紧等诸多难题，荣获2017年全球基础设施BE创新大赛冠军。

 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的目标，却是智慧城市建设的新征程，赋予城市实现智慧化的重要设施和基础能力；它是在技术驱使下城市信息化从量变走向质变的转折点，由点到线、由线到面，基于数字化标识、自动化感知、网络化连接、智能化控制、平台化服务等强大技术能力，使数字城市模型可以完整浮出水面，做为一个孪生体与物理城市平行运行，虚实结合，蕴含无限创新空间。