研究认为,数字孪生城市具备四大典型技术特征,即精准映射、分析洞察、虚实融合和智能干预(见图2)。一是物理城市与数字城市的精准映射,是指通过运用物联网(Internet of Things,IoT)、地理信息系统(Geographic Information System,GIS)、建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)、人工智能、大数据等技术,数字孪生城市可以实现多维度数据汇聚,从而分尺度、分实体构建城市数字孪生体,既包括城市建筑、城市部件、道路等静态实体,也包含人流、车流、物流等各类动态实体。二是数字城市的分析洞察,是指在数字空间中,基于物理城市采集的空间地理、物联感知、城市运行等数据,可以通过数据挖掘、智能分析洞察城市运行状态和风险,辅助城市决策,改善城市运行状态。三是数字城市与物理城市的虚实融合,是指物理城市在数字空间中得以延展、扩大,例如城市规划方案动态比选、增强现实服务等。四是数字城市对物理城市的智能干预,是指面对事故、灾害、舆情等情况,数字孪生城市平台将辅助城市管理者敏捷响应、快速决策部署;也可以通过深度学习、仿真推演预测城市问题或风险,预防事件减轻灾害,从而降低城市财产损失,保障人民安全。在数字空间,城市实体可以自由编辑以改善布局,城市决策可以被图形化推演以展现效果,城市设备可以被远程控制以快速干预,城市问题与风险可以被提前洞察以快速应对,从而助力实现数字孪生城市的三大愿景——城市生产集约高效、城市生活宜居便捷、城市生态绿色可持续发展。城市生产集约高效。数字孪生技术有助于对要素配置、加工、流通等关键环节进行智能化分析,助力建筑、制造、物流、贸易等行业降本增效。同时,数字孪生城市模型可作为云服务供政府、企业和市民使用,城市规划者便捷地开展数字化设计,城市建设者实现远程调度资源、监控进度,城市管理者实时感知、推演决策效果,有效提高城市运行效率,形成更加集约高效的发展模式。城市生活宜居便捷。数字孪生技术用于城市交通信号优化[7]、应急预案优化、人员疏散路线改进等场景,改善城市交通拥堵、事件响应滞后等问题,提高市民生活的安全感;开展虚实互动课堂、元宇宙景区等应用,丰富市民文娱生活体验,提高市民生活的幸福感。以数字化、远程化方式,提高公共服务的覆盖面和均等化水平,提升城市服务包容性。城市生态绿色可持续发展。数字孪生城市平台将实时感知空气质量、温室气体排放等情况,辅助城市管理者有效制定生态保护政策;城市规划者和管理者可以在数字空间立体化、三维化评估多个城市规划方案,优化城市生态布局。同时,数字孪生将推动能源设施精细化运维、数字化能源管理、碳轨迹追踪、碳中和路径推演,降低城市能源成本,助力城市实现碳中和。免责声明:
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