20201218-中国信通院-数字孪生城市白皮书(2020年)_56页_3mb
报告摘要
数字孪生城市白皮书(2020年)总结
核心内容
数字孪生城市是新一代信息技术在城市综合集成应用的重要载体,是实现数字化治理和发展数字经济的关键基础设施。它不仅有助于城市现代化治理,还为智慧城市提供创新平台,推动城市向更智能、更可持续的方向发展。白皮书从发展态势、核心能力、主要问题及推进策略四个方面,系统分析了数字孪生城市的发展现状与未来路径。
主要观点
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数字孪生技术纳入国家和地方发展战略
多个部委密集出台政策,推动数字孪生技术与BIM、CIM等技术融合,助力数字孪生城市建设。地方层面,上海、海南、浙江、雄安新区等纷纷发布政策,明确数字孪生城市的发展方向和目标。 -
数字孪生城市从概念培育期进入建设实施期
自2017年提出概念以来,数字孪生城市进入建设落地阶段,CIM相关项目数量激增,城市信息模型成为数字孪生城市的重要基础。各地如上海、北京、武汉等已启动相关项目,但整体方案尚在探索阶段,需谨慎推进。 -
科研机构广泛参与数字孪生城市研究
多个学术机构和高校围绕数字孪生城市开展系统研究,从技术、认知、实践三个方向进行深入探索。相关学术成果数量快速增长,多个课题获得国家自然科学基金、国家重点研发计划等支持。 -
市场主体加速入局,重构技术方案
多类型企业如地理信息、BIM、建模仿真、集成商等积极参与数字孪生城市建设,形成新产业阵营。ICT企业如腾讯云、京东数科、华为等推动数字孪生城市平台建设,提供全面解决方案。 -
新基建加速数字孪生城市落地
新基建为数字孪生城市提供了技术支撑,如5G、物联网、边缘计算、云计算等,推动城市向数据驱动、智能融合方向发展,形成“泛在标识、泛在感知、泛在连接、泛在计算、泛智能化”的城市格局。 -
数字孪生推动城市治理创新
数字孪生城市通过精准映射、虚实交互、模拟仿真等能力,提升城市治理效能,支撑城市运行管理“一网统管”体系,实现城市问题精准发现与智能处置。 -
数字孪生理念启发千行百业数字化转型
数字孪生在交通、能源、医疗、工厂等领域的应用不断拓展,为行业提供新的发展路径和模式。 -
全球重要经济体积极推进数字孪生建设
英、美、德等国家将数字孪生上升为国家战略,推动数字孪生平台建设,如“虚拟新加坡”、“数字孪生巴黎”等,成为全球数字孪生发展的典范。
关键信息
- 数字孪生城市九大核心能力:包括物联感知操控能力、全要素数字化表达能力、可视化呈现能力、数据融合供给能力、空间分析计算能力、模拟仿真推演能力、虚实融合互动能力、自学习自优化能力、众创扩展能力。
- 主要技术支撑:CIM平台、BIM建模、物联网、大数据、人工智能、空间计算、可视化引擎等。
- 应用场景:城市治理、交通管理、应急响应、建筑管理、园区运营、医疗健康、环境监测等。
- 当前问题:推进目的和方向不清、CIM平台重复建设、数据融通标准缺失、关键技术存在“卡脖子”风险。
- 推进策略:明确方向、统一CIM平台、建立数据标准、强化产业生态合作。
结构与实施建议
一、数字孪生城市发展态势
- 政策支持:国家与地方均高度重视数字孪生城市,出台多项政策文件。
- 项目落地:各地启动数字孪生项目,如上海花木街道、北京CBD、武汉智慧城市平台等。
- 学术研究:科研机构与高校积极研究数字孪生城市,推动理论与实践发展。
- 企业参与:企业围绕数字孪生重构技术方案,形成新产业阵营。
- 新基建推动:5G、物联网、云计算等技术加速数字孪生城市建设。
- 治理创新:数字孪生城市提升治理能力,实现城市问题精准发现与智能处置。
- 行业应用拓展:数字孪生理念在多个行业落地,推动数字化转型。
- 全球发展态势:多国推进数字孪生建设,形成全球共识。
二、数字孪生城市核心能力要素
- 物联感知操控能力:实现城市实时运行状态的感知与控制。
- 全要素数字化表达能力:构建城市语义信息模型,实现精准映射。
- 可视化呈现能力:支持三维场景、大数据、业务流程、应用场景的可视化。
- 数据融合供给能力:建立统一的数据资源体系,支持多源数据融合。
- 空间分析计算能力:实现空间测量、可视域分析、路径规划等能力。
- 模拟仿真推演能力:通过模拟仿真预测城市运行状态和未来发展。
- 虚实融合互动能力:实现数字空间与物理空间的双向互动。
- 自学习自优化能力:基于人工智能实现城市运行数据的智能分析与优化。
- 众创扩展能力:形成开放平台,支持各类应用开发和创新。
三、当前主要问题
- 推进目的和方向不清:部分城市存在盲目跟风建设问题。
- CIM平台重复建设:缺乏统一标准,存在条线“一张图”建设问题。
- 数据融通标准缺失:多源数据融合存在壁垒,缺乏统一规范。
- 关键技术存在卡脖子风险:如新型测绘、标识感知、协同计算等。
四、推进策略与建议
- 明确方向,统一CIM平台:设立专项工作组,统一平台标准,避免重复建设。
- 抓住小切口,培育应用场景:从局部区域切入,逐步扩展,实现精准应用。
- 建立数据标准:制定CIM框架标准、数据融合处理标准、实时接入服务标准。
- 加强基础研究与产业生态合作:推动基础理论、技术方案、应用场景的协同发展。
总结
数字孪生城市已成为新型智慧城市建设的重要方向,其发展依赖于政策支持、技术突破、企业参与和生态协同。尽管当前面临诸多挑战,但随着新基建的推进和行业应用的拓展,数字孪生城市有望成为城市治理与管理的重要支撑。未来需在统一标准、数据融合、技术突破等方面持续发力,推动数字孪生城市向更深层次发展。
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