20181231-中国信通院-信息技术行业_2018数字孪生城市研究报告_65页_2mb

数字孪生城市研究报告（2018年）总结

核心内容

本报告由中国信息通信研究院牵头，联合多家企业共同编制，系统阐述了数字孪生城市的技术路径、应用场景、建设重点及发展建议。数字孪生城市作为新型智慧城市建设的重要方向，旨在通过数字空间与物理空间的深度融合，实现城市运行的智能化、协同化和可视化，推动城市治理和服务的全面升级。

主要观点

1. 数字孪生城市是智慧城市发展的新阶段
   数字孪生城市是在城市数据从量变到质变、感知建模与人工智能技术突破的背景下，构建的一种城市级数据闭环赋能体系，通过数据全域标识、状态精准感知、实时分析、科学决策与智能执行，实现城市模拟、监控、诊断、预测与控制。

2. 数字孪生城市具有六大特征

   • 精准映射：实现城市全要素的数字化表达与映射。
   • 虚实交互：通过虚拟与现实的协同，提升城市治理效率。
   • 软件定义：以软件方式模拟城市运行，实现智能化操控。
   • 智能干预：通过深度学习与仿真技术，实现城市运行的智能优化。
   • 数据驱动：以数据为核心，支撑城市运行与决策。
   • 平台化服务：构建统一的数字孪生平台，实现城市信息的集中管理与服务输出。

3. 数字孪生城市是未来城市发展的必然趋势
   数字孪生城市是城市智能化升级的前沿模式，将推动城市从传统管理模式向虚实融合、智能操控的新形态转变。

关键信息

技术架构

数字孪生城市依托“云-网-端”三层架构：

• 端侧：实现群智感知，通过智能终端、多功能杆柱、智能设备等，构建城市全域感知体系。
• 网侧：实现泛在高速、天地一体，通过5G、物联网、边缘计算等技术，构建智能专网。
• 云侧：实现随需调度、普惠便民，通过云计算、大数据分析、人工智能等技术，构建城市大脑。

核心要素

• 高精度城市信息模型（CIM）：是数字孪生城市的核心，涵盖三维地理信息、BIM模型、物联网感知数据等，实现城市全要素数字化。
• 智能专网：是数字孪生城市运行的基础保障，具备高带宽、低时延、高安全、高可用等特性。
• 城市大脑：集成了人工智能、大数据、区块链等技术，实现城市运行的智能决策与协同控制。

典型应用场景

1. “规建管”协同管控：实现城市规划、建设、管理一体化，提升决策效率。
2. 虚实互动以虚控实：通过虚拟模型控制现实城市，实现城市治理一盘棋。
3. 情景交融以人为本：提升城市服务的个性化、主动化，改善居民体验。

建设重点

• 城市信息模型：实现城市全要素建模，提升城市运行的可预测性和可优化性。
• 全域智能设施部署：包括传感器、智能灯杆、智能停车场等，形成城市感知网络。
• 智能专网建设：实现万物互联、数据共享，保障城市运行的安全与效率。
• 城市大脑构建：实现数据融合、智能决策与协同控制，推动城市智能化升级。

建设建议

1. 正视挑战
   数字孪生城市建设面临基础理论研究不足、技术集成困难、数据共享机制缺失、网络与安全体系不完善等问题。

2. 分领域优先落地
   建议优先在城市规划、建筑、交通、能源等领域推进数字孪生应用，实现局部突破与示范带动。

3. 分步骤务实推进

   • 第一阶段：打基础，部署城市全域感知设施，实现“由实入虚”。
   • 第二阶段：建模型，构建统一城市信息模型，实现“规建管”一体化。
   • 第三阶段：强应用，拓展数字孪生城市在服务、治理等领域的应用，实现“由虚入实”。

4. 分类别有序引导

   • 绿地型城市（新建城区）：可同步规划、同步建设，实现数字城市与物理城市的孪生并行。
   • 棕地型城市（已建城市）：需在现有基础上进行数据整合、基础设施升级，实现数字孪生城市的渐进式建设。

总结

数字孪生城市是智慧城市发展的重要方向，通过技术集成、数据驱动、虚实融合，实现城市运行的智能化与可持续发展。其建设需以高精度城市信息模型为核心、智能设施为前提、智能专网为支撑、城市大脑为重点，并结合城市类型与发展阶段，分领域、分步骤、分类别推进，最终实现城市治理、运行与服务的全面升级。