中国信通院:数字孪生城市研究报告(2018)

2018年12月19日,中国信息通信研究院连续第十一年在京召开 “ICT深度观察大型报告会暨白皮书发布会”,会上发布了《数字孪生城市研究报告(2018)》。 《数字孪生城市研究报告(2018)》介绍了数字孪生城市出现的背景,阐述了数字孪生城市的内涵特征、总体架构和典型场景,深入分析了数字孪生城市核心——高精度城市信息模型、数字孪生城市前提——全域布局的智能设施、数字孪生城市支撑——安全高效的智能专网、数字孪生城市重点——智能操控的城市大脑四方面内容,最后提出推进数字孪生城市的相关建议。

报告简介
当前,以物联网、大数据、人工智能等新技术为代表的数字浪潮席卷全球,物理世界和与之对应的数字世界正形成两大体系平行发展、相互作用。数字世界为了服务物理世界而存在,物理世界因为数字世界变得高效有序,数字孪生技术应运而生,从制造业逐步延伸拓展至城市空间,深刻影响着城市规划、建设与发展。

数字孪生因感知控制技术而起,因综合技术集成创新而兴。数字孪生城市是在城市累积数据从量变到质变,在感知建模、人工智能等信息技术取得重大突破的背景下,建设新型智慧城市的一条新兴技术路径,是城市智能化、运营可持续化的前沿先进模式,也是一个吸引高端智力资源共同参与,从局部应用到全局优化,持续迭代更新的城市级创新平台。

从技术角度看,数字孪生城市涵盖“云-网-端”三大层次,成为数据驱动决策、技术综合集成的智慧城市综合技术支撑体系。端侧实现群智感知、可视可控;网侧实现泛在高速、天地一体;云测实现随需调度,迭代学习。其本质是通过数据全域标识、状态精准感知、数据实时分析、模型科学决策、智能精准执行,构建城市级数据闭环赋能体系,实现城市的模拟、监控、诊断、预测和控制,解决城市规划、建设、运行、管理、服务的复杂性和不确定性。

从城市发展看,数字孪生城市是未来实体城市的虚拟映射对象和智能操控体,形成虚实对应、相互映射、协同交互的复杂巨系统,实现孪生城市的“六化发展”,即支撑城市全要素数字化和虚拟化、城市全状态实时化和可视化、城市管理决策协同化和智能化,实现三类应用场景,城市规划建设一张蓝图管到底、城市治理虚实融合一盘棋、城市服务情景交融个性主动一站式,驱动城市智能运行、迭代创新。

从建设重点看,基于多源数据融合的城市信息模型是核心,城市全域部署的智能设施和感知体系是前提,支撑孪生城市高效运行的智能专网是保障,实现智能操控的城市大脑是重点。

未来,数字孪生城市可在数字化水平相对较高、需要运行机理建模、实现虚实空间协同优化、彰显多维智能决策支撑等方向,如城市规划、建筑、交通、能源等领域优先落地实施,以数字孪生城市为代表的新型智慧城市发展新理念和新模式或将变为现实,成为未来绿地型新城新区高水平建设的必由之路,棕地型城市数字化转型的重要参考。

《数字孪生城市研究报告(2018)》目录
一、数字孪生城市出现的背景
  (一)传统条块化智慧城市建设方式已现疲态
  (二)信息技术加速突破驱动集成创新出现拐点
  (三)数字孪生成为城市智能化升级的重要方向
  (四)部分城市率先探索实践数字孪生理念
  (五)我国智慧城市建设升级具备现实基础
二、数字孪生城市的内涵特征
  (一)数字孪生城市的内涵
  (二)与新型智慧城市的关系
  (三)数字孪生城市的特征
  (四)数字孪生城市的价值
三、数字孪生城市的总体架构
  (一)技术框架
  (二)运行机理
四、数字孪生城市的典型场景
  (一)“规建管”协同管控,助力一张蓝图干到底
  (二)虚实互动以虚控实,支撑城市一盘棋治理
  (三)情景交融以人为本,升级个性主动服务体验
五、数字孪生城市核心:高精度城市信息模型
  (一)城市初始建模的方法
  (二)城市信息模型的构成
  (三)模型与数据的协同运行
六、数字孪生城市前提:全域布局的智能设施
  (一)智能设施空间布局
  (二)标识体系和编码设计
  (三)物联设备连接管理平台
七、数字孪生城市支撑:高效运行的智能专网
  (一)数字孪生城市提出网络新需求
  (二)万物互联综合接入智能专网
  (三)智能专网对已有网络延伸增强
八、数字孪生城市重点:智能操控的城市大脑
  (一)大脑凸显自主学习与集中调度
  (二)一体三翼构建数字孪生城市大脑
  (三)创新全景全要素城市治理新模式
九、推进数字孪生城市的建议
  (一)正视面临的挑战
  (二)分领域优先落地
  (三)分步骤务实推进
  (四)分类别有序引导

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