數(shù)字孿生城市

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圖片來源：視覺中國

2002年，邁克爾?格里夫斯（Michael Grieves）教授在美國密歇根大學(xué)的課堂上首次提出“數(shù)字孿生”（又稱“數(shù)字雙胞胎”）的設(shè)想。2010年，美國國家航空航天局（NASA）的技術(shù)報(bào)告中正式使用了“數(shù)字孿生”一詞。數(shù)字孿生技術(shù)最早運(yùn)用于工業(yè)制造領(lǐng)域，通過數(shù)字建模對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、維護(hù)等環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時動態(tài)仿真，繼而反映機(jī)器設(shè)備的全生命周期過程。隨著新一代信息技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，城市感知無處不在，聯(lián)接無處不在，數(shù)據(jù)無處不在，計(jì)算無處不在，智能無處不在，物理世界和數(shù)字世界的界限逐漸模糊，數(shù)字孿生城市的概念應(yīng)運(yùn)而生。

數(shù)字孿生城市是新一代信息技術(shù)在城市的綜合集成應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化治理和發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)的重要載體，是未來城市提升長期競爭力，實(shí)現(xiàn)精明增長、可持續(xù)發(fā)展的新型基礎(chǔ)設(shè)施，也是一個吸引高端智力資源共同參與，持續(xù)迭代更新的城市級創(chuàng)新平臺。數(shù)字孿生城市至少具備九大核心能力，包括物聯(lián)感知操控能力、全要素?cái)?shù)字化表達(dá)能力、可視化呈現(xiàn)能力、數(shù)據(jù)融合供給能力、空間分析計(jì)算能力、模擬仿真推演能力、虛實(shí)融合互動能力、自學(xué)習(xí)自優(yōu)化能力、眾創(chuàng)擴(kuò)展能力。九大核心能力呼應(yīng)精準(zhǔn)映射、虛實(shí)交互、軟件定義、智能干預(yù)四大特征，成為數(shù)字孿生城市的標(biāo)準(zhǔn)配置。

2017年以來，隨著數(shù)字孿生城市在河北雄安新區(qū)先行先試，數(shù)字孿生建設(shè)理念紛紛出現(xiàn)在各地智慧城市、數(shù)字基建等規(guī)劃之中。省（市）級層面，北京提出“建設(shè)數(shù)字孿生城市”，上海提出“探索建設(shè)數(shù)字孿生城市”，廣東提出“探索構(gòu)建‘?dāng)?shù)字孿生城市’實(shí)時模型”，海南提出打造“數(shù)字孿生之一省”；地市級層面，貴陽、南京、合肥、福州、成都等地提出以數(shù)字孿生城市為導(dǎo)向推進(jìn)新型智慧城市建設(shè)，其中貴陽編制的《數(shù)博大道數(shù)字孿生城市頂層設(shè)計(jì)》，是全國首個真正意義上的數(shù)字孿生城市頂層規(guī)劃。

2020年以來，一些國家將數(shù)字孿生上升為國家戰(zhàn)略。英國發(fā)布《國家數(shù)字孿生體原則》，闡述了構(gòu)建國家級數(shù)字孿生體的價(jià)值、標(biāo)準(zhǔn)、原則及路線圖；美國組建數(shù)字孿生聯(lián)盟，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟將數(shù)字孿生作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)落地的核心和關(guān)鍵；德國“工業(yè)4.0”參考框架也將數(shù)字孿生作為重要內(nèi)容；新加坡率先搭建“虛擬新加坡”平臺，用于城市規(guī)劃、維護(hù)和災(zāi)害預(yù)警項(xiàng)目；法國推進(jìn)數(shù)字孿生巴黎建設(shè)，打造數(shù)字孿生城市樣板。

當(dāng)前，由于技術(shù)路線復(fù)雜，制度障礙較多，應(yīng)用場景有限，數(shù)字孿生城市建設(shè)仍處于發(fā)展初期和戰(zhàn)略培育期。“探索建設(shè)數(shù)字孿生城市”已經(jīng)納入國家“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要，數(shù)字孿生城市將成為新型智慧城市建設(shè)的必由之路和未來選擇。