概念定義:數(shù)字孿生城市是指在數(shù)字世界中創(chuàng)建一個(gè)同物理實(shí)體城市外觀一致、行動(dòng)一致、思想一致的數(shù)字虛擬城市,實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的監(jiān)測(cè)、診斷、回溯、預(yù)測(cè)和決策控制,用于實(shí)體城市的規(guī)劃、建設(shè)、治理和優(yōu)化等全生命周期管理,提高城市運(yùn)行效率和市民居住體驗(yàn)
技術(shù)體系:數(shù)字孿生城市不是單一技術(shù),而是以積木式組裝結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、BIM、GIS、人工智能等多項(xiàng)前沿技術(shù)的“巨技術(shù)”,其難點(diǎn)主要聚焦在數(shù)據(jù)管理、信息模型和仿真分析三個(gè)環(huán)節(jié),數(shù)據(jù)接入環(huán)節(jié)亟需政府層面統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),模型層面需要脫離形式主義,關(guān)注語(yǔ)義建模,仿真層面需要多領(lǐng)域建立模型庫(kù),提升算法的商業(yè)化落地能力
發(fā)展現(xiàn)狀:
?市場(chǎng)環(huán)境:多方施策與標(biāo)準(zhǔn)制定雙管齊下,市場(chǎng)環(huán)境整體積極向好發(fā)展
?產(chǎn)業(yè)格局:產(chǎn)業(yè)鏈處于整合發(fā)展初期,玩家巨頭化特征顯著,市場(chǎng)格局未定
?市場(chǎng)規(guī)模:2022年中國(guó)數(shù)字孿生城市市場(chǎng)規(guī)模為51億元,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)50%,城市信息模型基礎(chǔ)平臺(tái)和場(chǎng)景化應(yīng)用同步落地
應(yīng)用場(chǎng)景:綜合技術(shù)匹配度、規(guī)模化潛力和市場(chǎng)規(guī)模三個(gè)維度評(píng)價(jià)數(shù)字孿生城市場(chǎng)景化應(yīng)用價(jià)值,城市交通、地下管廊和產(chǎn)業(yè)園區(qū)是三大價(jià)值場(chǎng)景,其中全景路口結(jié)合自動(dòng)駕駛有望實(shí)現(xiàn)規(guī)模化落地;地下管廊和數(shù)字孿生技術(shù)具有先天的適配性,中長(zhǎng)期具有發(fā)展?jié)摿Γ粩?shù)字孿生助力產(chǎn)業(yè)園區(qū)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、加速產(chǎn)城融合
思考與呼吁:亟需推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、商業(yè)模式創(chuàng)新和市民應(yīng)用開(kāi)發(fā)等方面的工作進(jìn)程
現(xiàn)處于行業(yè)應(yīng)用探索期,數(shù)字孿生城市具有規(guī)模應(yīng)用潛力
數(shù)字孿生這一概念發(fā)源于NASA,廣泛應(yīng)用于工業(yè),并迅速成為了各地政府城市運(yùn)營(yíng)和管理的抓手。隨著數(shù)字孿生技術(shù)完善和行業(yè)滲透,孿生對(duì)象從微觀的資本密集型產(chǎn)品/設(shè)備向宏觀的大型復(fù)雜城市空間拓展,數(shù)字孿生城市市場(chǎng)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。
數(shù)字孿生概念在城市空間的應(yīng)用,服務(wù)于城市全生命周期
無(wú)論是數(shù)字孿生還是數(shù)字孿生城市,其定義都在專(zhuān)家、學(xué)者和相關(guān)從業(yè)人員的研究與實(shí)踐中不斷的優(yōu)化調(diào)整。相較于數(shù)字孿生,數(shù)字孿生城市圈定了“城市”這一地理空間范圍,內(nèi)涵定義脫離了抽象理念,扎根于“智慧城市”這一優(yōu)渥土壤,數(shù)字孿生城市的原理、功能、預(yù)期用途和受益方也更為清晰明朗。通過(guò)融合、提煉現(xiàn)有報(bào)告內(nèi)容成果,解構(gòu)數(shù)字孿生城市的內(nèi)涵特征,艾瑞認(rèn)為數(shù)字孿生城市是指在數(shù)字世界中創(chuàng)建一個(gè)同物理實(shí)體城市外觀一致、行動(dòng)一致、思想一致的數(shù)字虛擬城市,實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的監(jiān)測(cè)、診斷、回溯、預(yù)測(cè)和決策控制,用于實(shí)體城市的規(guī)劃、建設(shè)、治理和優(yōu)化等全生命周期管理,提高城市運(yùn)行效率和市民居住體驗(yàn)。
智慧城市的新高度,新型智慧城市建設(shè)的最佳助力
二十余年來(lái),我國(guó)城市信息化發(fā)展經(jīng)歷了數(shù)字城市、智慧城市到新型智慧城市三個(gè)階段,城市信息化也從數(shù)字化向網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展。新型智慧城市總結(jié)了前期建設(shè)中存在的問(wèn)題(數(shù)據(jù)煙囪等),強(qiáng)調(diào)以人為本,以數(shù)字孿生城市為核心理念,以城市信息模型為新型智慧城市建設(shè)的核心支撐,以智慧空間治理、解決城市病為核心應(yīng)用,賦能新型城鎮(zhèn)化發(fā)展。簡(jiǎn)單的說(shuō),新型智慧城市包含了數(shù)字孿生城市,數(shù)字孿生城市是新型智慧城市建設(shè)的組成部分和當(dāng)前最優(yōu)解決方案,是數(shù)字城市、智慧城市乃至城市信息化的高級(jí)階段,是未來(lái)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的工作重點(diǎn)。
具有多學(xué)科交叉會(huì)聚、多技術(shù)跨界融合的典型特征
數(shù)字孿生城市不是單一技術(shù),而是以積木式組裝結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、BIM、GIS、人工智能等多項(xiàng)前沿技術(shù)的“巨技術(shù)”,其技術(shù)復(fù)雜性和建設(shè)難度不言而喻 ,但與此同時(shí)具有一定的歷史積累和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。目前前端傳感器設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)完善,穩(wěn)定高速的通信隨著5G普及有望實(shí)現(xiàn),在技術(shù)進(jìn)步及利好政策驅(qū)動(dòng)下云服務(wù)的應(yīng)用逐漸深入,數(shù)字孿生城市亟需解決的技術(shù)難點(diǎn)主要聚焦在數(shù)據(jù)管理、信息模型和仿真分析三個(gè)環(huán)節(jié),本章后續(xù)頁(yè)面將針對(duì)其中的重點(diǎn)內(nèi)容展開(kāi)分析。多技術(shù)融合,自下而上、由實(shí)入虛再入實(shí),形成了支撐數(shù)字孿生城市技術(shù)理念的、運(yùn)行機(jī)制閉環(huán)的技術(shù)堆棧。
物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)設(shè)備接入能力是孿生城市建設(shè)的基礎(chǔ)
廣泛布設(shè)的傳感器設(shè)備和全面連接的智能化設(shè)備是數(shù)字孿生城市建設(shè)的基礎(chǔ)和前提條件,也是孿生城市動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)養(yǎng)分的來(lái)源。設(shè)備的接入、通信、控制和聯(lián)動(dòng)是物聯(lián)網(wǎng)的基本功,但在孿生全面感知需求下,百分之百的存量/新增設(shè)備與平臺(tái)雙向通信使得建設(shè)難度大幅提升。面對(duì)多源異構(gòu)通信協(xié)議,廠商物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)主要通過(guò)設(shè)備直連、網(wǎng)關(guān)接入和云云對(duì)接三種方式建立高并發(fā)、穩(wěn)定、可靠、安全的設(shè)備通信,以求消除海量終端通信協(xié)議的差異、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),但網(wǎng)關(guān)接入設(shè)備類(lèi)型受限、設(shè)備接口不標(biāo)準(zhǔn)/被占用/無(wú)法新增等難題仍存在,依靠平臺(tái)側(cè)軟件集成的方式解決問(wèn)題不可避免的造成了項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度的延后和成本高筑,國(guó)家/行業(yè)層面亟需出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),在下一輪設(shè)備更新周期中實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議的統(tǒng)一。
Garbage In,Garbage Out,時(shí)空數(shù)據(jù)的高效管理至關(guān)重要
城市是自然與社會(huì)深度耦合的復(fù)雜系統(tǒng),包含了自然資源和人造實(shí)體的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)要素,要素的數(shù)字化、集約化管理形成了城市時(shí)空大數(shù)據(jù)資產(chǎn)。下表中,時(shí)空基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和相關(guān)業(yè)務(wù)專(zhuān)題數(shù)據(jù)支撐著真實(shí)、精準(zhǔn)的城市信息模型構(gòu)建,物聯(lián)感知數(shù)據(jù)沿分布式算力網(wǎng)絡(luò)流動(dòng)革新,從“臟數(shù)據(jù)” 經(jīng)清洗、加工、標(biāo)簽化逐步蛻變?yōu)閷?zhuān)題數(shù)據(jù)以供上層BI分析調(diào)用。低質(zhì)的輸入必然導(dǎo)致低質(zhì)的輸出(GIGO),時(shí)空大數(shù)據(jù)的高效管理對(duì)孿生系統(tǒng)的價(jià)值釋放至關(guān)重要,是使能北向應(yīng)用的數(shù)字底座。此外,海量、多維、實(shí)時(shí)、非結(jié)構(gòu)化的時(shí)空數(shù)據(jù)累積將對(duì)未來(lái)城市IT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出新要求。
可視化交互具有必要性,服務(wù)于機(jī)器學(xué)習(xí)是建模的根本目的
提到信息建模,有人將其與可視化大屏劃上等號(hào),這無(wú)疑是管中窺豹,關(guān)注了數(shù)字孿生的表象與形式,忽視了其本質(zhì)與內(nèi)涵。數(shù)字孿生城市信息模型(簡(jiǎn)稱CIM)由實(shí)景三維模型和語(yǔ)義模型共同構(gòu)成。空間幾何建模是對(duì)物理世界三維立體結(jié)構(gòu)和外觀的數(shù)字表達(dá),是服務(wù)于人類(lèi)瀏覽和理解的人機(jī)交互界面,更注重模型的精度、還原度和準(zhǔn)確性。語(yǔ)義模型是在三維模型基礎(chǔ)上對(duì)物理世界的深度理解,提煉信息、總結(jié)規(guī)律、構(gòu)建時(shí)空知識(shí)圖譜,滿足AI算法開(kāi)發(fā)和信息檢索。實(shí)景三維模型是CIM的空間基底,語(yǔ)義模型是CIM建設(shè)的根本目的,服務(wù)于高階的機(jī)器學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練。幾何建模在攝影測(cè)繪和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等領(lǐng)域已有長(zhǎng)期的技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累,技術(shù)難點(diǎn)在于高精度模型的成本控制;語(yǔ)義建模技術(shù)尚不成熟,有待行業(yè)實(shí)力玩家探索定義。
多領(lǐng)域構(gòu)建仿真算法模型庫(kù),實(shí)現(xiàn)孿生應(yīng)用價(jià)值層級(jí)的躍升
初次接觸數(shù)字孿生概念,人們多驚艷于其水晶球般的先知預(yù)測(cè)力,而不是實(shí)時(shí)監(jiān)控。過(guò)往城市治理方案或理論的可行性驗(yàn)證多受限于客觀物理?xiàng)l件,數(shù)字孿生城市提供了一條低成本試錯(cuò)之路,通過(guò)歷史及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、假設(shè)條件的輸入和仿真算法的運(yùn)行,以確定最優(yōu)的可用策略,支撐決策制定。我國(guó)數(shù)字孿生城市現(xiàn)處于由L2“理解現(xiàn)狀”向L3“防微杜漸”躍升的關(guān)鍵階段,但城市內(nèi)部行業(yè)算法模型缺乏,除交通領(lǐng)域有比較成熟的模型庫(kù)外,多數(shù)城市治理領(lǐng)域尚處于起步階段,主要為單一、分散的場(chǎng)景應(yīng)用,長(zhǎng)此以往數(shù)字孿生城市價(jià)值挖掘和未來(lái)發(fā)展將因此受阻。
突破仿真算法發(fā)展瓶頸,賦能決策“謀定而后動(dòng)”
仿真算法發(fā)展瓶頸由多因素構(gòu)成,技術(shù)側(cè)首要原因是數(shù)據(jù)積累不足,需要基于數(shù)據(jù)形成豐富的CIM模型供算法訓(xùn)練。其次,部分場(chǎng)景下,如橋梁運(yùn)力、隧道穩(wěn)定性、空間氣體分布等,實(shí)時(shí)仿真模型參數(shù)量計(jì)算量大、耗時(shí)長(zhǎng)、無(wú)法規(guī)模化落地,需進(jìn)行輕量化改進(jìn)以滿足實(shí)時(shí)性和高精度需要。最后,現(xiàn)有算法多基于開(kāi)源學(xué)習(xí)框架,精度、性能差強(qiáng)人意。業(yè)務(wù)側(cè),仿真算法和業(yè)務(wù)場(chǎng)景緊密聯(lián)結(jié),需明晰場(chǎng)景需求痛點(diǎn),綜合考量模型精度、完備度和有效算力發(fā)揮間的平衡,實(shí)現(xiàn)仿真算法的商業(yè)化落地。短期內(nèi),我國(guó)數(shù)字孿生城市停留在L2層級(jí),異常事件的實(shí)時(shí)響應(yīng)和城市形象的真實(shí)呈現(xiàn)對(duì)于城市管理、城市品牌和美譽(yù)度具有現(xiàn)實(shí)意義,但從中長(zhǎng)期看,仿真算法模型的普及是數(shù)字孿生城市價(jià)值釋放的鑰匙,真正服務(wù)于城市全生命周期,提升城市宜居性、彈性、可持續(xù)性和幸福感。
數(shù)字孿生城市政策現(xiàn)狀
住建部重點(diǎn)推進(jìn)CIM平臺(tái)建設(shè),十四五規(guī)劃引發(fā)政策高峰期
“行業(yè)+”政策頻頻出臺(tái)推進(jìn)應(yīng)用發(fā)展,地方政策上行下效
地方政策落實(shí)
地方層面:《關(guān)于加快推進(jìn)新型城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》和“十四五”規(guī)劃發(fā)布以來(lái),全國(guó)各省級(jí)行政區(qū)自2021年起陸續(xù)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)三年行動(dòng)計(jì)劃和十四五規(guī)劃中提及“數(shù)字孿生城市”或概念相關(guān)建設(shè)內(nèi)容,數(shù)字孿生作為需突破的信息領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)列入多地科技創(chuàng)新規(guī)劃。
各地政策與實(shí)踐列舉:
—北京市,《北京市“十四五”時(shí)期智慧城市發(fā)展行動(dòng)綱要》,積極探索建設(shè)虛實(shí)交互的城市數(shù)字孿生底座
—上海市,《上海市全面推進(jìn)城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型“十四五”規(guī)劃》,加快推城市形態(tài)向數(shù)字孿生演進(jìn),構(gòu)筑城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型“新底座”
—福建省福州市,《福州市推進(jìn)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行動(dòng)方案(2020-2022年)》,全面升級(jí)時(shí)空地理信息平臺(tái),匯聚地理空間(GIS)、城市與建(CIM+BIM)、動(dòng)態(tài)物聯(lián)網(wǎng)(IoT),關(guān)系與規(guī)則(AI)等數(shù)據(jù)信息,聚焦重點(diǎn)場(chǎng)景有序建設(shè)數(shù)字孿生城市
—海南,《智慧海南總體方案》,到2025年底,,基本建成以“智慧賦能自由港”“數(shù)字孿生第一省”為標(biāo)志的智慧海南。
—湖北省,《湖北省新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)“十四五”規(guī)劃》,以武漢市東湖新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)部分區(qū)域?yàn)樵圏c(diǎn)探索建設(shè)數(shù)字孿生城市
我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化工作已正式起步,國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)學(xué)研用單位協(xié)同開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)體系研究工作
構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系,重點(diǎn)研制、動(dòng)態(tài)完善,系統(tǒng)解決標(biāo)準(zhǔn)缺失問(wèn)題
2021年3月,全國(guó)信標(biāo)委智慧城市工作組成立了城市數(shù)字孿生專(zhuān)題組,負(fù)責(zé)城市數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)體系和關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)研究,推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)驗(yàn)證與應(yīng)用示范工作。目前已完成國(guó)內(nèi)城市數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)第1部分:技術(shù)參考架構(gòu)的預(yù)研究工作,進(jìn)入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)申報(bào)流程。城市數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)圖由“01總體”“02數(shù)據(jù)”“03技術(shù)與平臺(tái)”“04安全”“05運(yùn)維/運(yùn)營(yíng)”“06應(yīng)用”六部分標(biāo)準(zhǔn)分體系組成,參考單一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),技術(shù)與平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)和安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)度相對(duì)靠前,應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)度相對(duì)滯后。
融資事件數(shù)穩(wěn)中有升,大廠生態(tài)圈初見(jiàn)端倪
根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2022年數(shù)字孿生城市市場(chǎng)融資事件達(dá)15起,行業(yè)融資情況呈向好態(tài)勢(shì)并升至高點(diǎn)。資本市場(chǎng)上,多家專(zhuān)注于數(shù)字孿生技術(shù)城市空間應(yīng)用的初創(chuàng)企業(yè)獲得了大額融資,明星機(jī)構(gòu)、政府引導(dǎo)基金和產(chǎn)業(yè)資本均有布局。值得關(guān)注的是,廣聯(lián)達(dá)和騰訊作為產(chǎn)業(yè)資本動(dòng)作頻頻,其中騰訊先后布局CIM平臺(tái)、云渲染平臺(tái)、時(shí)空大數(shù)據(jù)等多類(lèi)型廠商,踐行時(shí)空AI戰(zhàn)略;廣聯(lián)達(dá)基于BIM技術(shù)和建筑領(lǐng)域的積累構(gòu)建數(shù)字孿生生態(tài),提供CIM平臺(tái)建設(shè)服務(wù)。
三成以上企業(yè)布局可視化PaaS產(chǎn)品,初創(chuàng)企業(yè)總體處于成長(zhǎng)期
近五年獲投的初創(chuàng)企業(yè)業(yè)務(wù)類(lèi)型主要分布在可視化工具、CIM平臺(tái)和時(shí)空大數(shù)據(jù),其中布局可視化業(yè)務(wù)的企業(yè)占比近1/3,兩方面因素形成了這一格局。一方面數(shù)字孿生城市是地理信息產(chǎn)業(yè)、數(shù)字建筑業(yè)和智慧城市的融合與建設(shè)延續(xù),上游BIM、GIS行業(yè)和下游解決方案、集成商市場(chǎng)均存在高行業(yè)和規(guī)模壁壘,另一方面可視化作為支撐性、通用性產(chǎn)品與技術(shù)是投入產(chǎn)出比最大、最快實(shí)現(xiàn)商業(yè)變現(xiàn)的賽道。過(guò)往融資輪次集中在早期階段,可見(jiàn)我國(guó)數(shù)字孿生城市初創(chuàng)企業(yè)多處在成長(zhǎng)期。
利益相關(guān)方眾多,市場(chǎng)初期玩家巨頭化特征顯著
產(chǎn)業(yè)鏈處于整合發(fā)展期,行業(yè)集中度低,市場(chǎng)格局未定
以點(diǎn)帶面,未來(lái)三到五年CIM平臺(tái)+應(yīng)用建設(shè)將步入快車(chē)道
住建部牽頭的城市信息模型平臺(tái)建設(shè)是數(shù)字孿生城市的建設(shè)重點(diǎn),基于CIM平臺(tái)的行業(yè)應(yīng)用將加速規(guī)模擴(kuò)張。目前大部分省份已開(kāi)始試點(diǎn)城市市級(jí)CIM平臺(tái)的一期建設(shè),廣東、江蘇等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份已建立標(biāo)桿指導(dǎo),場(chǎng)景化應(yīng)用同步推進(jìn)。
2022年市場(chǎng)規(guī)模突破50億元,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)50%
2022年我國(guó)數(shù)字孿生城市市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將突破50億元,主要建設(shè)內(nèi)容包括城市信息模型(CIM)平臺(tái)的基礎(chǔ)建設(shè)和交通、地下空間、安防應(yīng)急、環(huán)保水務(wù)等領(lǐng)域的G端(政府和事業(yè)單位)市場(chǎng)應(yīng)用,以及園區(qū)、住宅小區(qū)等B端市場(chǎng)應(yīng)用。“十四五”時(shí)期內(nèi),未來(lái)三年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)50%,高增長(zhǎng)預(yù)期主要有三方面因素:一是2022年各地試點(diǎn)城市、城區(qū)新區(qū)的CIM基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)啟動(dòng),大型區(qū)域一般分三期建設(shè)完成,在住建部的推進(jìn)下有望加速建設(shè)落地;二是“小而美”微觀、局部場(chǎng)景規(guī)模落地作為重要補(bǔ)充,“數(shù)字孿生城市的價(jià)值何在,能否解決切實(shí)問(wèn)題”這一疑問(wèn)通過(guò)典型實(shí)踐案例得到驗(yàn)證;三是我國(guó)數(shù)字孿生城市現(xiàn)處于起步階段,具有顯著的低基數(shù)效應(yīng)。隨著應(yīng)用場(chǎng)景的持續(xù)探索,數(shù)字孿生城市將實(shí)現(xiàn)多輪爆發(fā)并維持較高增長(zhǎng)。
綜合來(lái)看,城市交通、地下管廊和產(chǎn)業(yè)園區(qū)是三大價(jià)值場(chǎng)景
思考一:技術(shù)價(jià)值
理想條件下,能否賦能業(yè)務(wù),解決痛點(diǎn)問(wèn)題?
思考二:商業(yè)價(jià)值
現(xiàn)實(shí)局限下,能否商業(yè)落地,實(shí)現(xiàn)價(jià)值?
思考三:價(jià)值現(xiàn)狀
當(dāng)前市場(chǎng)規(guī)模如何?
數(shù)字孿生與城市業(yè)務(wù)場(chǎng)景的融合基于許多先決條件,除在技術(shù)體系章節(jié)討論過(guò)的共性技術(shù)難點(diǎn)外,高密度的傳感器布設(shè),供算法訓(xùn)練的大量高質(zhì)量歷史數(shù)據(jù),充足的資金預(yù)算(現(xiàn)階段數(shù)字孿生還很貴)等都是數(shù)字孿生城市場(chǎng)景價(jià)值實(shí)現(xiàn)的掣肘因素。模型基于對(duì)場(chǎng)景價(jià)值的三個(gè)思考,總結(jié)出技術(shù)匹配度、規(guī)模化潛力和市場(chǎng)規(guī)模三個(gè)維度構(gòu)建數(shù)字孿生城市場(chǎng)景化應(yīng)用綜合價(jià)值。從分析結(jié)果看,數(shù)字孿生在城市運(yùn)營(yíng)管理中的滲透率還很低,城市交通、地下管網(wǎng)和產(chǎn)業(yè)園區(qū)是前三大價(jià)值場(chǎng)景,本章將針對(duì)上述場(chǎng)景重點(diǎn)分析。
迫切需要提供各級(jí)政府、行業(yè)廠商的建設(shè)行動(dòng)指南
阻礙數(shù)字孿生城市行業(yè)發(fā)展和系統(tǒng)價(jià)值釋放的因素千頭萬(wàn)緒,但其中首要問(wèn)題是統(tǒng)一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),一套國(guó)家層面的標(biāo)準(zhǔn)體系在數(shù)字孿生城市落地建設(shè)和長(zhǎng)效運(yùn)營(yíng)中作用舉重若輕。數(shù)字孿生城市作為一項(xiàng)新興技術(shù),可供參考借鑒的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范較少,需要結(jié)合各地對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)體系和基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)踐探索,及時(shí)總結(jié)共性經(jīng)驗(yàn),構(gòu)建統(tǒng)一的、共性的、內(nèi)容全面的標(biāo)準(zhǔn)體系。
建議重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方面:1)系統(tǒng)建設(shè),重點(diǎn)突破。從頂層設(shè)計(jì)系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí),針對(duì)企業(yè)多次呼吁、重點(diǎn)反饋的細(xì)分標(biāo)準(zhǔn),如城市物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架/技術(shù)協(xié)議的統(tǒng)一,提高優(yōu)先級(jí),縮短研究實(shí)施周期;2)橫向:中央標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)同發(fā)展。各地針對(duì)CIM平臺(tái)出臺(tái)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)建設(shè)內(nèi)容、交付要求、數(shù)據(jù)共享交換等方面的理解不一,存在標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)建設(shè)、資源浪費(fèi)風(fēng)險(xiǎn);3)縱向:各級(jí)建設(shè)融會(huì)貫通。包括自下而上的數(shù)據(jù)傳導(dǎo)和共享與自上而下的業(yè)務(wù)監(jiān)督和管理機(jī)制,逐級(jí)雙向高效交流。
標(biāo)準(zhǔn)化是新型智慧城市規(guī)范、有序、健康發(fā)展的重要保證,需要通過(guò)政府主導(dǎo),逐步建立起產(chǎn)業(yè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),并從核心技術(shù)研發(fā)、信息化基礎(chǔ)等多個(gè)環(huán)節(jié)予以加強(qiáng)。廠商側(cè)需拋開(kāi)利益之爭(zhēng)、積極響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),數(shù)字孿生城市才能從理念走向普遍應(yīng)用。
創(chuàng)新商業(yè)模式,引入社會(huì)資本共建迫在眉睫
數(shù)字孿生城市建設(shè)的必要性和價(jià)值已得到論證,但其面臨著智慧城市建設(shè)階段同樣的問(wèn)題,建設(shè)資金從哪里來(lái)。多技術(shù)融合的技術(shù)密集型行業(yè),復(fù)雜巨系統(tǒng)的建設(shè)需要廠商投入大量的資金和人力成本,工程周期長(zhǎng)且充滿變數(shù),項(xiàng)目單價(jià)成本持續(xù)堆高,龐大的資金問(wèn)題始終沒(méi)有找到解決之道,如果完全依賴政府預(yù)算采購(gòu),顯然不可持續(xù)。
根據(jù)信通院對(duì)數(shù)字孿生城市申報(bào)案例建設(shè)資金來(lái)源的統(tǒng)計(jì),約三分之二的數(shù)字孿生城市項(xiàng)目為政府采購(gòu),僅四分之一為企業(yè)投資,剩余比例為政企合資建設(shè),現(xiàn)階段政府資金在建設(shè)資金來(lái)源中仍占絕對(duì)主導(dǎo),數(shù)字孿生城市的商業(yè)模式過(guò)于依賴政府。政府扶持牽引在新興技術(shù)行業(yè)發(fā)展初期固然重要,但未來(lái)亟需尋求新的商業(yè)模式,將系統(tǒng)價(jià)值轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用效益,引入社會(huì)資本共建共贏。
以人為本是數(shù)字孿生城市的題中應(yīng)有之義
當(dāng)前的數(shù)字孿生城市建設(shè)多聚焦于服務(wù)城市空間運(yùn)營(yíng)治理者,市民間接受益,直接面向市民的應(yīng)用和服務(wù)很少,數(shù)字孿生城市建設(shè)并未顯著提升市民的獲得感,盡管現(xiàn)處于建設(shè)初期,但市民服務(wù)應(yīng)放在數(shù)字孿生城市建設(shè)規(guī)劃和方案設(shè)計(jì)上的重要位置。一網(wǎng)通辦是智慧城市建設(shè)階段政務(wù)服務(wù)領(lǐng)域以人為本的典型應(yīng)用,在數(shù)字孿生城市建設(shè)的新階段應(yīng)充分調(diào)研、分析市民在城市生活中的剛性需求,創(chuàng)新能形成用戶沉淀的核心應(yīng)用,提升市民居住體驗(yàn),有限度的、有效的開(kāi)放政府?dāng)?shù)據(jù)、探索商業(yè)化模式,鼓勵(lì)市民參與城市管理互動(dòng),政企端應(yīng)用和C端應(yīng)用協(xié)同發(fā)展,才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的服務(wù)價(jià)值和數(shù)字孿生城市的規(guī)模化鋪開(kāi)。市民服務(wù)當(dāng)前可探索的方向有基于全面感知的輔助駕駛、路況查詢與出行計(jì)劃安排,城市應(yīng)急/災(zāi)害的預(yù)警、信息同步、救援請(qǐng)求與位置同步,城市居民出游的方案規(guī)劃和AR導(dǎo)航等。