数字孪生城市未来发展展望

张彤 李明远 王敬淳

摘要：在城市发展的过程中，已经暴露出诸多方面的问题，这也充分证实了以往的发展模式在很大程度上并不适合当前的现代化智慧城市建设。因此，基于信息化技术的数字、智慧城市逐步发展成为现代城市发展的一种新理念。而数字孪生城市既是虚拟空间下的实体城市映射，又是支持智慧城市发展建设的综合技术，还是实体与虚拟城市交融、共存的一种未来城市发展新形态，充分体现了现代数字城市意欲实现的宏伟目标。基于此，本文探讨了数字孪生城市，并展望了未来数字孪生城市的进一步发展。

关键词：数字孪生;未来发展;展望智慧城市

在现代城市信息化体系建设中，数字孪生城市作为一种发展产物，属于现代城市发展的一种高阶阶段[1]。数字孪生城市对应着物理城市，一般利用前期城市内部的全域大数据，提供给城市全局智能决策、管理、优化等一种全新的工具、手段、平台。虽然数字孪生城市当前仍在初步发展的阶段，但是完全可以展望预见，未来数字孪生打破了各项技术障碍及客观环境限制后，数字与现实城市必定能够虚实同步建设、达到虚实互动效果[2]。

一、数字孪生城市概述

数字孪生城市是指在城市信息化发展与建设中，从虚拟化的数字环境内，进一步映射出来物理环境及城市管理流程，并基于数字孪生理念及有机集成平台，达到高效管理城市管理目标[3]。当前，正在循序渐进地发展数字孪生城市，并从数字世界进一步孪生一个城市，所以在智慧城市的发展进程中，必定会途径数字孪生城市的阶段。其中的演进过程还应遵循诸如由最基础的城建内容延伸发展向城市其他有关领域，由单体智能逐步演进到群体智能、现代城市电脑等之类的规律。基于智能云计算与地理信息体系的融合，物质城市可以全面融合数字城市，并且实现全领域范围的协同管理，以便更容易地展开城市仿真、预警干预等，从而优化、引导城市做好规划、管理，并提升服务市民的质量。

二、数字孪生城市展望未来发展

1.重新塑造城市治理体系结构与规则

（1）基于技术架构转变治理模式

基于模型与数据叠加、软件工具、智能化设施形成的数字孪生城市，充分突破了IT组件体系物理堆砌的智慧城市传统架构方式。该化整为零的一体化技术架构，呈现出支撑促进城市治理的诸多优势：①提供全景视角：从全量数据、多维度观测，能够深度抓取整个城市体征，知晓城市运行规律，进而精准施策;②实施精细管理：全方位360度无死角地展开监测监控，全域立体感知，掌握城市脉搏、呼吸，智能治理城市;③提供协同手段：应急突发事件，全方位协调联动，集中就近调度;④科学决策：提前推演预判城市未来发展态势，基于数据促进决策，再实施仿真验证，结合线上线下，最优配置资源，最优化运行城市。

（2）变革技术带动管理变革

在数字孪生城市中，实施的是跨部门、区域、行业协同管理城市的模式，明显有别于目前城市管理方式。由智慧城市发展至数字孪生城市，会从更深层次展开技术革命，并以变革技术带动管理革命，促使城市深层次变革治理结构、规则。据展望预见显示，为了适应先进的数字孪生城市管理模式，政府部门未来将会调整职能，并大幅改变城市治理规则。城市管理部门有望合并并实施大部制，围绕城市大脑展开城市治理。同时，政府部门工作人员也将会分化形成虚实职能，其中一部分会面向数字城市履行城市公共服务、管理职能，其余的则从现实城市现场履行调研、执法、巡视等工作职能。

（3）专业化运营城市大脑

在数字孪生城市中，城市大脑的运营能力直接决定了未来城市的可持续发展情形。在运营城市大脑时，不可以仅凭政府部门，而要充分联合社会力量、集合众智，建立起集成管理、运营的专业化运城市营团队。然后，秉持管理、服务一体化的原则，实施长效运营制，并提出有关城市运行的服务流程、规范，尽可能地通过数字孪生专业技术红利，促进城市迈向高度智能化的治理系统。

2.全方位激活整个智慧城市产业

（1）赋予产业全新的发展动力

数字孪生城市作为智慧城市发展建设中的全新理念、模式之一，正在集合更多产业力量、协同各种智力资源，并创新建立起城市级发展平台。除了拉动信息通信体系产业链一起发展外，还为别的行业、基础及应用型专业技术指明了发展新趋势方向。在虚实交融、精准映射下，提出了全新的技术要求，以便秒级发布海量数据信息、出图、做出响应。

（2）旧产业入局存在机遇及挑战

在数字孪生城市内，有关行业将会创建精确的市政骨架数字体系底图，并高效集成城市全量数据。同时，还会重点关注动静态数据导入下的三维场景空间服务，以便在数字世界做到准确映射、精准表达物理世界的表面现象、抽象规则。而面向更全量、动态、实时、异构类数据，则需要从中洞悉基本的城市发展规律，及时发现并妥善处理问题。

（3）重新创立产业市场

在数字孪生城市内，提供给了智慧城市体系产业一次重新创立发展的全新机会，并可以吸纳更多的单位进来一起参与建设过程。基于互联网、设备生产商、电信运营商、软件研发商、集成开放商为典型代表的旧产业阵营，正在加速转型到数字孪生城市的未来建设方向。这些新进入的单位，特别是掌握了现代城市信息模型、三维场景服务核心技术的创新型单位，正在快速增强技术实力、持续扩张业务市场。所以，在建设数字孪生城市时，有望进一步催生一批新的产业。所以，智慧城市体系下的产业市场，将会进一步提升竞争激烈程度，未来胜出并占市场主导位置的产业还有待进一步的创新发展。

三、结语

综上所述，在现代城市发展中，数字孪生城市作为一个新的目标，属于建设智慧城市的一大新起点，并且为城市的智慧化发展提供了很重要的基础设施及综合能力。未来展望在进一步发展建设数字孪生智慧城市时，可基于数字孪生技术，来妥善解决城市建设发展的种种问题，并全方位促进城市提高资源配置效率、改善城市运转状态，并赋予智慧城市源源不断的内生发展动力。

参考文献

[1]张新长，李少英，周启鸣，孙颖.建设数字孪生城市的逻辑与创新思考[J].测绘科学，2021，46（03）：147-152+168.

[2]徐辉.基于“数字孪生”的智慧城市发展建设思路[J].人民論坛·学术前沿，2020（08）：94-99.