数字双子城 ： 主要见解和建议

与中国信息通信技术研究院（CAICT）合作 数字双子城：主要见解和建议 INSIGHTREPORT AU狂风2 图片：中途，盖蒂图片社，Unsplash Contents 1为什么共享学习至关重要6 1.1 1.2 1.3 1.4 2关键见解8 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 3建议29 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 4展望：从数字孪生城市到Metavercity32 4.1 4.2 4.3 免责声明本文档由 世界经济论坛是对项目，见解领域或互动的贡献。此处表达的发现，解释和结论是世界经济论坛促进和认可的合作过程的结果，但其结果不一定代表世界经济论坛的观点，也不一定代表其成员，合作伙伴或其他利益相关者的整体。 ©2023年世界经济论坛。保留所有权利。本出版物的任何部分不得以任何形式或通过任何方式复制或传播，包括影印和记录，或通过任何信息存储和检索系统。 2023年7月 数字双子城：关键见解和建议 前言 许志发 中国信息通信研究院规划研究所所长 YaminXu 铅，城市转型中心，世界经济论坛 据联合国估计，到2050年，世界人口的近70％将居住在城市。 25亿城镇居民。1根据世界银行的数据，城市也占全球GDP的80％以上。2这种影响预计只会在未来几年增长。有效管理城市的增长对于实现联合国可持续发展目标至关重要 。3 自数千年前第一批城市成立以来，创新和技术发展对于实现 如今，数据收集，云计算，物联网（IoT），地理信息系统（GIS），3D建模和人工智能（AI）的进步为通过使用“数字双胞胎”重新构想和重塑城市带来了新的机会。 为了更好地了解数字孪生技术在城市中的潜力，世界经济论坛和中国信息通信技术研究院（CAICT）与全球主要利益相关者一起，于2021年初发起了一项为期三年的倡议，以确定和分享全球最佳 实践和见解。成立了一个全球咨询委员会，以评估数字孪生技术在城市中的有前途的应用，并从这些努力中收集见解。本出版物建立在2022年数字双子城市：框架和全球实践报告的基础上，4突出早期见解，以帮助优化城市中数字孪生平台的规划、设计 、开发和使用。 由于将数字孪生技术整合到城市规划和流程中仍处于早期阶段，因此与这些复杂的资本密集型项目相关的财务可持续性以及社会和经济价值仍存在许多问题。本报告中展示的开创性工作让我们了解了数字孪生技术的潜在好处，同时强调了进一步研究、监测和评估的必要性。帮助塑造这些技术的发展，并指导城市如何最好地利用这些解决方案。 全球合作至关重要。本报告旨在促进这一多方利益攸关方对话 ，以及对更具包容性、更安全、更有弹性和更可持续的未来的共同追求。 执行摘要 数字孪生城市将物理世界和数字世界融合在一起，实现数据驱动的城市管理、智能服务和互动 系统。它们有潜力将城市转变为更智能的实体，从而实现高质量的城市发展和可持续增长。 本报告为城市领导者考虑数字孪生城市的发展提供了指南，并为希望塑造下一代应用程序的企业家和投资者提供了见解 。它为建设高质量的数字孪生城市提供了初步见解和建议，可以帮助解决紧迫的城市挑战。 该报告强调需要多利益相关方合作，可持续的运营框架和变革性的社会技术计划，以发挥数字孪生城市技术的潜力 。 通过一个被称为SODPA模型的框架，该报告提出了一种方法 ，分享了关键见解，并为政府和企业提供了一系列建议，以推动数字孪生城市的高质量发展，重点是： （1）战略与人才发展；（2）运营与业务；（3）数据与基础设施；（4）平台与技术；（5）应用与场景。 基于SODPA模型的见解 与专家，公司和研究人员的访谈和对话导致了以下有关开发和使用数字孪生技术的见解。 战略和人才-全面审查相关政策、技术和 资源；制定明确的战略，但灵活的发展道路；采用多利益相关者的方法进行公私合作；在 政府；开发数字孪生技术人才培养体系。 运营和业务-明确利益相关者的作用，以确保公私伙伴关系是可持续的;探索可持续和创新 基于公私伙伴关系的商业模式；从数据中提取价值，并利用其价值实现可持续商业模式。 数据和基础设施-加强感官控制系统以及互联网和计算基础设施；确保数据集成和 数据质量。 平台和技术-构建感官和视频平台，双城市模型可视化平台、数据集成与服务平台和开源应用平台。 应用和场景-确保有效的数字孪生城市和城市治理;利用数字孪生城市技术来增强服务交付并促进可持续发展;促进强有力的公私合作。 数字双子城：主要见解和建议5 对政府的建议 –与私营部门共同组织人才培养计划；设立首席技术官和首席数字官职位，以支持城市战略；制定激励人才的政策 转移到目标领域；培育一个环境，使政府-工业-学术界的合作和技术的协同作用。 –与私营部门建立价值体系，同时澄清彼此的作用。 –确保基础设施的广泛覆盖；确保个人隐私和数据质量。 –开放应用程序开发的数据访问；将不同的业务和技能聚合到一个平台中。 –探索需求差距；创建孵化计划。 对企业的建议 –建立数字孪生城市产业基金；建立产业联盟，进行政策制定和技术支持；培育本土化的产业价值链；促进数字孪生产业与传统产业的融合。 –探索政府招标系统之外的商业模式。 –与政府合作建设基础设施;遵守当地数据和隐私法规和法律。 –深化行业间的技能和技术共享；鼓励平台服务的开发和开放。 –开发量身定制的应用程序来帮助政府解决问题；开发量身定制的应用程序来帮助公民。 这种方法旨在促进连接的数字孪生城市环境，能够提供该报告还将数据集成和开源应用程序平台确定为加强城市治理和公共服务提供的基本工具。 1 为什么共享学习至关重要 中国数字孪生城市市场规模将达 $17.3 到2025年十亿 数字孪生城市市场正在蓬勃发展。据Marketsandmarkets 预测，到2026年，全球数字孪生市场将达到482亿美元 。5根据艾瑞咨询集团的数据，中国的数字 孪生城市市场规模在2022年为51亿美元，到2025年将达到173亿美元。6尽管人们越来越感兴趣，但数字孪生城市概念仍处于发展的早期阶段，随着 许多正在进行的数字孪生城市项目仍处于概念和规划阶段 。对数字孪生城市概念和 在开发相关技术、平台、数据治理结构、人才和业务模式的确切路径上缺乏共识。 那些建设数字孪生城市的人经常面临四个主要挑战：日益复杂的城市发展需求；快速的技术发展；投资不确定性和风险；以及旷日持久的建设过程。本报告强调了每个解决方案的可能解决方案 的挑战。 1.1 日益复杂的城市发展需求 随着城市的发展和发展，它们面临着跨越各个领域的日益复杂的挑战。 城市规划，管理，投资和服务将与交通，自然环境，自然资源，公共安全，公共服务和社会保障等因素的融合密不可分。这样的问题 由于交通拥堵、环境污染、资源枯竭、社会公共安全等阻碍城市发展,因此,促进城市基础设施、公共服务、城市美化、文化教育等方面的发展对城市可持续发展至关重要。 数字双子城：主要见解和建议6 1.2 技术快速发展 数字孪生技术包括物联网（IoT），人工智能，大数据， 3D建模和区块链等多个子分支。随着新的相关技术不断涌现 ，它们有可能被整合到数字孪生的发展中。但是， 将技术应用于城市发展可能是耗时的，并且依赖于建立法律框架和技术标准。不幸的是，这种框架和标准的发展在世界范围内并不一致。 1.3 投资不确定性和风险 发展数字孪生城市需要大量投资，主要是为了促进数字基础设施的创建，例如数据中心，大数据收集设备，智能传感器和物联网设备。此外，改进3D建模技术需要大量的资金投入。 此外，还需要持续的金融投资来维持数字孪生技术的技术应用 ，包括在场景中 如城市规划、交通管理和智慧城市管理。公共和私营部门的投资对于促进创新至关重要。 1.4 旷日持久的施工过程 就像俗话说“罗马不是一天建成的”一样，数字双城的建设是一个漫长的过程。实现物理和虚拟世界之间的无缝集成需要较长的建设周期。该过程的主要挑战包括确保收集数据的安全性，保护隐私，建立公平透明的数字治理系统以及有效应对突发事件。此外，数字城市建设必须平衡经济效率和社会责任，以以人为本和可持续发展为目标。 为了应对前面提到的挑战，本指南为政府和企业在 构建数字孪生城市。这是通过将流程分为五个不同的要素并阐明SODPA模型中每个要素的含义来实现的：战略和人才，运营和业务，数据和基础设施，平台和技术以及应用和场景 。 2 关键见解 本报告旨在帮助促进数字孪生城市的发展。到适应不同社会经济发展水平的地区，指南 将建设过程转化为可应用于各领域的共同目标和模式，包括大城市、中小城市、公园和城市功能区。 2.1SODPA模型 SODPA模型来自多轮专家对话，广泛的实地考察以及对数字孪生技术的需求和供应方的愿景和未来潜在路径的详细询问。它是指导高质量数字孪生城市概念的方法论。它是 基于“4+5”框架(请参阅数字双子城市：框架和全球实践报告中的详细信息-中英文7）。该模型为以下问题提供了全面的答案：高质量的数字孪生城市的基本组成部分是什么？ 图1SODPA模型 战略与人才 应用程序和场景 运营和业务 以人为本 平台和技术数据和基础设施 人是SODPA模型的核心。数字孪生城市的基本原理应该是解决以人为本的需求，而其目标应该是改善人们的福利 。8 SODPA模型包括五个构建模块数字孪生城市： 1.战略和人才是数字孪生项目的基石。战略为数字孪生项目设定了愿景和方向，人才是数字孪生城市建设，管理和运营的基础动力。 2.运营和业务支撑着数字孪生城市的长期可持续性。只有通过创新和实用的商业模式和运营模式，数字孪生城市才能实现社会和经济回报。 3.数据和基础设施是高质量数字孪生城市的两个工具性输入。它们是数字孪生城市的内容，使人与自然蓬勃发展。 4.平台和技术是数字孪生城市的引擎，为相关技术的建模、仿真和应用提供了技术框架和数字环境。 5.应用和场景是数字孪生城市的价值被释放并在地面上变得有形的地方。通过特定的用例，政府，企业和公民从数字孪生城市中受益。 2.2 数字孪生对象的概念 中国信息通信技术研究院（CAICT）最初是在与专家，公司和研究人员进行广泛采访和对话后提出的数字孪生对象的概念。数字孪生城是一个虚拟的数字模型，对应于现实世界中的物理对象。这一创新概念代表了数据创建、管理和组织方面的重大进步。它有两个明显的特点： 1.数字孪生将物理世界中的不同实体对象视为基本数据单元，将静态信息（例如几何数据和对象外观）和动态数据（例如实时商业和感官数据）组合在一起。 2.数字孪生可以整合来自不同行业和部门的数据，为城市运营和公共服务提供更全面和有效的数据支持。 CAICT还创建了一个分类系统，将数字孪生的所有数字实体分为八类：自然人、法人（如政府部门、企业、社会 组织等)、自然实体(如山脉、河流、海洋等)、管理实体(如城市、城镇、开发区等)、建筑物和人造结构(如办公楼、住宅、塔 、雕塑等)、交通工具、货物和设备等。每种类型的数字实体数字孪生还可以作为开发各类应用程序的平台,使政府和企业能够提供个性化的服务和产品。 Figure2 数字孪生城市的插图 数字孪生实体分类数字孪生城市插图 识别码 自然实体 管理实体 建筑物和人造结构 自然人 法人 时空信息 商业信息 几何数据 基础架构数据 运输方式 Others 行业数据 物理世界 能源监测经济建设管理 2.3 战略与人才 战略是指数字孪生城市的宏观经济学指导、愿景、实施蓝图和发展方向，人才代表着承担数字孪生项目的人和他们的技能，同时战略制定和人才培养必须相辅相成，提升数字孪生城市的质量和水平。 洞察＃1：全面审查相关政策，技术和资源 彻底的研究在数字孪生城市的发展中起着至关重要的作用。此类城市的成功取决于政策环境，包括城市规划 ，数据政策，财政政策和行业标准。进行 对政策环境的深入研究可以揭示现有政策的方向、重点和局限性，进而指导数字孪生城