城市全域数字化转型发展态势
城市数字化转型进入全面变革提升期,经历了局部探索、综合集成和全面变革三个阶段。当前存在智慧城市顶层规划与建设效果不佳、公共数据管理效率低、长效运营机制不健全、数字化转型与产业发展联动较弱等四大问题。国家制定整体性系统性城市数字化转型框架,提出全领域、全方位、全过程推进城市全域数字化转型。
数字孪生城市建设现状
数字孪生城市建设与认知逐步深化,经历了镜像再现、多源语义数据融合、提供开放兼容、长效迭代的底座和助力城市复杂巨系统的精准推演四个阶段。产业规模持续壮大,生态组织日益增多,核心技术取得突破进展,应用创新能级跃升。数字孪生技术应用产业规模持续壮大,2023年招标需求达到9023条,市场规模累计达到600亿元。产业生态合作日益密切,多地积极建设数字孪生产业基地,构建开放、互助的资源集聚生态平台。数字孪生城市促进数字经济创新发展,推动传统信息行业和传统产业迭代升级,涌现出“揭榜挂帅”机制和数字孪生公共服务平台等创新模式。技术能力供给丰富,基础支撑能力取得长足进步,智能分析能力迎来重大突破,应用创新能力显现较强活力。数字孪生城市建设面临应用场景分散、平台功能整合不足、建设深度不足、投入成本高、经济效益差等挑战。
数字孪生赋能城市全域数字化转型建设路径
提出“数字孪生底座平台夯实城市数字化共性基础、数字孪生建设成为城市经济发展的重要引擎、数字孪生核心能力助力城市精准智治和智慧体验、数字孪生完善数字基础设施布局与利用、数字孪生体的流通利用推动形成城市可信数据空间、数字孪生赋能城市一体化可视化运维体系、数字孪生加促形成长效迭代和生态共建模式”七大赋能路径。
数字孪生底座平台夯实城市数字化共性基础
整合城市运行数据和时空信息,提供统一时空数据支持;推进多厂家能力引擎解耦,形成持续迭代的能力组件体系;按需开放提供数据和能力组件服务,支持多跨应用场景建设。
数字孪生建设成为城市经济发展的重要引擎
数字孪生助力产业数字化,推动制造业、服务业转型升级;数字孪生带动数字产业化,激活物联网、地理信息、虚拟现实等数字产业发展;数字孪生空间加速新型产城融合进程,创新打造生产空间和生活空间融合的数字化场景。
数字孪生核心能力助力城市精准智治和智慧体验
实时感知增强城市韧性安全,通过传感器和数据采集技术实时收集物理实体的数据,实现自动化的故障诊断、预测性维护和智能决策支持;仿真推演推进城市精准决策,利用数字孪生模型进行应急场景仿真推演,预测事态发展趋势;动态优化降低城市更新成本,通过在数字孪生模型中模拟不同的城市规划设计,优化设计方案,减少资源投入;虚实交互提供城市公共服务,利用数字孪生技术的沉浸式交互能力,提供更加直观、便捷、个性化的公共服务。
数字孪生完善数字基础设施布局与利用
数字孪生优化数字基础设施合理布局,通过创建数字基础设施的虚拟副本,实现对云网及物联感知终端等基础设施的数字化映射,模拟不同配置下的性能表现和影响;数字孪生促进数字基础设施高效利用,应用数字孪生技术对数字基础设施的使用情况进行细致监控和分析,实现云网资源的动态优化配置。
数字孪生体的流通利用推动形成城市可信数据空间
数字孪生体融合跨行业数据,形成具有丰富语义信息与流通高价值属性的“实体画像”,推动公共数据、企业数据、个人数据融合应用,构建城市数据资源体系,形成城市可信数据空间。
数字孪生赋能城市一体化可视化运维体系
基于数字孪生系统进行实时监测和模拟仿真,优化运维流程、提升安全性和资源利用率,实现高效智能的城市运维。
数字孪生加促形成长效迭代和生态共建模式
探索形成数字孪生长效运营机制,构建共优、共创、共享的生态体系,强化跨业务系统的多方协同,探索并建立新型的政企合作伙伴机制。
分类推进策略建议
根据城市发展水平、定位特征和特色需求,将数字孪生城市分为区域带动型、特色开拓型和新城新区型三类。
区域带动型城市推进模式
区域带动型城市数字化基础坚实,具有强大的辐射能力,能够提供经验、技术模板和政策支持,促进区域协同发展。典型模式为数字孪生城市建设资源丰富、精细度高、创新性强,如北京城市副中心、上海、深圳、杭州和武汉。发展措施包括强化技术引领、打造创新高地,率先开展数字化转型进而实现链条牵引,带动区域协同发展,加强数字孪生领域人才培养与成果推广。
特色开拓型城市推进模式
特色开拓型城市以需求驱动数字化转型,包括产业特色、公众服务需求、超大城市治理需求和城市优化更新需求。典型模式为数字孪生城市建设满足城市多样化需求,如德清县、洛阳市、广州和青岛。发展措施包括产业驱动型城市应加强产业链集聚与数字孪生公共服务平台建设,公共服务驱动型城市应优化服务体验,拓展经济增长点,治理驱动型城市应提升城市治理效率与应急响应能力,城市更新驱动型城市应利用数字孪生技术优化城市布局,突出城市特色。
新城新区型城市推进模式
新城新区型城市规划建设潜力大,政策支持度高,规划可塑性强,高科技应用程度高。典型模式为数字孪生城市建设全面协调质量高,如雄安新区、苏州工业园区。发展措施包括制定清晰的顶层设计和长期发展战略,优先建设数字化基础设施和统一的数据管理平台,构建灵活、可扩展的技术架构和基础能力底座平台。