三、數(shù)字孿生城市是技術(shù)和數(shù)據(jù)深度融合的新模式

數(shù)字孿生城市，是與物理城市一一映射、協(xié)同交互、智能操控的虛擬城市，其技術(shù)體系框架包含智能終端、泛在網(wǎng)絡(luò)、支撐平臺(tái)、應(yīng)用系統(tǒng)等必要組成要素，并貫穿城市數(shù)據(jù)的采集、匯聚、整合、分析、應(yīng)用等全過程環(huán)節(jié)，是一個(gè)技術(shù)融合、業(yè)務(wù)融合和數(shù)據(jù)融合的復(fù)雜巨系統(tǒng)。

圖2  數(shù)字孿生城市技術(shù)體系框架

1、全域智能終端的數(shù)據(jù)采集是數(shù)字孿生城市前提

全域智能終端的數(shù)據(jù)采集主要涵蓋四大基礎(chǔ)要素，即數(shù)字標(biāo)識(shí)、智能終端、三維模型、地理信息等。其中，數(shù)字標(biāo)識(shí)作為城市人、事、物在數(shù)字空間的唯一索引，表征城市人、事物身份信息，用于數(shù)字信息和實(shí)體之間的精準(zhǔn)匹配、建立連接和管理控制；智能終端作為城市運(yùn)行的信息采集器，用于采集城市所有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息；三維模型作為數(shù)字空間的信息載體，用于展現(xiàn)城市空間形態(tài)；地理信息表征城市人、事、物的位置和位移，主要包括GIS、RS、GPS等。

2、極速泛在的城市信息網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字孿生城市保障

極速泛在的城市信息網(wǎng)絡(luò)主要包括三大接入方式，即城市極速專網(wǎng)、4G／5G移動(dòng)寬帶、NB－IoT／eMTC／LoRa物聯(lián)網(wǎng)等，形成互為補(bǔ)充、極速互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)接入保障。為滿足城市安全運(yùn)行、虛實(shí)互動(dòng)毫秒級(jí)響應(yīng)以及千萬級(jí)的智能設(shè)備的同時(shí)接入需求，率先組建城市極速專網(wǎng)，統(tǒng)一集成寬帶無線網(wǎng)、寬帶有線網(wǎng)、視頻網(wǎng)、應(yīng)急通信網(wǎng)、政務(wù)網(wǎng)等，實(shí)現(xiàn)極速互聯(lián)。針對(duì)手機(jī)、可穿戴設(shè)備等移動(dòng)智能終端主要以4G、5G接入為主，采集城市中人的信息。針對(duì)數(shù)以億計(jì)的傳感器，可通過NB－IoT、eMTC、LoRa等網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一接入。

3、深度思考的城市信息中樞是數(shù)字孿生城市核心

深度思考的城市信息中樞主要包括四類重要平臺(tái)，即數(shù)據(jù)資源管理平臺(tái)、數(shù)字孿生模型平臺(tái)、基于深度學(xué)習(xí)的人工智能算法平臺(tái)、統(tǒng)一智能操控平臺(tái)等，共同組成指導(dǎo)數(shù)字孿生城市高效運(yùn)行的信息中樞。數(shù)據(jù)資源管理平臺(tái)用于數(shù)據(jù)整合、處理、分發(fā)等；數(shù)字孿生模型平臺(tái)作為數(shù)字空間集成載體，集成所有數(shù)據(jù)資源，展現(xiàn)真實(shí)世界運(yùn)行全貌和細(xì)節(jié)；基于深度學(xué)習(xí)的人工智能算法平臺(tái)用于優(yōu)化業(yè)務(wù)流程、資源配置、規(guī)劃布局等；統(tǒng)一智能操控平臺(tái)主要用于智能決策指揮、自組織運(yùn)行、遠(yuǎn)程操控等。

4、高效運(yùn)行的智能應(yīng)用系統(tǒng)是數(shù)字孿生城市表現(xiàn)

最終，數(shù)字孿生城市要作用于城市治理和民生服務(wù)的各個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，推動(dòng)服務(wù)體驗(yàn)智能化、社會(huì)治理智慧化。如，通過模擬仿真、動(dòng)態(tài)評(píng)估、深度學(xué)習(xí)城市規(guī)劃方案效果，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃不再走彎路；三維呈現(xiàn)水勢(shì)、空氣動(dòng)力、霧霾變化等，為城市治理決策提前部署提供依據(jù)；通過深度學(xué)習(xí)個(gè)人教育和知識(shí)體系，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)式定制化學(xué)習(xí)；通過深度學(xué)習(xí)民眾出行、生活、消費(fèi)等習(xí)慣，制定個(gè)人出行路線；通過交通流量預(yù)測(cè)，智能疏導(dǎo)和優(yōu)化信號(hào)燈時(shí)長(zhǎng)。

總之，數(shù)字孿生城市建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，隨著實(shí)施不斷深入，其技術(shù)體系框架和解決方案將更加清晰，將有力推動(dòng)城市的高質(zhì)量發(fā)展。（作者：張育雄）