《发展数字孪生（DT） 建设新型智慧城市》
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数字孪生的发展可以从生理孪生说起.生理孪生,是物种起源,大概在20世纪60年代,发展到物理的孪生,21世纪初,大家比较重视研究数字孪生.
数字孪生定义及发展
数字孪生的定义,就是通过对现代物理世界的人、机、物等所有要素进行数字化,形成一个网络空间,可以与物理世界完全对应,这是虚拟世界.虚拟信息空间世界与现实物理空间世界具有虚实映射,操控演化.从云计算平台（城市重要基础设施,政府、企业乃至个人广泛使用）、大数据（城市重要资产、战略资源,基于大数据分析的智能决策应用不断涌现）、（移动）互联网（公众获取城市生活服务的重要优先渠道,也是延伸服务的重要手段）、物联网（推动万物互联成为现实,广泛应用于城市治理领域的感知监测、数据采集等）、人工智能（基于深度学习的人工智能应用可精准预测城市问题,极大提升市民体验）到数字孪生,发展到现在,数字孪生城市,它能够虚拟服务现实、模拟仿真决策、智能化发展.
智慧城市可以实现见微知著,睹始知终;做到过去可追溯、未来可预期、当下知冷;对一切尽在掌握,皆可掌控;实现管理扁平化、服务一站式、信息多跑路、人力少跑腿.智慧城市主要要解决效率问题、精度问题、内核问题、场景问题.
数字孪生应用场景
数字孪生已经在新加坡、法国、加拿大等国家,我国的雄安新区、杭州等地展开实践.数字孪生的应用场景就是物理世界与数字世界之间融合,其根本是DT（数字孪生）和CPS（信息空间与物理空间融合）相融合,是高度集成发展的.所以,数字孪生城市必须开发建设多场景.这里我想特别介绍建筑.建筑也是数字孪生的场景之一,是城市的基石,也是发展的前提.发展建筑的智能化,促进提升智慧城市的建设.数字孪生,就是建筑数字化转换的重要抓手.
发展数字孪生应用于智慧城市的基本要点.第一,学习开发新一代IT,拓展现代信息化、工业化、城市化.以大数据、云计算、互联网、AI、量子信息、移动网、物联网、区块链为代表的新一代信息技术,正在对经济社会激发引领、带动和演化科技革命、产业变革的重大作用,所以,我们要强力开拓现代信息化向纵深发展,向信息化、智能化发展.第二,“三元空间”“两化融合”深度协调发展.主动积极推动“三元空间”（物理空间、人文空间、信息空间）（PHC）运筹协调、深度融合,以信息空间广泛渗透嵌入到物理空间和人类社会空间,让人、机、物实现社会中的动态、实时、交互、三维立体呈现可视化管理,提升城市和产业的智能化水平.我们要把现代信息化与工业制造、城市治理的全过程、全环节、全要素多方面、多系统进行融合、优化、协调、共享,由此可以辐射和渗透整个经济社会各方面,深度改变人民的生产、工作、思维、生活等方式,从而把工业经济社会演变到数字经济社会.第三,要应用数字孪生的思路.要以两界映射、虚实交互为基点,进行焦点融合,做到精虚软控（精度化、虚拟化、软件化、控制化）、操控演化,发展新型智慧城市,提升智能化水平.
深化DT与IT融合
第一,发展数字孪生、仿真,强化大数据平台应用.数字孪生、仿真技术与大数据密切融合,推动城市政务、治理、制造等服务新动能.第二,DT与大数据融合,推动城市服务新动能,引发新变革.如今,全球数据爆发增长,海量集聚,特别是在我国引发大数据的新时代.显示以信息、数据、知识为关键要素,将物质形态资源与非物质形态资源深度融合,全面提升全要素生产率,发展以创新、协调、绿色、开放、共享为特征的数字经济,推动城市社会的新功能,新变革.在城市大力发展大数据、“互联网+”、人工智能、推进工业互联网和数据资源管理体系的协调性、开放性、共享性,打破城市传统管理和制度.
第二,重点发展数字孪生,强调提质增效、融合共赢,衍生出共享经济、数字经济,推动城市在高质量、高效率、高动力的变革.智慧城市社会是一个十分复杂、科学、生态、可持续发展的特大系统工程.现今开发DT,发展大数据、城市的政务中心,推进政府决策科学化、社会治理精准化、公共服务高效化;构建以DT+大数据为主,实践探索两化深度融合,两向映射、两界演化的城市综合管理服务平台,逐步打造人、机、物全面互联新网络,多方面实现智能化发展,建立新型智慧城市的生态体系,融现社会的新变革.第三,发展数字孪生推动城市治理服务新动能,提升智能化.城市综合管理服务平台（包括综合统一数据采集平台化、数据资源统一整合共享平台、城市公共数据开放平台化、110报警对接、城市信息基础设施等）.在这样一个智能服务平台上,提升数字化的管理.第四,应用DT,发展综合信息网络技术体系的交互仿真,提升智能化.将城市（社会）进行数字化一体化管理：即将感知、分析、服务、指挥、监察为五大领域进行综合统一数字化安全保障监控管理.将城市（社会）立体安防提升智能化水平,重视城市（社会）三元空间深度融合,充分利用空天地电网一体化技术.
强化DT的数据、模型新模式
第一,建设发展“谷”“园”基地的新动能、新模式,形成有特色、智能化的基地.深入发展信息网络空间与现实物理世界融合,应用数字孪生的基点,双向映射、两界演化;加快构建现代化新型基地设施（5G、人工智能、工业互联网、物联网等）;突出AI发展创新（软件定义网络化SDN、网络功能虚拟化NFV、边缘计算EC、同步网、协管平面等）;强化信息、数据、资源,建设智能化园区,发展联盟基地;抓住新机遇,开发新思路,创造新动力、新模式,建设有特色的新基地.第二,积极创新,应用现代化先进感知技术.多源、多通道、多波段的先进传感器：如SOC、RFID、MEMS、WSN以及雷达、电视、红外、光学、激光等;关注传感网：是渗透、注入物联网的关键技术,是实现感知功能的基础能力;融合发展多维感知技术,是实现跨界联接、协同交互、数据交流的技术支撑,利于跨界融合、资源共享;现代化感知层+网络层+认知层+应用层等于万物感知.第三,强化异构数据融合共享技术.多异构、多网络、多系统的数据资源,交互融合;在人、机、物交互发展中,加强数据化进程,呈现跨界融合,资源共享;不断发展网络平台,提升物质链、价值链水平,构建智能开源生态体系;继续关注知识特征、知识匹配、知识运转等发展,将知识与信息的科学技术水平升华.第四,建设智慧交通.用互联网浮动车数据监测路口、路段的车辆通行情况,统计路口延误率、时空通行图等相关指标,在样本量达到一定阈值时,可動态地检测和诊断交通问题,合理制定相应的信号配时方案,并自动下发至路口的信号机运行.该系统已在广西柳州得到应用.第五,建设“基地”,着力拓展集互控制协同技术.发展物联网,拓展开放、创新、协调、交互、控制、共享等;虚实交互、精准映射、动态演化、“基地”提升;自主开发控制协同技术,在“基地”园林中构建大小闭合回路的精细控制系统,执行优化的“感知、分析、执行”,实现融合共享;强化集互共享：集群智能、快速响应、优化策略、开放共赢.
（本文根据钟山院士的公开演讲整理而成,未经本人确认.）
新型智慧城市及发展特征
DT城市主题可以用四个字概括：精、虚、软、控.精准映射,是指基础设施的全面数字化建模、城市运行状态的充分感知和动态监测,形成虚拟城市在信息维度导航对实体城市的精准信息表达和映射.虚实交互是在城市实体空间可观察各类痕迹,在城市虚拟空间可搜索各类信息,虚实对应,交互协同.软硬仿真是针对物理城市建立相应的虚拟模型,并以软件的方式模拟城市人、事、物在真实环境下的行为,通过大数据计算模拟城市发展和演化趋势.智能操控,是通过数字孪生城市模拟、仿真、推演,提供合理可行的对策建议,优化城市规划和管理,关键在发展多样式精细操作控制的闭合回路,提升智能化.
构建数字孪生城市的基本要求有虚实映射、演化反馈、信息互通、资源共享、全面感知、高效协同、闭环优化、精准控制、集群智能、快速响应、安全可控、开放共赢.
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