制图:蔡华伟
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作为数字孪生技术在城市发展中的应用,数字孪生城市是智慧城市建设的新形态,它为城市管理和公众服务提供决策依据,支撑着城市运行的数字化、可视化和智能化。
随着应用场景的持续探索,我国数字孪生城市将迎来新的发展机遇期。
最近,到北京大学人民医院西直门院区就诊的患者发现:动辄绵延数百米的“车龙”消失了,周边道路也变得畅通起来。高峰期排队进院花费的时间,从过去1个多小时减至现在的10分钟左右。
与之相隔不远的北京市西城区城市管理委员会办公楼3层,“综合交通治理辅助决策系统”大屏上,医院周边的交通运行情况一目了然:车辆停放、周边停车场资源占用、共享单车停放情况……管理人员通过数字系统,掌握各类交通出行的规律特征,提出了改善落客地点、智能调度共享单车、院内停车资源共享等交通治理建议。
“以往由于缺乏数据分析支撑,治理拥堵问题往往靠经验‘试一试’,现在利用系统仿真,在措施实施前就能大概预估成效,既提升了决策效率,也降低了试错成本。”北京市西城区城市管理委员会交通综合科科长牛皓表示。
有效的治理实践,离不开其背后运用的数字孪生技术,也折射出我国数字孪生城市加快建设的新图景。2022年,我国数字孪生城市市场规模为51亿元,年复合增长率达50%。
数字孪生技术有何特点?数字孪生城市如何建设,又将发挥怎样的作用?记者进行了采访。
协同治理 提升效能
城市建设新思路
现代城市是一个复杂的开放性系统。近年来,数字孪生技术的飞速发展和普及应用,给城市的规划建设、治理管理等带来了新的思路和解决方案。
“数字孪生是充分利用物理模型和物联网传感器采集的全生命周期的运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间完成映射,从而反映相对应实体对象的全生命周期过程。”中国科学院院士、中国工程院院士、武汉大学教授李德仁说,数字孪生技术作为实现虚实之间双向映射、动态交互、实时连接的关键途径,为观察、认识、理解、控制和改造物理世界提供了一种新的有效手段。
数字孪生技术应用到城市中,能够对城市的各种要素、数据进行模拟和仿真。中国电子云副总裁曹心驰认为,数字孪生城市是在建筑信息模型和城市三维地理信息系统的基础上,利用物联网技术把物理城市的各种要素进行数字化,然后在网络空间上构造一个与之完全对应的“虚拟城市”,形成物理上的实体城市和信息上的数字城市同生共存、虚实交融。
技术上,数字孪生城市结合了物联网、大数据、人工智能等多项前沿技术,聚焦数据管理、信息模型和仿真分析等环节。浙江大学求是讲席教授李德