吴晨|构筑统一数字孪生底座推动数字孪生城市建设

数字孪生技术发展至今，已被提到与大数据、人工智能、5G等新技术并列的高度，在城市建设领域也彰显出越来越重要的价值。北京市“十四五”规划明确提出“建设数字孪生城市，高标准构建城市大脑和网格化管理体系”。

11月29日，北京国际设计周的重要思想板块——2022北京设计论坛举行。论坛主题是“数实互生 文明共存”。论坛上，北京市建筑设计研究院总建筑师、总规划师、首钢集团总建筑师、北京市战略科学家吴晨以《城市更新与城市复兴语境下的数字孪生应用及展望》为题，提出了“构筑统一数字孪生底座，推动数字孪生城市建设”的观点。

“建设数字孪生城市，是新型智慧城市建设发展的必由之路。”吴晨在实践中发现，当前智慧城市建设仍存在一些问题：顶层设计不完善，在应用场景建设过程中容易出现基础数据与平台的重复建设；智慧感知治理能力有待提高，新技术在数据采集中的利用率不高；数据融通整合能力欠佳，缺乏统一的数据平台，跨层级、跨地域、跨系统、跨部门的数据资源融通成效不显著。

如何破局？吴晨认为，数字孪生城市中所有场景的营造均需建立在统一的数字孪生底座之上。

“数字孪生底座就是融合BIM、倾斜摄影、基础地理信息、地下空间等数据，形成多源异构的全空间三维城市基础数据，建立实时映射的模型与物联感知体系，实现城市运行与管理“一张图”，全场景实时化和可视化，管理决策科学化、智能化和协同化。”

吴晨解释到，例如，利用建立在数字孪生底座上的数字管理平台，政府部门就可以根据当前传播、运行模式预测未来情形，了解（它们）对关键医疗资产的影响，通过评估容量、跟踪隔离患者、将资源分配到最需要的地方，加快患者分配到医院的速度。

吴晨还认为，元宇宙时代，基于数字底座的数字孪生城市建设还将迎来更具革命性的新篇章，拓展出难以估量的新价值。“在外部环境突然变化时，让城市仍具备强有力的抵御冲击、适应变化及自我修复能力，所耗费的人力、物力和时间成本是巨大的，这是一个不断试错、不断迭代、寻找最优解决方案的过程，而元宇宙应用提供了一种‘低成本、高效能’的新途径。”

（吴晨系中国城市百人论坛成员）

注：本文为人民日报客户端北京频道在2022年11月29日的刊载文章，原文标题为《吴晨：构筑统一数字孪生底座，推动数字孪生城市建设》。

中国社科院城市与竞争力研究中心

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数字孪生世界企业联盟亮相2021DTC峰会，共创数字孪生未来

在国家“十四五”规划《纲要》中的第五章 “加快数字化发展建设数字中国” 指出要大力推进城市数据大脑建设，探索建设数字孪生城市，足可见对数字化发展和建设智慧城市的重视程度。

为促进数字孪生城市的各种智能化应用，推动新型智慧城市的升级发展和城市治理。在此背景下， 2021 数字孪生城市建设与产业发展高峰论坛 于2021年10月26-27日在上海举办， 数字孪生世界企业联盟 也在此次论坛上正式亮相。
揭牌仪式前， 联盟理事单位：杭州易知微科技有限公司产品运营总监-刘听颉女士 发表了简短讲话。

近两年来，数字孪生已经从最初提出概念时的产品全生命周期管理场景， 进化到城市级别大规模、多跨场景应用，未来毫无疑问将朝着构建更加完整的数字孪生世界方向继续发展 。

数字孪生世界其实很大，不是短时间之内能一步到位，也不是任何一家公司能独立完成和构建的。技术愿景看上去激动人心，但想要数字孪生技术的多场景应用的实现还是 需要产业与生态的互相融合，行业才能蓬勃发展。

为此，我们在 浙江大学数据分析和管理国际研究中心 指导下，发起成立了 数字孪生世界企业联盟 ，专注贯通数字孪生产业的上下游，打造产业协同创新的新生态。
借着 2021 数字孪生城市建设与产业发展高峰论坛 的举办，我们将 数字孪生世界联盟 的揭牌仪式带到了现场。

理事单位代表 易知微刘听颉 与 数字孪生网副总经理蒋小林 一起为数字孪生世界企业联盟揭牌。揭牌仪式后，两位嘉宾为联盟创始成员单位进行授牌。

联盟创始成员单位： 浙江宇视科技有限公司、北京超图软件股份有限公司、杭州涂鸦科技有限公司、杭州玳数科技有限公司、杭州宇泛智能科技有限公司、杭州易知微科技有限公司、常州英集动力科技有限公司、数峦云（杭州）科技有限公司、浙江地信软件科技有限公司、上海木链工业互联网科技有限公司、盒语（杭州）智能科技有限责任公司。

未来联盟将 凝聚众多行业领先的力量 ，包括数据层、场景层、模型层、地理信息要素层、GIS底图层等，在生态合作、行业交流、创新发展等工作与产学研领域里融合共生， 与联盟成员单位共享发展的机会 ，在数字孪生领域做出我们的贡献。

数字孪生世界企业联盟在浙江大学数据分析和管理国际研究中心的指导下落地生根。立足本土，放眼世界，为政府机构、企业、高校等行业提供数字化转型服务。未来联盟期望在全国范围内邀约更多合作伙伴加入，共商合作，共谋未来，真正的让数字孪生落地。

数字孪生世界企业联盟意向申请

数字孪生在新型智慧城市建设中的应用都有哪些？

数字孪生在新型智慧城市建设中可以进行数字孪生流域建设、数字孪生排水管网、数字孪生桥梁防撞指挥等应用场景，进行数字化、精细化、可视化管理。

一、数字孪生流域政策环境：

2021年12月23日水利部召开推进数字孪生流域建设工作会议，水利部部长李国英提出：“数字孪生流域是以物理流域为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动，对物理流域全要素和水利治理管理全过程的数字化映射、智能化模拟，实现与物理流域同步仿真运行、虚实交互、迭代优化”，同时强调以数字化、网络化、智能化为主线，以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径，以算据、算法、算力建设为支撑，加快推进数字孪生流域建设，实现预报、预警、预演、预案功能。

二、水利信息化发展现状：

①透彻感知能力不足：

水利感知的覆盖范围和要素不全，对于水文信息、环境信息、工程信息等方面的监测能力已经不能满足现有业务发展和管理需要，虽然现在能够通过地面、水上、航空、航天等技术与设备进行信息采集工作，但整体智能化水平仍处于相对较低的程度。对于将要建设的数字孪生流域体系要求仍有较大的距离，物联网技术与设备也没有得到充分的利用，且通信基础能力较为薄弱，在网络带宽、应急措施方面均有不足。

②信息基础设施“算力”欠缺：

现有水利业务网中，仅有6个省（自治区）的水利业务网能够通达到乡镇级水利单位，对于工程管理单位来说联通率更低，严重阻碍了水利业务应用“三级部署、多级应用”的发展原则。骨干网络不能满足现有数据传输、服务调用的需要。面对现在越来越多的影像、图像等数据的快速增长，缺乏大数据处理、云计算与数据存储能力。

③信息资源开发利用有待提升：

水利内部信息系统缺乏整合，导致现有水利设施基础信息不全、准确性不高、基础数据不统一、对象代码不统一、数据标准不统一等问题，各类业务和各级部门间存在数据“重采、重存”的现象。同时对所需要的如地质信息等联系紧密的外部信息缺乏共享，联动不足。

④业务应用智能化水平差距较大：

现有水利信息系统中的水利工程、水资源开发、水灾旱灾防御、水土保持等业务均存在业务与信息技术融合不深入，智能化水平不足，对于5G、AI、大数据、物联网等新兴技术未能充分应用，最终导致信息系统对业务发展支撑能力薄弱的问题。

三、水利数字孪生，实现物理空间数字化映射与智慧化模拟

广东地空智能科技有限公司协同水利专业机构，在智慧水利领域进行了相关的钻研和实践，通过感知层抓取实时监测数据，基于全数字测量、大数据、云计算、地理信息、三维虚拟模型、人工智能、区块链等十余项高新技术，整合水利各项基础数据，以水利时空数据为重点研究对象，聚焦于水利数据的管理、展示与分析，对水利空间进行精细、全面、动态的模拟，构建水利业务横向共享、纵向联动，以此实现各级水利部门间信息联通，真正打通涉水信息孤岛，打破涉水业务分割，为管理者进行安全分析评估、工程运维管理、防汛调度管理、综合展示等提供可视化的便捷支持。数字孪生水利信息化监管平台集成数字孪生流域管理系统、数字孪生模拟仿真系统和数字孪生知识服务系统三大系统，融合与汇聚了多源数据，建立全时空、多维度、多粒度的水利全时空资源池，实现水利数据资产的一体化管理；一方面升级与拓展水利一张图，建设基础数据统一、 监测数据汇集、 二三维一体化、三级协同贯通的数字底板，提供水利场景的高保真、高稳定、高质量模拟仿真；另一方面集成耦合多维多时空尺度的水利专业模型和AI智能模型，提供集分析-模拟-表达-决策于一体的“四预”能力，为“2+N”业务提供智慧化服务。

链接：网页链接

数字孪生水利信息化监管平台聚焦数字孪生，以物理流域为单元，以水利时空数据为底座，以流域数据集成和可视化、水利模拟仿真为核心，以水利知识为驱动，运用物联网、大数据、人工智能、虚拟仿真等技术，实现物理空间内全域、全要素、全过程的数字化映射与智慧化模拟，支撑水利精准化决策。

四、整合数据，搭建数字孪生水利大数据中心：

基于水利行业相关的数据标准与规范，梳理水利数据资源目录，接入并整合多时空、多粒度、多维度水利数据，包括基础地理空间数据、业务管理数据、监测感知数据、跨行业共享数据等，经标准化处理，形成数字孪生水利大数据中心，为用户提供统一标准的数据服务。

五、分类入库，形成水利时空大数据全景图：

分类融合与汇聚多时空、多粒度、多维度水利数据，构建标准一致的水利数据资源池，形成水利时空大数据全景图，为用户提供全方位、多时空、多粒度的全时空数据资源服务。

子系统一：数字孪生流域管理系统

数字孪生流域管理系统是数字孪生水利信息化监管平台的基础，主要是建设数据底板，为模拟仿真、知识服务提供海量数据支撑。系统构筑统一门户，接入多源水利时空数据，打破数据壁垒，实现数据统一管理；建立物理空间到数字空间的虚拟映射,构建水利时空全景一张图；综合运用物联网、云计算、大数据、人工智能、地理信息等新型信息化技术手段，提供海量数据分析能力，实现对水利空间的精细、全面、动态模拟，为精细化管理提供支撑。

①多源异构数据接入，实现数据统一管理

②“物理-数字”全映射，形成水利资源“一张图”：

③软、硬件加持，助力海量数据分析：

子系统二：数字孪生模拟仿真系统

数字孪生模拟仿真系统是数字孪生流域管理系统的升级，主要是提供高保真、低延时、高稳定的三维可视化场景，为提供细化、量化、动态、直观的计算分析提供支撑。系统基于大场景高效率图形可视化技术，借助轻量化+webp+块存储+子域等一系列技术，提升整体加载效率与浏览流畅度，实现多源、多维度、多粒度数据的高保真、高质量空间化表达与仿真建模。

子系统三：数字孪生知识服务系统

数字孪生知识服务系统是数字孪生水利信息化监管平台的核心内容与最终目标，主要是集成耦合多维多时空尺度的数据模型，提供“四预”能力。系统在共享水利部本级、流域管理机构各类计算模型与计算成果的基础上，按需构建水利专业模型、人工智能模型和水利知识模型，形成数字孪生水利模型库，提供工程调度、安全监测、知识挖掘等智慧化服务，实现“预报、预警、预演、预案”功能的综合决策指挥。

①集成水利专业模型，推进水利精准模拟：

聚焦智慧水利与空间智能领域，广东地空智能科技有限公司致力于打造专业的水文-水动力-水质耦合模型，支撑流域、区域的防洪抗旱、水资源水环境的调度管理、智慧城市的防洪排涝与水环境治理、大江大河的水污染应急调度指挥等，推进水利精准化模拟与分析。

②引入AI智能模型，助力水利智慧决策：

利用遥感AI、视频AI等技术，对遥感影像进行自动解译和加工处理，对雨水情、工情、险情、旱情、水土流失、水质水环境、非法采砂、水域岸线占用等实现大尺度的动态监测预警，提升水利安全监测能力。

③建立水利知识模型，支撑水利知识服务：

以模型库、知识库为驱动，快速分析研判，优化完善应急方案，配合人员终端信息交互，为单位内部以及与流域管理机构、水利部的异地多方会商、相关人力、物力资源应急调度指挥等提供支撑。