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導(dǎo)讀：

數(shù)字孿生這一概念起源于航空航天、工業(yè)領(lǐng)域，并且隨著信息技術(shù)的發(fā)展，逐漸落地各行各業(yè)，數(shù)字孿生城市也成為了一個(gè)新的風(fēng)口。數(shù)字孿生城市強(qiáng)調(diào)建立一個(gè)與物理城市實(shí)時(shí)交互的虛擬城市，精準(zhǔn)映射物理城市運(yùn)行情況，形成虛實(shí)交互格局，以提升、優(yōu)化城市的綜合治理規(guī)劃水平。

數(shù)字孿生城市概念

越復(fù)雜的系統(tǒng)建立數(shù)字孿生體后管理效率提升越高，收益越大，而城市就是最為復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)，隨著城市規(guī)模的擴(kuò)張和發(fā)展，城市運(yùn)行之中會(huì)遇到交通堵塞、公共服務(wù)短缺、環(huán)境約束等一系列問(wèn)題。建立一個(gè)與物理城市并行的孿生虛擬城市，將城市建設(shè)規(guī)劃、管理運(yùn)行等在虛擬世界進(jìn)行仿生，會(huì)大大提升城市效率，減少資源損失。數(shù)字孿生城市應(yīng)運(yùn)而生。

根據(jù)中國(guó)信通院的描述，數(shù)字孿生城市可以廣泛理解為通過(guò)對(duì)物理世界的人、物、事等所有要素?cái)?shù)字化，在網(wǎng)絡(luò)空間再造一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的“虛擬世界”，形成物理維度的實(shí)體世界和信息維度上的數(shù)字世界同生共存、虛實(shí)交融的格局，實(shí)現(xiàn)城市全要素?cái)?shù)字化和虛擬化、城市全狀態(tài)實(shí)時(shí)化和可視化、城市管理決策協(xié)同化和智能化。

本文研究的數(shù)字孿生城市指數(shù)字孿生技術(shù)在城市規(guī)劃、建設(shè)、管理過(guò)程中的綜合應(yīng)用，而不細(xì)化到具體行業(yè)。通過(guò)建立能感知現(xiàn)實(shí)城市變化并進(jìn)行智能管控的虛擬孿生城市模型，實(shí)時(shí)反映城市基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)，提升城市運(yùn)行綜合水平和智能決策能力。

數(shù)字孿生城市運(yùn)行機(jī)理

數(shù)字孿生城市技術(shù)架構(gòu)由三部分組成，融合多種信息技術(shù)體系，其中數(shù)字孿生城市模型平臺(tái)是構(gòu)建核心

數(shù)字孿生城市技術(shù)體系復(fù)雜，幾乎融合了現(xiàn)有所有信息通信技術(shù)手段。技術(shù)框架主要由三部分構(gòu)成，基礎(chǔ)設(shè)施端、信息中樞端和應(yīng)用服務(wù)端，通過(guò)物理城市數(shù)據(jù)收集、傳輸、處理、數(shù)字城市可視化呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)城市智能管理。構(gòu)建核心是高精度、多耦合的數(shù)字孿生城市模型平臺(tái)，該模型在城市信息模型CIM的基礎(chǔ)上將智能感知的城市數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反映到3D城市模型上。

基礎(chǔ)設(shè)施端主要負(fù)責(zé)城市數(shù)據(jù)的收集與傳輸，通過(guò)BIM、GPS等技術(shù)收集城市基礎(chǔ)空間和3D模型等靜態(tài)數(shù)據(jù)；通過(guò)智能感知設(shè)備，包括傳感器等，獲取城市基礎(chǔ)設(shè)施、道路交通、自然環(huán)境等動(dòng)態(tài)信息。通過(guò)全通達(dá)、全接入的的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、局域無(wú)線網(wǎng)等泛在高速、多網(wǎng)協(xié)同城市智能網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)即時(shí)傳輸。

信息中樞端進(jìn)行數(shù)據(jù)接收、處理、傳導(dǎo)。全域全量的城市數(shù)據(jù)是數(shù)字孿生城市構(gòu)建基礎(chǔ)，需要建立數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，通過(guò)多層次數(shù)據(jù)融合框架將來(lái)源不同、類(lèi)型不同的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)接收集成，并以數(shù)據(jù)流的方式傳輸?shù)匠鞘心Ｐ?，即?shù)字孿生城市模型平臺(tái)。依靠高性能協(xié)同計(jì)算分析，以可視化方式呈現(xiàn)和表達(dá)城市狀態(tài)，分析城市空間場(chǎng)景。

應(yīng)用服務(wù)端是數(shù)字孿生城市模型的實(shí)際應(yīng)用。在數(shù)字孿生城市模型中建立智能操控體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能市政設(shè)施、交通設(shè)施等設(shè)備的遠(yuǎn)程操控。通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)圖譜等人工智能技術(shù)整體認(rèn)知城市狀態(tài)，洞悉城市運(yùn)行規(guī)律，制定最優(yōu)決策。

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文章名稱(chēng)：數(shù)字孿生城市概念與運(yùn)行機(jī)理-創(chuàng)新互聯(lián)
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