城市是一個復(fù)雜的開放性系統(tǒng)，既包括建筑、道路、管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施，也包括人車物等各類主體，更涵蓋水電氣等各種要素。

隨著城市快速發(fā)展、規(guī)模不斷擴張，各種數(shù)據(jù)信息在空間上縱橫交錯，由此帶來的交通擁堵、環(huán)境污染、資源緊張等問題也越來越突出，給城市治理帶來諸多挑戰(zhàn)。應(yīng)用科技手段來提高城市治理效率、打造智慧城市，已經(jīng)成為現(xiàn)代城市發(fā)展的必然選擇。

隨著數(shù)字化、智能化技術(shù)的發(fā)展，智慧城市建設(shè)進(jìn)程的加快，作為一種新型的數(shù)字化技術(shù)——數(shù)字孿生技術(shù)飛速發(fā)展，并為城市的規(guī)劃建設(shè)和治理管理帶來新思路、新方案。數(shù)字孿生技術(shù)通過對物理上的城市要素進(jìn)行數(shù)字化處理，在虛擬的數(shù)字空間構(gòu)造出與現(xiàn)實城市完全對應(yīng)的“副本”，這就是數(shù)字孿生城市。

在數(shù)字孿生城市與現(xiàn)實世界實時映射、虛實交互的過程中，通過對數(shù)字“副本”的調(diào)控，現(xiàn)實城市變得更“聰明”，城市治理變“智理”。

在數(shù)字孿生城市中，城市中的各類對象或要素均映射到數(shù)字空間中，并在運行過程中留下數(shù)據(jù)和信息。借助大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新一代信息技術(shù)的綜合集成應(yīng)用，這些數(shù)據(jù)信息得以為城市的交通信號控制優(yōu)化、電熱能源調(diào)度、重大項目周期管理、基礎(chǔ)設(shè)施選址建設(shè)等提供指引。此外，數(shù)字孿生城市在模擬仿真、實時分析等方面的應(yīng)用還可以對城市運行過程中的潛在風(fēng)險提供智能預(yù)警和對策建議。

事實上，數(shù)字孿生城市已在不少地方落地，幫助城市極大提升了治理效能。比如，濟南的四維地質(zhì)環(huán)境可視化信息系統(tǒng)平臺，可以通過自動“剖切”提供有關(guān)軌道交通沿線的地層結(jié)構(gòu)、巖性、巖溶發(fā)育特征等信息，幫助我們更好作出軌道交通線路適宜性分析；上海楊浦大橋的數(shù)字孿生項目可對各類橋梁設(shè)施病害實施“智能巡查、自動派單、及時處置、智能確認(rèn)”的閉環(huán)管理；蘇州通過對古建筑全方位、高精度現(xiàn)狀信息的留存，為其保護和修繕提供支撐；北京市西城區(qū)城市管委會通過“綜合交通治理輔助決策系統(tǒng)”，使高峰期的人民醫(yī)院車輛排隊時間從1個多小時減至10分鐘……

數(shù)字孿生城市既是實現(xiàn)數(shù)字化治理和發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟的重要載體，也是未來城市提升長期競爭力，實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵�！丁笆�四五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》提出，“完善城市信息模型平臺和運行管理服務(wù)平臺，因地制宜構(gòu)建數(shù)字孿生城市”。當(dāng)前，國內(nèi)眾多城市提出了建設(shè)數(shù)字孿生城市的目標(biāo)，但是挑戰(zhàn)仍然存在。比如在數(shù)據(jù)方面，數(shù)字孿生城市數(shù)據(jù)類型多、體量大，對于平臺的支撐能力、網(wǎng)絡(luò)帶寬等都是考驗。此外，在數(shù)據(jù)共享、標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)、資金投入等方面，也存在亟待解決的問題。

數(shù)字孿生技術(shù)為解決城市治理問題提供了“鑰匙”，但現(xiàn)實城市存在的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、生態(tài)環(huán)境保護以及教育、養(yǎng)老、醫(yī)療等民生問題，不能僅依賴數(shù)字孿生技術(shù)解決。在建設(shè)數(shù)字孿生城市的過程中，需要積極推進(jìn)物理空間和數(shù)字空間一體建設(shè)、協(xié)同發(fā)展，讓技術(shù)手段和人文關(guān)懷共同進(jìn)步、相得益彰，讓數(shù)字孿生城市在不斷滿足人民日益增長的美好生活需要方向上向前發(fā)展。

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