“早在2020年,國家發(fā)改委和中央網(wǎng)信辦聯(lián)合發(fā)布的新經(jīng)濟(jì)發(fā)展實施方案中,數(shù)字孿生就被提到了與大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算等新基建設(shè)施并列的高度。
數(shù)字孿生,可以理解成:以數(shù)字化的方式建立物理實體的多維、多時空尺度、多科學(xué)、多物理量的動態(tài)虛擬模型來仿真和刻畫物理實體在真實環(huán)境中的屬性、行為和規(guī)則等。它的核心要求包含了:物理實體、虛擬模型、數(shù)據(jù)、連接技術(shù)、交互應(yīng)用軟件。
近些年,數(shù)字孿生技術(shù)在智慧城市、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造等方面,發(fā)揮了積極作用。作為數(shù)字化技術(shù)發(fā)展的高級階段,數(shù)字孿生更成為推動城市治理數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要組成部分。
城市是一個復(fù)雜的開放性系統(tǒng),有著豐富多樣的功能,并與外界存在著大量的交互活動,帶來了龐大的城市治理需求。
數(shù)字孿生賦能城市管理,數(shù)字孿生城市的概念應(yīng)運而生,它的原理在于:基于實體城市的建筑、道路等基礎(chǔ)設(shè)施,使用BIM、GIS、CIM、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù),根據(jù)城市運行規(guī)律構(gòu)建城市模型,再造一個與物理維度上的實體城市一一對應(yīng),精準(zhǔn)映射的信息維度上的虛擬城市。虛擬城市對實體城市的運行狀態(tài)進(jìn)行實時感知,對城市的發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃和預(yù)測,對城市運行進(jìn)行智能干預(yù)。
數(shù)字孿生技術(shù)在城市治理中如何發(fā)揮效用呢?數(shù)字孿生核心流程節(jié)點為數(shù)據(jù)、建模、仿真模擬和預(yù)測分析,主要難點在于多源數(shù)據(jù)的融合、三維可視化渲染以及模擬分析等。首先,基于數(shù)字孿生底座,以下我們通過數(shù)字孿生三維系統(tǒng)進(jìn)行介紹。
綜合治理一張圖,實現(xiàn)精細(xì)化管理
數(shù)字孿生三維系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)城市一網(wǎng)統(tǒng)管、基層綜合治理、社區(qū)網(wǎng)格化管理、園區(qū)可視化管理與最小管理單元精細(xì)化管理。
平臺集成城市運維各個子系統(tǒng),進(jìn)行集中展示。借助AI智能監(jiān)控分析,當(dāng)系統(tǒng)檢測城市出現(xiàn)違法行為時將自動抓拍并自動生成立案工單,根據(jù)基層案件處理邏輯及周邊執(zhí)法人員可調(diào)度情況進(jìn)行案件的智能分派、動態(tài)流程跟蹤,當(dāng)違法行為消失后自動結(jié)案處理,可實現(xiàn)城市基層管理工作主動上報、智能分配的優(yōu)化升級。
結(jié)合智慧感知,實現(xiàn)各類應(yīng)急管理
城市安全關(guān)系城市建設(shè)發(fā)展,特別是在城市應(yīng)急層面。區(qū)別傳統(tǒng)的應(yīng)急管理,通過數(shù)字孿生三維系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)視頻孿生城市安全綜合管理、城市生命線綜合態(tài)勢感知、管網(wǎng)智慧化仿真推演與預(yù)警、老舊房屋管理、大型賽事安保、城市公共衛(wèi)生事件應(yīng)急防控、城市建筑消防模擬演練、城市排水防澇與可視化應(yīng)急指揮調(diào)度。
強(qiáng)大分析,實現(xiàn)科學(xué)管理與養(yǎng)護(hù)
數(shù)字孿生三維系統(tǒng)集成空間規(guī)劃一張圖,從不同用戶使用場景需求出發(fā),可以在城市國土空間規(guī)劃決策、歷史古城保護(hù)與更新、基于BIM的工地進(jìn)度管理與超大直徑隧道智能建造中發(fā)揮效用。結(jié)合空間立體分析、物聯(lián)感知、大數(shù)據(jù)分析以及模擬仿真等應(yīng)用分析能力,通過可視化平臺,可以實現(xiàn)淹沒分析、養(yǎng)護(hù)巡查路線規(guī)劃、游客熱力圖、人員疏散演練等分析模擬能力,助力城市的科學(xué)管理與養(yǎng)護(hù)。
實時監(jiān)測,實現(xiàn)城市交通可視化管理
作為數(shù)字孿生底座,數(shù)字孿生三維系統(tǒng)為道路信息采集、交通設(shè)備設(shè)施維管提供動靜一體化的數(shù)字孿生服務(wù),支持對攝像頭、卡口設(shè)備、流量檢測設(shè)備、交通信號燈等交通基礎(chǔ)資源的數(shù)量、空間位置分布、實時狀態(tài)等信息進(jìn)行實時監(jiān)測和可視化管理。
數(shù)字孿生三維系統(tǒng)是數(shù)字化世界的關(guān)鍵技術(shù)之一,它不僅改變城市的發(fā)展方式,還能夠改變?nèi)祟惖乃伎挤绞?。根?jù) IDC 數(shù)據(jù),到2024年,中國約40%的城市將通過人工智能及數(shù)字孿生技術(shù)實現(xiàn)現(xiàn)實世界與虛擬世界的融合,提高城市運行效率。