概念(nian)定(ding)義:數字孿生城市是指在數字世界中創建一個同物理實體城市外觀一致、行動一致、思想一致的數字虛擬城市,實現對現實世界的監測、診斷、回溯、預測和決策控制,用于實體城市的規劃、建設、治理和優化等全生命周期管理,提高城市運行效率和市民居住體驗
技術體系:數字孿生城市不是單一技術,而是以積木式組裝結合了物聯網、大數據、BIM、GIS、人工智能等多項前沿技術的“巨技術”,其難點主要聚焦在數據管理、信息模型和仿真分析三個環節,數據接入環節亟需政府層面統一標準,模型層面需要脫離形式主義,關注語義建模,仿真層面需要多領域建立模型庫,提升算法的商業化落地能力
發(fa)展現(xian)狀:
?市場環境(jing)(jing):多方施(shi)策與標準制定雙管(guan)齊下,市場環境(jing)(jing)整體積極向好(hao)發展(zhan)
?產業格局(ju):產業鏈(lian)處于整合發展初期,玩家巨頭化(hua)特征顯(xian)著,市場格局(ju)未(wei)定
?市場(chang)規模:2022年中國數字孿生(sheng)城市市場(chang)規模為51億元(yuan),年復合增長率達50%,城市信息模型基礎(chu)平臺(tai)和場(chang)景化應用同步落地
應用場景:綜合(he)技術匹(pi)配度(du)、規模(mo)化潛(qian)力(li)和市(shi)場規模(mo)三(san)個維度(du)評價(jia)(jia)數字(zi)孿(luan)(luan)生城市(shi)場景化應用價(jia)(jia)值,城市(shi)交通、地(di)下管廊和產業(ye)園區是(shi)三(san)大價(jia)(jia)值場景,其中(zhong)全景路口(kou)結合(he)自動駕駛有(you)望實(shi)現規模(mo)化落(luo)地(di);地(di)下管廊和數字(zi)孿(luan)(luan)生技術具有(you)先(xian)天(tian)的適配性,中(zhong)長(chang)期(qi)具有(you)發展潛(qian)力(li);數字(zi)孿(luan)(luan)生助力(li)產業(ye)園區數字(zi)化轉型、加速產城融合(he)
思考與呼吁:亟需(xu)推進(jin)標(biao)準統一、商業模式創新和(he)市(shi)民(min)應用(yong)開發等方面(mian)的工作進(jin)程(cheng)

現處(chu)于(yu)行業應用探索期,數字孿(luan)生城市具(ju)有規(gui)模應用潛力
數字孿(luan)生(sheng)這一概念發(fa)源于(yu)NASA,廣(guang)泛應用于(yu)工業,并迅速成為了(le)各地政府城(cheng)市運營和管理的抓手。隨(sui)著數字孿(luan)生(sheng)技術完善和行(xing)業滲透,孿生(sheng)對象從微觀的(de)資本密集型產品/設備(bei)向(xiang)宏觀的(de)大型復雜城(cheng)市(shi)空(kong)間拓展,數(shu)字孿生(sheng)城(cheng)市(shi)市(shi)場機遇(yu)與(yu)挑戰并存。

數字(zi)孿生概念在城市空間的(de)應用,服(fu)務于城市全(quan)生命(ming)周期(qi)
無論是數字孿生還是數字孿生城市,其定義都在專家、學者和相關從業人員的研究與實踐中不斷的優化調整。相較于數字孿生,數字孿生城市圈定了“城市”這一地理空間范圍,內涵定義脫離了抽象理念,扎根于“智慧城市”這一優渥土壤,數字孿生城市的原理、功能、預期用途和受益方也更為清晰明朗。通過融合、提煉現有報告內容成果,解構數字孿生城市的內涵特征,艾瑞認為數字(zi)孿生城市(shi)(shi)是(shi)指在數字(zi)世界中創建一個同(tong)物理實(shi)體城市(shi)(shi)外觀(guan)一致、行(xing)(xing)動一致、思想一致的(de)(de)數字(zi)虛(xu)擬城市(shi)(shi),實(shi)現對現實(shi)世界的(de)(de)監(jian)測、診斷、回溯(su)、預(yu)測和決策控制,用于實(shi)體城市(shi)(shi)的(de)(de)規劃(hua)、建設、治理和優化等全生命周期管理,提高城市(shi)(shi)運行(xing)(xing)效率(lv)和市(shi)(shi)民(min)居(ju)住(zhu)體驗。

智慧城市(shi)的新高度,新型智慧城市(shi)建設(she)的最佳助力
二十(shi)余年(nian)來,我國城市(shi)信息(xi)化(hua)發展(zhan)經(jing)歷(li)了數(shu)字城市(shi)、智慧城市(shi)到新(xin)型智慧城市(shi)三(san)個階段,城市(shi)信息(xi)化(hua)也從(cong)數(shu)字化(hua)向網(wang)絡化(hua)、智能化(hua)發展(zhan)。新型智慧(hui)城市(shi)總(zong)結了前期建(jian)設中存在的問題(數據煙囪等),強調以人為(wei)本,以數字孿生城市(shi)為(wei)核心理念,以城市(shi)信息模型為(wei)新型智慧(hui)城市(shi)建(jian)設的核心支撐,以智慧(hui)空間治理、解決城市(shi)病為(wei)核心應用,賦能新型城鎮化發(fa)展。簡單的說,新型(xing)智慧城市(shi)包(bao)含了(le)數字孿生城市(shi),數字孿生城(cheng)市(shi)是(shi)新(xin)型智(zhi)慧(hui)城(cheng)市(shi)建(jian)設的組(zu)成部分和當前(qian)最優解決方(fang)案,是(shi)數字城(cheng)市(shi)、智(zhi)慧(hui)城(cheng)市(shi)乃至城(cheng)市(shi)信息化的高(gao)級階段(duan),是(shi)未來新型城鎮化建(jian)設的工作(zuo)重(zhong)點。

具有多學科(ke)交(jiao)叉會聚、多技術跨界融(rong)合的典型特征(zheng)
數字孿生城市不是單一技術(shu),而是以積木式組裝結合了(le)物聯網、大數據、BIM、GIS、人(ren)工智能等多項前沿技術的“巨技術”,其技術復雜性和(he)建設難(nan)度不言而喻 ,但與此同時具有(you)一定(ding)的歷史積累和(he)產業基礎。目前(qian)前(qian)端傳(chuan)感器設備(bei)產(chan)業鏈(lian)相(xiang)對完(wan)善,穩定高(gao)速的通(tong)信隨著5G普及(ji)有望實現,在(zai)技術(shu)進步及(ji)利好政策(ce)驅動(dong)下云服務的應用逐漸深入,數字孿生城市亟需解決(jue)的技術(shu)難點主要(yao)聚(ju)焦在數據管理、信息模(mo)型和仿真(zhen)分析三個環節(jie),本章后續頁面將(jiang)針對其中的重點內容展開分析。多技(ji)術融(rong)合,自下而上、由實入(ru)(ru)虛(xu)再入(ru)(ru)實,形成了支撐數字孿生城市技(ji)術理念(nian)的(de)、運行機(ji)制閉環(huan)的(de)技(ji)術堆棧(zhan)。

物(wu)聯網平臺設(she)備(bei)接入能力是孿生城市(shi)建(jian)設(she)的(de)基礎
廣泛布設的(de)傳感器設備(bei)和全(quan)面(mian)連(lian)接(jie)(jie)的(de)智能化(hua)設備(bei)是(shi)數(shu)字孿生(sheng)城市建(jian)設的(de)基礎和前提條件,也是(shi)孿生(sheng)城市動態數(shu)據(ju)養分(fen)的(de)來源。設備(bei)的(de)接(jie)(jie)入、通(tong)信(xin)、控制和聯動是(shi)物(wu)(wu)聯網(wang)的(de)基本功,但在孿生(sheng)全(quan)面(mian)感知需求下,百分(fen)之百的(de)存量/新(xin)增設備(bei)與平臺(tai)雙向通(tong)信(xin)使(shi)得建(jian)設難(nan)度大幅提升。面(mian)對多源異構(gou)通(tong)信(xin)協議(yi),廠商物(wu)(wu)聯網(wang)平臺(tai)主要(yao)通(tong)過設備(bei)直連(lian)、網(wang)關接(jie)(jie)入和云(yun)云(yun)對接(jie)(jie)三種(zhong)方(fang)式建(jian)立(li)高并發(fa)、穩定、可靠、安全(quan)的(de)設備(bei)通(tong)信(xin),以(yi)求消除海量終端通(tong)信(xin)協議(yi)的(de)差異、統一標(biao)準,但網關接入設(she)備(bei)(bei)類型受限(xian)、設(she)備(bei)(bei)接口不(bu)標準/被占用(yong)/無法新(xin)增等(deng)難(nan)題(ti)仍存在,依靠平臺側軟件集成(cheng)的(de)方(fang)式解決(jue)問(wen)題(ti)不(bu)可避免(mian)的(de)造(zao)成(cheng)了(le)項目建設(she)進度(du)的(de)延后和成(cheng)本高筑,國(guo)家(jia)/行業層面亟需出臺相關標準,在下一輪設(she)備(bei)(bei)更新(xin)周期中實現(xian)物聯網通信協議的(de)統一。

Garbage In,Garbage Out,時空數據的高效管理至關重要(yao)
城(cheng)市是(shi)自(zi)(zi)然與社會深度耦合(he)的復雜(za)系統,包(bao)含了(le)自(zi)(zi)然資源和人造實(shi)體(ti)的動態、靜態要素(su),要素(su)的數(shu)字化(hua)、集約化(hua)管理形成了(le)城(cheng)市時(shi)空大數(shu)據資產。下表中,時(shi)空基礎數(shu)據和相關業務(wu)專題(ti)數(shu)據支(zhi)撐著真(zhen)實(shi)、精(jing)準的城(cheng)市信(xin)息模型構建,物(wu)聯感知數(shu)據沿分布式算力網絡流動革(ge)新,從(cong)“臟數(shu)據” 經清洗、加工(gong)、標簽(qian)化(hua)逐步蛻變為專題(ti)數(shu)據以供上層(ceng)BI分析調(diao)用。低質的輸入必(bi)然導致低質的輸出(GIGO),時(shi)空大(da)數據(ju)的高效管理對孿生系(xi)統的價(jia)值釋放至關重要(yao),是使(shi)能北向應用(yong)的數字底座。此外,海量、多(duo)維、實時(shi)、非結(jie)構化(hua)的時(shi)空數據(ju)累積將對未來城(cheng)市IT基礎設施建(jian)設提出新要(yao)求。

可(ke)視化交互具有必要性,服(fu)務于機(ji)器學習是建(jian)模的根(gen)本目的
提到信息建模,有人將其(qi)與(yu)可視(shi)化大(da)屏劃(hua)上等(deng)號,這無疑是(shi)管(guan)中窺豹(bao),關注了(le)數字孿生的(de)表(biao)象(xiang)與(yu)形式,忽(hu)視(shi)了(le)其(qi)本質與(yu)內涵。數字孿生城(cheng)市信息(xi)(xi)模(mo)(mo)型(xing)(簡稱CIM)由(you)實景三(san)維(wei)模(mo)(mo)型(xing)和語義(yi)模(mo)(mo)型(xing)共同(tong)構(gou)成。空間(jian)幾(ji)何建模(mo)(mo)是(shi)對(dui)物理(li)世(shi)界三(san)維(wei)立(li)體結(jie)構(gou)和外觀的數字表達,是(shi)服務于人類瀏覽和理(li)解的人機交互界面,更注重模(mo)(mo)型(xing)的精度、還原度和準確性。語義(yi)模(mo)(mo)型(xing)是(shi)在三(san)維(wei)模(mo)(mo)型(xing)基礎(chu)上對(dui)物理(li)世(shi)界的深(shen)度理(li)解,提煉信息(xi)(xi)、總(zong)結(jie)規律(lv)、構(gou)建時空知識圖譜,滿足AI算法(fa)開發和信息(xi)(xi)檢索(suo)。實(shi)景三維(wei)模型是CIM的空間基底,語義模型是CIM建設的根本目的,服(fu)務于高(gao)階的機器學習(xi)算(suan)法訓(xun)練。幾何建(jian)模在攝影(ying)測繪和計算機輔助設計等領域已有長期的技(ji)術(shu)(shu)和實(shi)踐經驗積累(lei),技(ji)術(shu)(shu)難(nan)點(dian)在于高精度(du)模型的成(cheng)(cheng)本控制;語義建(jian)模技(ji)術(shu)(shu)尚不(bu)成(cheng)(cheng)熟(shu),有待行業實(shi)力玩家探索定義。
多領域構(gou)建仿(fang)真(zhen)算(suan)法(fa)模型庫,實現孿生(sheng)應用價值層級的(de)躍升
初次接觸數字孿(luan)生(sheng)概念,人們多驚艷于其水(shui)晶(jing)球(qiu)般的先知預測力,而不是實時監控(kong)。過往城(cheng)市治理(li)方案或理(li)論的可行性驗證多受(shou)限于客觀(guan)物(wu)理(li)條件,數(shu)字孿生城(cheng)市提供了一條低成本試錯之(zhi)路,通過歷史及實時數據、假設條件的輸(shu)入(ru)和仿真(zhen)算(suan)法的運行,以確定最(zui)優的可用策(ce)略,支撐決(jue)策(ce)制定。我國數字孿生城市(shi)(shi)現(xian)處于由L2“理(li)解(jie)現(xian)狀”向L3“防微杜漸”躍升(sheng)的關鍵階(jie)段,但城市(shi)(shi)內部行業算法模型缺乏,除(chu)交通領(ling)域(yu)有比(bi)較成熟的模型庫外,多數城市(shi)(shi)治理(li)領(ling)域(yu)尚處于起步階(jie)段,主(zhu)要為單一、分(fen)散的場景應(ying)用,長此以(yi)往數(shu)字孿生城市價值挖掘和未來發展將因(yin)此受阻。

突破(po)仿真(zhen)算法發展(zhan)瓶頸,賦能(neng)決策“謀定而后動”
仿(fang)真(zhen)算(suan)(suan)(suan)法發展瓶頸由多因(yin)(yin)素構成,技術側首要原因(yin)(yin)是數據(ju)積累不足(zu),需(xu)(xu)(xu)要基于數據(ju)形成豐富的(de)CIM模(mo)型(xing)供算(suan)(suan)(suan)法訓練。其次,部分(fen)場景(jing)下,如橋梁運力、隧道穩(wen)定性、空間氣體分(fen)布等,實(shi)時(shi)仿(fang)真(zhen)模(mo)型(xing)參數量計算(suan)(suan)(suan)量大、耗時(shi)長、無法規模(mo)化落(luo)地(di),需(xu)(xu)(xu)進行輕量化改進以滿(man)足(zu)實(shi)時(shi)性和(he)(he)高精度(du)需(xu)(xu)(xu)要。最后,現(xian)有算(suan)(suan)(suan)法多基于開(kai)源學習框(kuang)架,精度(du)、性能(neng)差強(qiang)人意。業務(wu)側,仿(fang)真(zhen)算(suan)(suan)(suan)法和(he)(he)業務(wu)場景(jing)緊密(mi)聯結,需(xu)(xu)(xu)明晰場景(jing)需(xu)(xu)(xu)求痛點(dian),綜合考量模(mo)型(xing)精度(du)、完備度(du)和(he)(he)有效算(suan)(suan)(suan)力發揮間的(de)平(ping)衡,實(shi)現(xian)仿(fang)真(zhen)算(suan)(suan)(suan)法的(de)商業化落(luo)地(di)。短期內,我國數(shu)字孿生(sheng)城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市停(ting)留(liu)在L2層級(ji),異常(chang)事件的實(shi)時響應(ying)和城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市形象的真(zhen)實(shi)呈現對于城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市管理、城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市品牌和美譽度具有(you)現實(shi)意義,但從(cong)中(zhong)長期看,仿真(zhen)算法(fa)模型的普及是數(shu)字孿生(sheng)城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市價(jia)值(zhi)釋放(fang)的鑰匙,真(zhen)正(zheng)服(fu)務于城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市全(quan)生(sheng)命周期,提升城(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)市宜居性(xing)(xing)、彈性(xing)(xing)、可持續性(xing)(xing)和幸福(fu)感。


數字(zi)孿生(sheng)城市政策(ce)現狀
住(zhu)建部(bu)重點推進CIM平臺(tai)建設,十(shi)四五規劃引發(fa)政(zheng)策高峰期


“行業+”政策(ce)(ce)頻(pin)頻(pin)出臺推進應用發展,地方政策(ce)(ce)上行下效

地方(fang)政策落實
地方層面:《關于(yu)加快推(tui)進新(xin)型城市(shi)(shi)基礎設(she)施建設(she)的指導意見》和“十四五”規(gui)(gui)劃(hua)發布以來,全(quan)國各省級行(xing)政(zheng)區自2021年起陸(lu)續在基礎設(she)施建設(she)三年行(xing)動計(ji)劃(hua)和十四五規(gui)(gui)劃(hua)中(zhong)提(ti)及“數字孿(luan)生城市(shi)(shi)”或概念相(xiang)關建設(she)內容,數字孿(luan)生作為需突破的信息領域關鍵技(ji)術列(lie)入多(duo)地(di)科技(ji)創(chuang)新(xin)規(gui)(gui)劃(hua)。
各地政策與實踐(jian)列(lie)舉:
—北(bei)京(jing)市(shi),《北(bei)京(jing)市(shi)“十四五”時(shi)期智慧城市(shi)發展行(xing)動綱要》,積極探索(suo)建設(she)虛(xu)實交(jiao)互的(de)城市(shi)數字孿生底(di)座
—上海(hai)(hai)市(shi)(shi),《上海(hai)(hai)市(shi)(shi)全面(mian)推進(jin)城市(shi)(shi)數字化轉型(xing)(xing)“十四五”規劃》,加快推城市(shi)(shi)形態向數字孿生(sheng)演進(jin),構(gou)筑城市(shi)(shi)數字化轉型(xing)(xing)“新(xin)底座(zuo)”
—福建省福州市,《福州市推進新型(xing)基礎設施建設行動方(fang)案(2020-2022年)》,全面升(sheng)級(ji)時空地(di)理信息(xi)平(ping)臺,匯聚地(di)理空間(GIS)、城市與建(CIM+BIM)、動態(tai)物聯(lian)網(IoT),關系與規則(ze)(AI)等數據(ju)信息(xi),聚焦(jiao)重(zhong)點場(chang)景有序建設數字孿生城市
—海南,《智(zhi)慧海南總體方案》,到2025年(nian)底,,基(ji)本建(jian)成以“智(zhi)慧賦(fu)能自由(you)港”“數字孿生第(di)一省”為(wei)標志的(de)智(zhi)慧海南。
—湖(hu)北省,《湖(hu)北省新型(xing)基礎設(she)施建設(she)“十四五”規劃(hua)》,以武漢市東湖(hu)新技術開發(fa)區部分(fen)區域為試(shi)點(dian)探索建設(she)數字孿生城市
我國標準(zhun)化工作(zuo)已正式起(qi)步(bu),國內相關產學研用單位協(xie)同開(kai)展標準(zhun)體系研究(jiu)工作(zuo)

構建標(biao)準體系,重點研制、動(dong)態完善,系統解決(jue)標(biao)準缺失問題
2021年3月,全國信標(biao)(biao)(biao)委智慧(hui)城市(shi)(shi)工作組(zu)(zu)成立了城市(shi)(shi)數(shu)(shu)字孿(luan)(luan)生專題組(zu)(zu),負責(ze)城市(shi)(shi)數(shu)(shu)字孿(luan)(luan)生標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)體(ti)系和關鍵標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)研究,推(tui)動(dong)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)試(shi)驗驗證與(yu)應用示范工作。目(mu)前已完成國內城市(shi)(shi)數(shu)(shu)字孿(luan)(luan)生標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)第1部分(fen):技術參考架構的預研究工作,進(jin)入(ru)國家標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)申報(bao)流程。城市(shi)(shi)數(shu)(shu)字孿(luan)(luan)生標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)體(ti)系結構圖由“01總體(ti)”“02數(shu)(shu)據”“03技術與(yu)平(ping)臺(tai)”“04安(an)全”“05運(yun)(yun)維/運(yun)(yun)營”“06應用”六部分(fen)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)分(fen)體(ti)系組(zu)(zu)成,參考單一(yi)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)狀態,技術與(yu)平(ping)臺(tai)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)和安(an)全標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)進(jin)度相對靠前,應用標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)進(jin)度相對滯后。

融資(zi)事(shi)件數穩(wen)中有升,大廠生態圈(quan)初見端倪(ni)
根(gen)據不完全統計,2022年數字孿生(sheng)城市市場融資(zi)(zi)(zi)事件達15起,行業(ye)融資(zi)(zi)(zi)情況呈向好態(tai)勢(shi)并升至高點。資(zi)(zi)(zi)本(ben)市場上(shang),多家專注于數字孿生(sheng)技術城市空(kong)間應用的(de)初創企業(ye)獲得了大額融資(zi)(zi)(zi),明星機構、政府(fu)引導(dao)基金和產業(ye)資(zi)(zi)(zi)本(ben)均有(you)布局(ju)。值得關注的(de)是(shi),廣聯達和騰訊作為產業(ye)資(zi)(zi)(zi)本(ben)動作頻(pin)頻(pin),其中騰訊先后布局(ju)CIM平臺(tai)(tai)、云渲(xuan)染平臺(tai)(tai)、時空(kong)大數據等(deng)多類型廠商,踐行時空(kong)AI戰略;廣聯達基于BIM技術和建(jian)筑領(ling)域的(de)積累(lei)構建(jian)數字孿生(sheng)生(sheng)態(tai),提供CIM平臺(tai)(tai)建(jian)設(she)服務。

三成(cheng)以上企業(ye)布局可視化PaaS產品(pin),初創企業(ye)總(zong)體處于(yu)成(cheng)長(chang)期
近五年獲投的(de)初創企業(ye)業(ye)務(wu)類型(xing)主要分布在可(ke)(ke)(ke)視化(hua)工具、CIM平(ping)臺(tai)和(he)時空大數(shu)(shu)(shu)據,其中布局(ju)可(ke)(ke)(ke)視化(hua)業(ye)務(wu)的(de)企業(ye)占比(bi)近1/3,兩方面(mian)(mian)因(yin)素(su)形(xing)成(cheng)了這一格局(ju)。一方面(mian)(mian)數(shu)(shu)(shu)字孿生(sheng)城(cheng)市是地理(li)信息(xi)產業(ye)、數(shu)(shu)(shu)字建筑業(ye)和(he)智慧城(cheng)市的(de)融合與(yu)建設延續,上游BIM、GIS行(xing)業(ye)和(he)下游解決方案、集成(cheng)商(shang)市場(chang)均存(cun)在高行(xing)業(ye)和(he)規模壁壘(lei),另一方面(mian)(mian)可(ke)(ke)(ke)視化(hua)作為支撐(cheng)性(xing)(xing)、通用性(xing)(xing)產品(pin)與(yu)技(ji)術是投入產出比(bi)最(zui)大、最(zui)快實現商(shang)業(ye)變現的(de)賽道。過(guo)往融資(zi)輪次集中在早期階段,可(ke)(ke)(ke)見我國(guo)數(shu)(shu)(shu)字孿生(sheng)城(cheng)市初創企業(ye)多(duo)處在成(cheng)長期。


利益相關方眾多,市(shi)場初期玩(wan)家巨頭化特(te)征(zheng)顯著

產業鏈處于整合發展(zhan)期,行業集中度(du)低,市場格局(ju)未定

以(yi)點帶面,未(wei)來三(san)到五年(nian)CIM平臺+應用建(jian)設將步入(ru)快車道
住建部牽頭的(de)城市(shi)信(xin)息模型(xing)平臺建設是數字孿生(sheng)城市(shi)的(de)建設重點,基(ji)于CIM平臺的(de)行業應用(yong)將加速規(gui)模擴張。目前大部分省份(fen)已開(kai)始(shi)試點城市(shi)市(shi)級CIM平臺的(de)一期(qi)建設,廣(guang)東、江(jiang)蘇(su)等經濟發達省份(fen)已建立標桿指導,場景化應用(yong)同步推進。

2022年市場規模突破50億元(yuan),年復合增(zeng)長(chang)率(lv)達50%
2022年我(wo)國數(shu)字(zi)孿(luan)生城市(shi)(shi)市(shi)(shi)場規(gui)模(mo)預計(ji)將突破(po)50億元(yuan),主要(yao)建設內容(rong)包(bao)括城市(shi)(shi)信息(xi)模(mo)型(xing)(CIM)平臺的基礎建設和交通、地下空間(jian)、安防應急、環保水務等(deng)領域的G端(duan)(政府和事(shi)業單(dan)位)市(shi)(shi)場應用(yong),以及園區(qu)、住(zhu)宅小區(qu)等(deng)B端(duan)市(shi)(shi)場應用(yong)。“十四五(wu)”時(shi)期內,未來三(san)年復合增(zeng)長率達(da)50%,高增(zeng)長預期(qi)(qi)主要有三(san)方(fang)面因素:一是(shi)2022年各地(di)試點(dian)城(cheng)(cheng)市、城(cheng)(cheng)區新區的(de)CIM基(ji)礎平臺建設啟動,大(da)型(xing)區域一般分三(san)期(qi)(qi)建設完(wan)成,在(zai)住建部(bu)的(de)推進(jin)下(xia)有望(wang)加速建設落地(di);二是(shi)“小而美”微觀、局部(bu)場景規模落地(di)作為重要補充,“數(shu)字(zi)孿生城(cheng)(cheng)市的(de)價值何在(zai),能否解決切實問(wen)題(ti)”這一疑問(wen)通過典型(xing)實踐案例得到(dao)驗(yan)證;三(san)是(shi)我國數(shu)字(zi)孿生城(cheng)(cheng)市現處于起步階段,具有顯著(zhu)的(de)低基(ji)數(shu)效(xiao)應(ying)。隨著應用場景的持續探索,數字(zi)孿生城(cheng)市(shi)將實(shi)現多(duo)輪爆發并維(wei)持較(jiao)高(gao)增(zeng)長。


綜合(he)來(lai)看,城市交通(tong)、地下管廊和(he)產業園區是(shi)三大價值場景
思考一:技術價值
理想條(tiao)件(jian)下,能(neng)否賦能(neng)業(ye)務,解決痛點問題?
思考二:商業價(jia)值
現(xian)實局限下,能否(fou)商業落地(di),實現(xian)價值?
思考三:價(jia)值現狀(zhuang)
當前(qian)市場(chang)規模如何?
數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)與城(cheng)市業務場(chang)景(jing)(jing)的(de)(de)融合(he)基于許多先(xian)決條件,除在技術體系章節討論過的(de)(de)共(gong)性技術難點外,高密(mi)度(du)的(de)(de)傳感器布設,供算法訓練的(de)(de)大量高質量歷(li)史數(shu)據,充足的(de)(de)資金(jin)預算(現階段數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)還很貴(gui))等都(dou)是數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)城(cheng)市場(chang)景(jing)(jing)價(jia)值(zhi)實(shi)現的(de)(de)掣肘因素。模型基于對(dui)(dui)場(chang)景(jing)(jing)價(jia)值(zhi)的(de)(de)三(san)(san)個(ge)思考,總(zong)結出技術匹配度(du)、規(gui)(gui)模化潛力和(he)市場(chang)規(gui)(gui)模三(san)(san)個(ge)維(wei)度(du)構建數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)城(cheng)市場(chang)景(jing)(jing)化應用綜(zong)合(he)價(jia)值(zhi)。從(cong)分析結果看,數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)在城(cheng)市運營(ying)管(guan)理中的(de)(de)滲透率還很低,城(cheng)市交通、地下管(guan)網和(he)產業園區是前三(san)(san)大價(jia)值(zhi)場(chang)景(jing)(jing),本章將(jiang)針對(dui)(dui)上述(shu)場(chang)景(jing)(jing)重點分析。


迫(po)切需要提供(gong)各(ge)級政府、行(xing)業廠商的建設行(xing)動指南
阻礙(ai)數字(zi)孿(luan)(luan)生城市(shi)行業發展和(he)系(xi)統價值釋放的(de)(de)因素千頭萬緒,但其中首要(yao)問題(ti)是統一(yi)(yi)行業標準,一(yi)(yi)套國家層面的(de)(de)標準體(ti)系(xi)在數字(zi)孿(luan)(luan)生城市(shi)落地(di)建設和(he)長效運營中作(zuo)用(yong)舉重若輕。數字(zi)孿(luan)(luan)生城市(shi)作(zuo)為一(yi)(yi)項新興(xing)技術(shu),可供參(can)考借鑒(jian)的(de)(de)標準規(gui)范(fan)較少,需要(yao)結合各地(di)對(dui)于標準體(ti)系(xi)和(he)基礎標準的(de)(de)實踐探索,及時總結共(gong)性(xing)經驗,構建統一(yi)(yi)的(de)(de)、共(gong)性(xing)的(de)(de)、內容(rong)全面的(de)(de)標準體(ti)系(xi)。
建議重(zhong)(zhong)點關注以(yi)下(xia)(xia)幾個方(fang)面:1)系(xi)統建設(she)(she),重(zhong)(zhong)點突破。從(cong)頂層(ceng)設(she)(she)計系(xi)統建設(she)(she)標準的(de)同時,針(zhen)對企業多次(ci)呼吁、重(zhong)(zhong)點反(fan)饋的(de)細分標準,如(ru)城市物聯網(wang)技術框(kuang)架/技術協(xie)議的(de)統一,提高優(you)先級,縮(suo)短(duan)研究實(shi)施周期;2)橫向(xiang):中央標準和地方(fang)標準的(de)協(xie)同發展。各地針(zhen)對CIM平臺出臺標準,對建設(she)(she)內容、交付要(yao)求、數據共享交換等方(fang)面的(de)理解不一,存在標準重(zhong)(zhong)復(fu)建設(she)(she)、資源浪費風險(xian);3)縱向(xiang):各級建設(she)(she)融(rong)會(hui)貫通。包括(kuo)自下(xia)(xia)而上的(de)數據傳導和共享與自上而下(xia)(xia)的(de)業務監(jian)督和管(guan)理機制,逐(zhu)級雙向(xiang)高效交流(liu)。
標準化是新型智慧城市規(gui)范(fan)、有(you)序、健康發展的(de)重要(yao)保(bao)證,需(xu)要(yao)通過政府(fu)主(zhu)導,逐步建立起產(chan)業(ye)統一(yi)標準,并從(cong)核(he)心(xin)技(ji)術(shu)研(yan)發、信息化基礎(chu)等多個環節予以加強(qiang)。廠商側(ce)需(xu)拋開利益之爭、積極響應標準,數字孿生城市才能(neng)從(cong)理念走向普(pu)遍應用。


創(chuang)新商業模式,引入社會資本(ben)共(gong)建(jian)迫在(zai)眉睫(jie)
數(shu)字孿生城(cheng)市(shi)建設的必要(yao)性和(he)價值(zhi)已得到論證,但其面臨著(zhu)智慧(hui)城(cheng)市(shi)建設階段同樣的問題,建設資金(jin)從(cong)哪(na)里來。多技術融合的技術密集型行(xing)業,復雜(za)巨系統的建設需要(yao)廠商投(tou)入大(da)量(liang)的資金(jin)和(he)人力成(cheng)本,工(gong)程周期長且充滿變數(shu),項目(mu)單價成(cheng)本持(chi)續堆高,龐大(da)的資金(jin)問題始終沒有找到(dao)解決(jue)之(zhi)道(dao),如果(guo)完(wan)全依賴(lai)政府預算采購,顯然不可持續。
根據(ju)信(xin)通院對數字孿(luan)生(sheng)城(cheng)市申報案例建(jian)(jian)設(she)資(zi)(zi)金(jin)來源的統計,約三分之二的數字孿(luan)生(sheng)城(cheng)市項目為政(zheng)府采購,僅四分之一為企業投資(zi)(zi),剩余比例為政(zheng)企合(he)資(zi)(zi)建(jian)(jian)設(she),現(xian)階段政(zheng)府資(zi)(zi)金(jin)在建(jian)(jian)設(she)資(zi)(zi)金(jin)來源中仍占絕(jue)對主導,數字孿(luan)生(sheng)城(cheng)市的商業模式過于依賴政(zheng)府。政(zheng)府扶持牽引在新(xin)興技術(shu)行業發展初期固然(ran)重要,但未(wei)來亟(ji)需尋求(qiu)新(xin)的商(shang)業模式,將系統價值轉化為(wei)實際應用效益,引入社(she)會資本共(gong)建(jian)共(gong)贏。

以人為本是(shi)數字孿生(sheng)城市的題(ti)中應有之義
當前的(de)數字(zi)(zi)孿生(sheng)城市(shi)建(jian)設多聚焦于服務(wu)城市(shi)空間(jian)運營(ying)治理(li)者(zhe),市(shi)民間(jian)接(jie)受益,直接(jie)面向市(shi)民的(de)應(ying)用和服務(wu)很少,數字(zi)(zi)孿生(sheng)城市(shi)建(jian)設并未顯著提升(sheng)市(shi)民的(de)獲(huo)得感(gan),盡管現(xian)處于建(jian)設(she)初期,但市(shi)(shi)(shi)民(min)服(fu)(fu)務應(ying)(ying)放在(zai)數(shu)(shu)字(zi)(zi)孿生(sheng)城市(shi)(shi)(shi)建(jian)設(she)規(gui)劃和(he)方案設(she)計上的(de)重(zhong)要位(wei)置。一網通辦是智慧城市(shi)(shi)(shi)建(jian)設(she)階(jie)段(duan)政(zheng)務服(fu)(fu)務領域以人為(wei)本(ben)的(de)典型應(ying)(ying)用(yong),在(zai)數(shu)(shu)字(zi)(zi)孿生(sheng)城市(shi)(shi)(shi)建(jian)設(she)的(de)新階(jie)段(duan)應(ying)(ying)充分調研、分析市(shi)(shi)(shi)民(min)在(zai)城市(shi)(shi)(shi)生(sheng)活中(zhong)的(de)剛(gang)性(xing)需求(qiu),創新能(neng)形成用(yong)戶沉淀的(de)核心應(ying)(ying)用(yong),提升市(shi)(shi)(shi)民(min)居(ju)住體驗,有限度(du)的(de)、有效的(de)開放政(zheng)府數(shu)(shu)據(ju)、探索商業化(hua)模(mo)式,鼓勵市(shi)(shi)(shi)民(min)參與城市(shi)(shi)(shi)管理(li)互(hu)動,政(zheng)企(qi)端應(ying)(ying)用(yong)和(he)C端應(ying)(ying)用(yong)協(xie)同發展,才能(neng)實(shi)現(xian)數(shu)(shu)據(ju)的(de)服(fu)(fu)務價(jia)值和(he)數(shu)(shu)字(zi)(zi)孿生(sheng)城市(shi)(shi)(shi)的(de)規(gui)模(mo)化(hua)鋪開。市(shi)民服務當(dang)前可探索的(de)(de)方(fang)向有基于全(quan)面感知(zhi)的(de)(de)輔助駕駛(shi)、路況查詢與(yu)出(chu)行計劃安排,城(cheng)市(shi)應急/災害的(de)(de)預警、信息同步、救援請求與(yu)位置同步,城(cheng)市(shi)居民出(chu)游的(de)(de)方(fang)案規劃和AR導航等。