数字孪生，打造智慧城市

文／陈根

城市发展至今依然存在诸多问题，现实状态证实了传统的发展模式越来越不适应现代化城市建设。因此，以信息化为引擎的数字城市、智慧城市成为城市发展的新理念和新模式。

数字孪生城市是数字孪生技术在城市层面的广泛应用，通过构建与城市物理世界、网络虚拟空间的一一对应、相互映射、协同交互的复杂巨系统，在网络空间再造一个与之匹配、对应的孪生城市，实现城市全要素数字化和虚拟化、城市全状态实时化和可视化、城市管理决策协同化和智能化。

简单来说，数字孪生城市是实体城市在虚拟空间的映射，也是支撑新型智慧城市建设的复杂综合技术体系，更是物理维度上的实体城市和信息维度上的虚拟城市的同生共存、虚实交融的城市未来发展形态。

我国智慧城市建设经历了三次浪潮，第一次是在2008—2012年，这一时期是概念导入期。在这个阶段，智慧城市建设以行业应用为驱动，重点技术包括无线通信、光纤宽带、HTTP、GIS、GPS 技术等。

此时，信息系统以单个部门、单个系统、独立建设为主要方式，形成大量信息孤岛，信息共享多采用“点对点”的自发共享方式。产业力量较为单一，由国外软件系统集成商引入概念后主导智慧城市产业发展。

结合国情，智慧城市开始走出中国特色道路，掀起第二次浪潮。该阶段在中国城镇化加速发展的大背景下，重点推进RFID、3G／4G、云计算、SOA 等信息技术全面应用，系统建设呈现横纵分割特征，信息共享基于共享交换平台、以重点项目或协同型应用为抓手。

在推进主体上，由住房和城乡建设部牵头，在全国选取了 290 个试点，广泛探索智慧城市建设路径和模式。国内外软件制造商、系统集成商、设备商等积极参与各环节建设。

2016 年，国家提出新型智慧城市概念，强调以数据为驱动，以人为本、统筹集约、注重实效，重点技术包括 NB－IoT、5G、大数据、人工智能、区块链、智慧城市平台和操作系统等。

信息系统向横纵联合大系统方向演变，信息共享方式从运动式向依职能共享转变。在推进方式上，由25个国家级部委全面统筹，在市场方面由电信运营商、软件制造商、系统集成商、互联网企业各聚生态，逐步形成政府指导、市场主导的格局。

虽然数字城市的概念提出由来已久，但之前的概念并没有上升到数字孪生的高度，这与技术发展的阶段有关。如今，数字孪生城市的内涵真正体现了数字城市想要达到的愿景和目标。

智慧城市是城市发展的高级阶段，数字孪生城市作为城市发展的目标，是智慧城市建设的新起点，赋予了城市实现智慧化的重要设施和基础能力。

未来，在智慧城市的发展建设中，可以充分利用数字孪生技术，解决城市规划、设计、建设、管理、服务闭环过程中的复杂性和不确定性问题，全面助力提高城市物质资源、智力资源、信息资源配置效率和运转状态，实现智慧城市的内生发展动力。