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      數字孿生城市的特征以及作用有哪些

      2023-03-03 杭州徽石科技 0


        當前,以云計算、大數據、人工智能、虛擬現實、無人駕駛等新技術為代表的信息化浪潮席卷全球,也影響著城市規劃、建設與發展。比特空間上構建的城市虛擬映像疊加在城市物理空間上,將極大地改變城市面貌,重塑城市基礎設施,形成虛實結合、孿生互動的城市發展新形態;借助更泛在、普惠的感知,更快速的網絡,更智能的計算,一種更加智慧化的新型城市將得以創建。不久后的將來,以數字孿生城市為代表的新型智慧城市建設,將讓城市生活變得更美好。

        什么是數字孿生城市

        數字孿生(Digital Twin)是物理空間與虛擬空間之間虛實交融、智能操控的映射關系,通過在實體世界以及數字虛擬空間中記錄、仿真、預測對象全生命周期的運行軌跡,實現系統內信息資源、物質資源的最優化配置。

        數字孿生城市是數字孿生技術在城市層面的廣泛應用,通過構建城市物理世界及網絡虛擬空間一一對應、相互映射、協同交互的復雜系統,在網絡空間再造一個與之匹配、對應的孿生城市,實現城市全要素數字化和虛擬化、城市狀態實時化和可視化、城市管理決策協同化和智能化,形成物理維度上的實體世界和信息維度上的虛擬世界同生共存、虛實交融的城市發展新格局。

        數字孿生城市既可以理解為實體城市在虛擬空間的映射狀態,也可以視為支撐新型智慧城市建設的復雜綜合技術體系,它支撐并推進城市規劃、建設、服務,確保城市安全、有序運行。

        數字孿生城市有哪些特征

        數字孿生城市存在四大特征:精準映射、虛實交互、軟件定義、智能干預。

        精準映射是指數字孿生城市通過天空、地面、地下、河道等各層面的傳感器布設,實現對城市道路、橋梁、井蓋、燈蓋、建筑等基礎設施的全面數字化建模,以及對城市運行狀態的充分感知、動態監測,形成虛擬城市在信息維度上對實體城市的精準信息表達和映射。

        虛實交互是指城市基礎設施、各類部件建設即有痕跡,城市居民、來訪人員上網聯系即有信息。未來的數字孿生城市中,在城市實體空間可觀察各類痕跡,在城市虛擬空間可搜索各類信息,城市規劃、建設以及民眾的各類活動,不僅存在于實體空間,而且在虛擬空間得到極大擴充,虛實融合、虛實協同將定義城市未來發展新模式。

        軟件定義是指孿生城市針對物理城市建立相對應的虛擬模型,并以軟件的方式模擬城市中的人、事、物在真實環境下的行為,通過云端計算、邊緣計算,軟性指引城市的交通信號控制、電熱能源調度、重大項目周期管理、基礎設施選址建設等。

        智能干預是指通過對數字孿生城市規劃設計、模擬仿真等,盡早發現城市可能產生的不良影響、矛盾沖突、潛在危險等,進行智能預警并提供合理可行的對策建議;以未來視角對城市原有發展軌跡和運行狀態進行智能干預,進而指引和優化實體城市的規劃、管理,改善市民服務供給,賦予城市生活“智慧”。

        數字孿生城市有哪些作用

        提升城市規劃質量和水平。當前的智慧城市規劃和頂層設計,大部分都屬于概念和功能設計,缺乏與實際人流、物流、資金流的交互,也缺乏對新技術引入帶來的影響分析。數字孿生城市執行快速的“假設”分析和虛擬規劃,可迅速摸清城市“家底”,精確到一花一木、一路一橋,把握城市運行脈搏;推動城市規劃有的放矢、提前布局,在規劃前期和建設早期了解城市特性、評估規劃影響,避免在不切實際的規劃設計上浪費時間,防止在驗證階段重新進行設計,以更少的成本、更快的速度,推動創新技術支撐智慧城市頂層設計落地。

        推動以人為核心的城市設計,實現智慧城市建設協同創新。城市居民是新型智慧城市服務的核心,也是城市規劃、建設需要考慮的關鍵因素。數字孿生城市將以人作為城市核心,關注城鄉居民出行軌跡、收入水準、家庭結構、日常消費等,對相關數據進行動態監測,并納入模型,實現協同計算。同時,數字孿生城市通過在“比特空間”上預測人口結構和遷徙軌跡、推演未來的設施布局、評估商業項目影響等,將對實體城市的設計、建設和實施產生巨大的影響,甚至重塑城市。搭建可感知、可判斷、快速反應的數字孿生城市,將支撐城市土地空間規劃、重大項目建設,實現隨需響應的惠民服務、觸手可及的協同指引。

        優化智慧城市建設并評估其成效。數字孿生城市體系以及可視化系統以定量與定性方式,建模分析城市交通路況、人流聚集分布、空氣質量、水質指標等各維度城市數據,可讓決策者和評估者快速、直觀地了解智慧化對城市環境、城市運行等狀態的提升效果,評判智慧項目的建設效益;實現城市數據挖掘分析,輔助政府在信息化、智慧化建設中的科學決策,避免走彎路或重復、低效建設。



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