2017年“數(shù)字孿生城市”概念被首次提出，2021年我國(guó)“十四五”國(guó)民經(jīng)濟(jì)規(guī)劃綱要明確提出“探索建設(shè)數(shù)字孿生城市”，2023年《數(shù)字中國(guó)建設(shè)整體布局規(guī)劃》再次提出“全面提升數(shù)字中國(guó)建設(shè)的整體性、系統(tǒng)性、協(xié)同性”以及“探索建設(shè)數(shù)字孿生城市”等要求。數(shù)字孿生城市建設(shè)已進(jìn)入快車道，成為實(shí)現(xiàn)城市治理現(xiàn)代化、培育新興產(chǎn)業(yè)集群、促進(jìn)數(shù)據(jù)要素價(jià)值化的重要抓手。數(shù)字孿生城市并非單一技術(shù)，而是融合了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、BIM、GIS、人工智能等多項(xiàng)前沿技術(shù)的巨技術(shù)，其難點(diǎn)主要聚焦在數(shù)據(jù)管理、信息模型和仿真分析三個(gè)環(huán)節(jié)，多技術(shù)融合，自下而上、由實(shí)入虛再入實(shí)，形成了支撐數(shù)字孿生城市技術(shù)理念的、運(yùn)行機(jī)制閉環(huán)的技術(shù)體系。
在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，場(chǎng)景是大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)在真實(shí)世界中的創(chuàng)造性應(yīng)用，可生成具有前沿性、科技感和變革性的生產(chǎn)生活方式。場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新模式逐步興起，它面向真實(shí)的市場(chǎng)需求，運(yùn)用商業(yè)化機(jī)制，以企業(yè)為主體，在商業(yè)爆發(fā)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)科技突破，從而推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的培育和城市的建設(shè)。國(guó)家重視場(chǎng)景創(chuàng)新，國(guó)民經(jīng)濟(jì)十四五規(guī)劃在數(shù)字化篇章中明確部署了十大數(shù)字化應(yīng)用場(chǎng)景，為十四五期間各地開(kāi)展智慧城市場(chǎng)景創(chuàng)新指明了方向。以北京、上海、重慶、合肥、杭州、南京等為代表，已經(jīng)有大量先進(jìn)城市啟動(dòng)了場(chǎng)景工作，圍繞城市建設(shè)、企業(yè)培育、產(chǎn)業(yè)促進(jìn)挖掘并開(kāi)放場(chǎng)景機(jī)會(huì)，與新經(jīng)濟(jì)企業(yè)開(kāi)展場(chǎng)景創(chuàng)新合作。目前，場(chǎng)景創(chuàng)新應(yīng)用整體上處于起步階段，很多城市對(duì)于場(chǎng)景設(shè)計(jì)和建設(shè)缺乏科學(xué)、全面的認(rèn)識(shí)，各地場(chǎng)景清單發(fā)布缺乏系統(tǒng)性思維，因此需要通過(guò)系統(tǒng)有效的方法來(lái)開(kāi)展數(shù)字孿生場(chǎng)景的頂層設(shè)計(jì)、確保數(shù)字孿生場(chǎng)景建設(shè)的科學(xué)性、合理性、實(shí)用性和長(zhǎng)遠(yuǎn)性。
為了更好地推進(jìn)我國(guó)智慧城市的建設(shè)，制定一套較為穩(wěn)定的、通用的、可擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范數(shù)字孿生場(chǎng)景建設(shè)基本的要求和要素，為數(shù)字孿生場(chǎng)景設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。京東城市（北京）數(shù)字科技有限公司、中國(guó)雄安集團(tuán)數(shù)字城市科技有限公司、中關(guān)村智慧城市產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、中電太極（集團(tuán)）有限公司、廣聯(lián)達(dá)科技股份有限公司、軟通智慧科技有限公司、北京市長(zhǎng)城企業(yè)戰(zhàn)略研究所、中國(guó)聯(lián)通智能城市研究院、中乾思創(chuàng)（北京）科技有限公司、上海市城鄉(xiāng)建設(shè)和交通發(fā)展研究院、北京中超偉業(yè)信息安全技術(shù)股份有限公司、潤(rùn)建股份有限公司、北京數(shù)字政通科技股份有限公司、江蘇為恒智能科技有限公司、北京玖典科技發(fā)展有限公司、包頭北方安全防護(hù)裝備制造有限公司、、武漢市工程科學(xué)技術(shù)研究院以及北京航空航天大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、北京郵電大學(xué)等產(chǎn)學(xué)研單位聯(lián)合成立標(biāo)準(zhǔn)編制組。
該標(biāo)準(zhǔn)確立了數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)的總體原則、技術(shù)框架，規(guī)定了數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景的設(shè)計(jì)基本過(guò)程和分類。適用于指導(dǎo)數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景方案的設(shè)計(jì)，也可作為大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)的參考材料。系統(tǒng)的提出了數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景技術(shù)框架體系。
圖 智慧城市數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景框架圖
該框架體系按照《數(shù)字中國(guó)建設(shè)整體布局規(guī)劃》發(fā)展要求，應(yīng)從數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字政務(wù)、數(shù)字文化、數(shù)字社會(huì)、數(shù)字生態(tài)文明五大領(lǐng)域推進(jìn)數(shù)字孿生場(chǎng)景應(yīng)用設(shè)計(jì)：
a)數(shù)字經(jīng)濟(jì)：推動(dòng)數(shù)字技術(shù)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)、孿生可視化技術(shù)等對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行數(shù)據(jù)洞察，消除節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間的流程障礙和數(shù)據(jù)障礙，加快數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，為企業(yè)數(shù)字化、行業(yè)數(shù)字化、數(shù)據(jù)要素管理，及金融服務(wù)等提供有效的信息上傳、沉淀、分析與傳遞，發(fā)展壯大數(shù)字企業(yè)；
b)數(shù)字政務(wù)：利用城市信息建模技術(shù)（CIM）技術(shù)實(shí)現(xiàn)BIM、GIS、IOT數(shù)據(jù)融合，構(gòu)建智慧城市數(shù)字空間，促進(jìn)信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)按需共享、業(yè)務(wù)高效協(xié)同，實(shí)現(xiàn)對(duì)政府部門管轄的各類對(duì)象和數(shù)據(jù)進(jìn)行場(chǎng)景化展示，實(shí)現(xiàn)從省、市、區(qū)縣、園區(qū)到重點(diǎn)建筑的逐級(jí)可視，實(shí)現(xiàn)對(duì)地理信息底圖、道路、建筑、水系、等高線地形、重點(diǎn)建筑等的三維可視，提升智慧城市IOC管理人員對(duì)市政規(guī)劃、工地建設(shè)、安防應(yīng)急、社區(qū)管理等業(yè)務(wù)監(jiān)控管理效率，支撐社會(huì)治理管理輔助決策，提升數(shù)字化服務(wù)水平；
c)數(shù)字文化：利用物聯(lián)感知設(shè)備、數(shù)字孿生技術(shù)等集成實(shí)體物理信息、歷史文化信息、環(huán)境監(jiān)測(cè)信息等，服務(wù)數(shù)字化教學(xué)、數(shù)字化展品、館藏文物科學(xué)保護(hù)等，賦能文化價(jià)值在當(dāng)代社會(huì)的傳承和推廣，推進(jìn)形成線上線下一體的國(guó)家文化大數(shù)據(jù)體系，提升數(shù)字文化服務(wù)能力；
d)數(shù)字社會(huì)：利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、三維可視化技術(shù)等與各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、實(shí)際業(yè)務(wù)場(chǎng)景融合，打造可視化數(shù)據(jù)建模、仿真分析等支撐工具，實(shí)現(xiàn)交通、醫(yī)療、教育、旅游等場(chǎng)景的數(shù)據(jù)全息可視化感知、運(yùn)營(yíng)綜合調(diào)度等運(yùn)營(yíng)管理能力提升，打造智慧便民生活圈、新型數(shù)字消費(fèi)業(yè)態(tài)、面向未來(lái)的智能化沉浸式服務(wù)體驗(yàn)促進(jìn)數(shù)字公共服務(wù)普惠化；
e)數(shù)字生態(tài)文明：在城市三維場(chǎng)景中展示各基礎(chǔ)設(shè)施部件的空間分布和密度情況，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)設(shè)備設(shè)施的狀態(tài)數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)智能監(jiān)控、分析及挖掘，并利用數(shù)字孿生推演模型實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境、防汛智能預(yù)測(cè)，構(gòu)建智慧高效的生態(tài)環(huán)境信息化體系，支撐執(zhí)行決策。
同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)提出智慧城市數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的方法流程，為系統(tǒng)開(kāi)展應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)提供咨詢方法論。數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)在智慧城市建設(shè)總體目標(biāo)的指導(dǎo)下，分析數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)，自頂向下將目標(biāo)層層分解，實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生技術(shù)與智慧城市建設(shè)的結(jié)合；數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)基本過(guò)程可分為需求分析、總體設(shè)計(jì)、場(chǎng)景設(shè)計(jì)、實(shí)施路徑等四項(xiàng)活動(dòng)；在開(kāi)展總體設(shè)計(jì)、場(chǎng)景設(shè)計(jì)、實(shí)施路徑設(shè)計(jì)三項(xiàng)活動(dòng)的過(guò)程中，應(yīng)針對(duì)上一項(xiàng)活動(dòng)的輸出內(nèi)容進(jìn)行檢驗(yàn)并反饋。
圖 數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)基本過(guò)程
針對(duì)需求分析、總體設(shè)計(jì)、場(chǎng)景設(shè)計(jì)、實(shí)施路徑等四項(xiàng)活動(dòng)，該標(biāo)準(zhǔn)明確了開(kāi)展各項(xiàng)活動(dòng)的方法流程和具體工作。如今,不斷創(chuàng)新的場(chǎng)景正引領(lǐng)未來(lái)科技創(chuàng)新和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展,受到各地、各部門和產(chǎn)業(yè)界的高度重視?！吨腔鄢鞘袛?shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)要求》標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，有助于各地系統(tǒng)、科學(xué)開(kāi)展應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)和建設(shè)工作，形成一套科學(xué)的方法論和行之有效的實(shí)施策略，使得場(chǎng)景能夠真正發(fā)揮促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化、培育科技企業(yè)成長(zhǎng)和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要作用。
