上海杨浦大桥，主塔预应力束、斜拉索、横梁等设施实现数字编码，加装智能传感设备，“数字体征”一目了然；“泉城”济南，四维地质环境可视化信息系统平台，自动“剖切”地层结构、岩性、岩溶发育特征等信息，为轨道交通线路适宜性分析提供参考；“未来之城”雄安，物理城市与数字城市同步规划、同步建设，汇聚城市数据、统筹管理运营的信息“中枢”加快打造……一个个生动场景，映照着我国城市数字化转型的探索创新。

    数字孪生城市是实现数字化治理和发展数字经济的重要载体

    城市是一个复杂的开放性系统，既包括建筑、道路、管网等基础设施，也包括人车物、水电气等各类要素，其在物理空间上纵横交错，产生的数据信息纷繁复杂。数字孪生城市能够对城市的各种要素进行模拟和仿真，以信息的形式呈现物理空间和社会空间。这既能为交通信号控制优化、能源调度、重大项目周期管理、基础设施选址建设等提供指引，也可以对城市运行过程中可能出现的潜在风险进行智能预警，并提供及时反馈和对策建议。数字孪生城市通过对“虚拟”城市的分析、调控来优化现实城市的运转，有望让城市更“聪明”、推动治理变“智理”。

    数字孪生城市是实现数字化治理和发展数字经济的重要载体，更是未来城市提升长期竞争力、实现可持续发展的新型基础设施。《“十四五”数字经济发展规划》提出：“完善城市信息模型平台和运行管理服务平台，因地制宜构建数字孪生城市。”近年来，数字孪生城市已在国内不少地方落地，在“虚实结合”中极大提升了城市精细治理的效能。从这个意义说，数字孪生城市不仅是新一代信息技术在城市中的综合集成应用，也是一种新型城市建设和治理模式。

    当前，数字孪生城市建设仍处在基础建设阶段，在平台搭建、数据利用、场景应用、标准体系、运行体系等方面仍面临着问题与挑战。比如，数字孪生城市涉及的数据类型多、系统互联互通难度大。在推进数字孪生城市建设的过程中，既需要对这些“基础资料”统筹集纳和动态融合，也需要根据不同行业特点，对数据和知识进行语义分析并完成高效匹配。

    数字孪生基础平台服务商加快产品能力更新迭代演进

    数字孪生基础平台服务商升级延展基础能力。随着行业需求的爆发增长，现有基础平台服务商加快产品能力更新迭代演进，呈现三大方向

    一是提供更高效、安全的底层数据治理和接口能力，阿里云[ Ganos V5.0重磅升级，走向孪生全空间数据库]、泰瑞数创、奥格科技等企业通过语义实体建模技术，基于数字孪生体数据库进行数据融合和管理。

    二是提供更丰富、系统的低代码、组件化平台能力，优锘科技、51WORLD、飞渡科技等企业开放PaaS平台，对外提供更多的“预制件”数字资产，便于应用组件式构建，以及数字资产运营变现。

    三是提供面向更多行业应用场景的业务支撑能力与统一格式，英伟达推出多GPU支持的开放式云原生平台Omniverse，并通过USD统一数据格式进一步增强其建模与服务的通用性，2022年以来平台组件所连接的跨行业应用增长了10倍。微软提出了数字孪生定义语言(DTDL)，预定义数字孪生描述模型，加速数字孪生解决方案开发。

    数字孪生技术企业加大对ToB、ToC服务供给。数字孪生城市相关企业依托自身优势，推出虚拟现实、增强现实、元宇宙等体验类产品，着力拓展面向企业和个人的数字孪生体验服务。优锘科技打造物联产业元宇宙平台“物联森友会”，面向企业提供从设备选型、方案设计、方案展示、智能运营管理的全生命周期制作工具。百度、51WORLD等企业搭建沉浸式元宇宙展厅、会议、展览等服务，提升用户虚拟与现实融合体验。

    数字孪生在智慧城市中的应用案例

    城市规划与设计：通过数字孪生模型，城市规划师可以在虚拟环境中进行城市设计和规划，评估不同布局和政策的影响，实现更合理和可持续的城市规划。

    交通管理与优化：数字孪生可以模拟城市交通流量和拥堵情况，帮助交通管理部门制定合理的交通策略，优化交通流动，提高交通效率。

    能源消耗和环境保护：数字孪生技术在能源领域的应用可以帮助智慧城市实现能源消耗的精细化管理。通过模拟能源系统的运行，数字孪生可以优化能源供应和分配，减少能源浪费，提高能源利用效率。同时，数字孪生还可以监测环境指标如空气质量、噪音水平等，帮助城市管理者及时采取措施，改善环境质量，提升居民生活品质。

    尽管数字孪生技术在智慧城市中具有巨大潜力，但其应用还面临一些挑战。其中包括数据隐私与安全问题、模型建立与更新的复杂性以及技术成本等。然而，随着技术的不断进步和经验的积累，这些挑战逐渐得到克服。

    展望未来，智慧城市的数字孪生应用将呈现更广阔的发展前景。随着5G、物联网、人工智能等技术的发展，数字孪生技术将更加普及和成熟。智慧城市将通过数字孪生的实时监测和智能优化，实现资源的高效利用、环境的可持续发展以及居民生活的提升。

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