第五屆中國(guó)智能建筑節(jié) 建設(shè)新型智慧城市

??如果將城市看作一個(gè)龐大的生命體，隨著5G、大數(shù)據(jù)、AI等技術(shù)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的“數(shù)據(jù)感應(yīng)神經(jīng)元”正在觸達(dá)城市的末梢角落。利用高精度傳感器、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，構(gòu)建城市超腦和數(shù)字虛擬空間，對(duì)城市進(jìn)行精細(xì)化管理，已是大勢(shì)所趨。

??第五屆(2020)中國(guó)智能建筑節(jié)上，中國(guó)工程院院士鐘山先生帶來(lái)《發(fā)展數(shù)字孿生(DT)，建設(shè)新型智慧城市》的主題分享，對(duì)數(shù)字孿生在智能建筑領(lǐng)域、智慧城市建設(shè)領(lǐng)域的沿襲、發(fā)展和應(yīng)用趨勢(shì)做了深度分享。下面就讓我們跟隨院士的腳步，共同進(jìn)入數(shù)字化虛擬世界!

??以下內(nèi)容根據(jù)鐘山院士在第五屆中國(guó)智能建筑節(jié)上的演講整理而成

??大家好。今天我要和大家談一談數(shù)字孿生與智慧城市的發(fā)展。一共包括五個(gè)內(nèi)容。第一個(gè)內(nèi)容，我想簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)數(shù)字孿生的發(fā)展態(tài)勢(shì)

??一、數(shù)字孿生發(fā)展態(tài)勢(shì)

??1、數(shù)字孿生發(fā)展脈絡(luò)

??數(shù)字孿生的發(fā)展可以從生理孿生說(shuō)起。生理孿生，是物種起源，大概在20世紀(jì)60年代，發(fā)展到物理的孿生，21世紀(jì)初，大家比較重視研究數(shù)字孿生。

??2、數(shù)字孿生定義內(nèi)涵

??數(shù)字孿生的定義，就是通過(guò)對(duì)現(xiàn)代物理世界的人、機(jī)、物等所有要素進(jìn)行數(shù)字化，形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)空間，可以與物理世界完全對(duì)應(yīng)，這是虛擬世界。虛擬信息空間世界與現(xiàn)實(shí)物理空間世界具有虛實(shí)映射，操控演化。

??從云計(jì)算平臺(tái)(城市重要基礎(chǔ)設(shè)施，政府、企業(yè)乃至個(gè)人廣泛使用)、大數(shù)據(jù)(城市重要資產(chǎn)、戰(zhàn)略資源，基于大數(shù)據(jù)分析的智能決策應(yīng)用不斷涌現(xiàn))、(移動(dòng))互聯(lián)網(wǎng)(公眾獲取城市生活服務(wù)的重要優(yōu)先渠道，也是延伸服務(wù)的重要手段)、物聯(lián)網(wǎng)(推動(dòng)萬(wàn)物互聯(lián)成為現(xiàn)實(shí)，廣泛應(yīng)用于城市治理領(lǐng)域的感知監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集等)、人工智能(基于深度學(xué)習(xí)的人工智能應(yīng)用可精準(zhǔn)預(yù)測(cè)城市問(wèn)題，極大提升市民體驗(yàn))到數(shù)字孿生，發(fā)展到現(xiàn)在，我們說(shuō)數(shù)字孿生的城市，它能夠——虛擬服務(wù)現(xiàn)實(shí)、模擬仿真決策、智能化發(fā)展——

??見微知著，睹始知終

??過(guò)去可追溯

??未來(lái)可預(yù)期

??當(dāng)下知冷暖

??盡在掌握，皆可掌控

??管理扁平化

??服務(wù)一站式

??信息多跑路

??人力少跑腿

??在智慧城市里，我們主要要解決效率問(wèn)題、精度問(wèn)題、內(nèi)核問(wèn)題、場(chǎng)景問(wèn)題。

??效率問(wèn)題：物理城市到數(shù)字孿生城市的重構(gòu)，提升效率;

??精度問(wèn)題：L5毫米級(jí)高精度標(biāo)準(zhǔn)，成本低;

??內(nèi)核問(wèn)題：真實(shí)世界的運(yùn)行規(guī)律無(wú)誤地進(jìn)行虛擬映射;

??場(chǎng)景問(wèn)題：不同城市功能所遇到的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化解決。

??數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景

??數(shù)字孿生已經(jīng)在新加坡、法國(guó)、加拿大、我國(guó)的雄安新區(qū)、杭州等地展開實(shí)踐，我們說(shuō)，數(shù)字孿生的應(yīng)用場(chǎng)景就是物理世界與數(shù)字世界之間融合，其根本是DT(數(shù)字孿生)和CPS(信息空間與物理空間融合)相融合，是高度集成發(fā)展的。

??所以，數(shù)字孿生城市必須開發(fā)建設(shè)多場(chǎng)景。這里面，我想特別介紹建筑。建筑也是數(shù)字孿生的場(chǎng)景之一，是城市的基石，也是發(fā)展的前提，今天是第五屆中國(guó)智能建筑節(jié)，我們發(fā)展建筑的智能化，促進(jìn)提升智慧城市的建設(shè)。數(shù)字孿生，就是建筑數(shù)字化轉(zhuǎn)換的重要抓手。

??二、發(fā)展數(shù)字孿生應(yīng)用于智慧城市的基本要點(diǎn)

??學(xué)習(xí)開發(fā)新一代IT，拓展現(xiàn)代信息化/工業(yè)化/城市化

??以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、AI、量子信息、移動(dòng)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈為代表的新一代信息技術(shù)，正在對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)激發(fā)引領(lǐng)、帶動(dòng)和演化科技革命、產(chǎn)業(yè)變革的重大作用，所以，我們要強(qiáng)力開拓現(xiàn)代信息化向縱深發(fā)展，向信息化/智能化發(fā)展。

??“三元空間”“兩化融合”深度協(xié)調(diào)發(fā)展

??主動(dòng)積極推動(dòng)“三元空間”(物理空間、人文空間、信息空間)(PHC)運(yùn)籌協(xié)調(diào)、深度融合，以信息空間廣泛滲透嵌入到物理空間和人類社會(huì)空間，讓人、機(jī)、物實(shí)現(xiàn)社會(huì)中的動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)、交互、三維立體呈現(xiàn)可視化管理，提升城市和產(chǎn)業(yè)的智能化水平。

??我們要把現(xiàn)代信息化與工業(yè)制造、城市治理的全過(guò)程、全環(huán)節(jié)、全要素多方面、多系統(tǒng)進(jìn)行融合、優(yōu)化、協(xié)調(diào)、共享，由此可以輻射和滲透整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)各方面，深度改變?nèi)嗣竦纳a(chǎn)、工作、思維、生活等方式，從而把工業(yè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)演變到數(shù)字經(jīng)濟(jì)社會(huì)。

??應(yīng)用數(shù)字孿生的思路

??以兩界映射、虛實(shí)交互為基點(diǎn)，焦點(diǎn)融合：精虛軟控(精度化、虛擬化、軟件化、控制化)、操控演化，發(fā)展新型智慧城市，提升智能化水平。

??這是智慧城市數(shù)字孿生的基本點(diǎn)。

??三、深化DT與IT融合，創(chuàng)建城市一體化服務(wù)平臺(tái)

??發(fā)展DT/仿真，強(qiáng)化大數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)用

??DT、仿真技術(shù)與大數(shù)據(jù)密切融合，推動(dòng)城市政務(wù)、治理、制造等服務(wù)新動(dòng)能。

??大數(shù)據(jù)發(fā)展研究與應(yīng)用

??1.政務(wù)大數(shù)據(jù)應(yīng)用

??2.大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略

??3.城市建設(shè)投融資

??4.政務(wù)大數(shù)據(jù)平臺(tái)

??5.智慧城市中治理應(yīng)用

??6.大數(shù)據(jù)與制造業(yè)變革轉(zhuǎn)型升級(jí)

??7.大數(shù)據(jù)跟蹤研究

??DT與大數(shù)據(jù)融合，推動(dòng)城市服務(wù)新動(dòng)能，引發(fā)新變革

??如今，全球數(shù)據(jù)爆發(fā)增長(zhǎng)，海量集聚，特別在我國(guó)引發(fā)大數(shù)據(jù)的新時(shí)代。顯示以信息/數(shù)據(jù)/知識(shí)為關(guān)鍵要素，將物質(zhì)形態(tài)資源與非物質(zhì)形態(tài)資源深度融合，全面提升全要素生產(chǎn)率，發(fā)展以創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享為特征的數(shù)字經(jīng)濟(jì)，推動(dòng)城市社會(huì)的新功能，新變革。

??在城市大力發(fā)展大數(shù)據(jù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”、人工智能、推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)資源管理體系的協(xié)調(diào)性、開放性、共享性，打破城市傳統(tǒng)管理和制造業(yè)，重點(diǎn)發(fā)展DT，強(qiáng)調(diào)提質(zhì)增效、融合共贏，衍生出共享經(jīng)濟(jì)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)，推動(dòng)城市在高質(zhì)量、高效率、高動(dòng)力的變革。

??智慧城市社會(huì)是一個(gè)十分復(fù)雜、科學(xué)、生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展的特大系統(tǒng)工程?，F(xiàn)今開發(fā)DT，發(fā)展大數(shù)據(jù)、城市的政務(wù)中心，推進(jìn)政府決策科學(xué)化、社會(huì)治理精準(zhǔn)化、公共服務(wù)高效化;構(gòu)建以DT+大數(shù)據(jù)為主，實(shí)踐探索兩化深度融合，兩向映射、兩界演化的城市綜合管理服務(wù)平臺(tái)，逐步打造人、機(jī)、物全面互聯(lián)新網(wǎng)絡(luò)，多方面實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展，建立新型智慧城市的生態(tài)體系，融現(xiàn)社會(huì)的新變革。

??發(fā)展數(shù)字孿生推動(dòng)城市治理服務(wù)新動(dòng)能，提升智能化

??城市綜合管理服務(wù)平臺(tái)

??1.綜合統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集平臺(tái)化

??2.數(shù)據(jù)資源統(tǒng)一整合共享平臺(tái)

??3.城市公共數(shù)據(jù)開放平臺(tái)化

??4.110報(bào)警對(duì)接

??5.城市信息基礎(chǔ)設(shè)施

??6.城市管理全要素?cái)?shù)據(jù)

??7.DT→數(shù)字化管理(DM)提升智能化水平

??在這樣一個(gè)智能服務(wù)平臺(tái)上，提升數(shù)字化的管理，主要是需要數(shù)字孿生的技術(shù)創(chuàng)新。

??應(yīng)用DT，發(fā)展綜合信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系的交互仿真，提升智能化

??將城市(社會(huì))進(jìn)行數(shù)字化一體化管理：即將感知(S)、分析(A)、服務(wù)(S~包括管理)、指揮(C)、監(jiān)察(S：監(jiān)控、監(jiān)測(cè))為五大領(lǐng)域進(jìn)行綜合統(tǒng)一數(shù)字化安全保障監(jiān)控管理。

??將城市(社會(huì))立體安防提升智能化水平，重視城市(社會(huì))三元空間深度融合，充分利用空天地電網(wǎng)一體化技術(shù)：

??1.感知測(cè)控精準(zhǔn)體系

??2.探測(cè)視頻監(jiān)督體系

??3.通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸體系

??4.信息資源整合共享體系

??5.指揮控制管理體系

??6.城市應(yīng)急處置體系

??把這些體系中技術(shù)不斷地深度進(jìn)行數(shù)據(jù)/模型/資源統(tǒng)一整合、協(xié)調(diào)互動(dòng)、優(yōu)化配置、綜合集成、創(chuàng)新應(yīng)用。將會(huì)以多方面、多形態(tài)、多模式的立體化安防體系中體現(xiàn)新動(dòng)能，提升智能化能力和水平。

??四、強(qiáng)化DT的數(shù)據(jù)/模型新模式，創(chuàng)建城市智能化基地

??建設(shè)發(fā)展“谷”“園”基地的新動(dòng)能、新模式，形成有特色、智能化的基地

??1、深入發(fā)展信息網(wǎng)絡(luò)空間與現(xiàn)實(shí)物理世界融合，應(yīng)用數(shù)字孿生的基點(diǎn)，雙向映射、兩界演化;

??2、加快構(gòu)建現(xiàn)代化新型基地設(shè)施(5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等);

??3、突出AI發(fā)展創(chuàng)新(軟件定義網(wǎng)絡(luò)化SDN、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化NFV、邊緣計(jì)算EC、同步網(wǎng)、協(xié)管平面等);

??4、強(qiáng)化信息/數(shù)據(jù)/資源，建設(shè)智能化園區(qū)，發(fā)展聯(lián)盟基地;

??5、抓住新機(jī)遇，開發(fā)新思路，創(chuàng)造新動(dòng)力、新模式，建設(shè)有特色的新基地。

??積極創(chuàng)新，應(yīng)用現(xiàn)代化先進(jìn)感知技術(shù)

??1、多源、多通道、多波段的先進(jìn)傳感器：如SOC、RFID、MEMS、WSN以及雷達(dá)、電視、紅外、光學(xué)、激光等;

??2、關(guān)注傳感網(wǎng)：是滲透、注入物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)感知功能(全面感知、可靠傳輸、智能處置)的基礎(chǔ)能力;

??3、融合發(fā)展多維感知技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)跨界聯(lián)接、協(xié)同交互、數(shù)據(jù)交流的技術(shù)支撐，利于跨界融合、資源共享;

??4、現(xiàn)代化感知層+網(wǎng)絡(luò)層+認(rèn)知層+應(yīng)用層=萬(wàn)物感知

??強(qiáng)化異構(gòu)數(shù)據(jù)融合共享技術(shù)

??1、多異構(gòu)、多網(wǎng)絡(luò)、多系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源，交互融合;

??2、在人、機(jī)、物交互發(fā)展中，加強(qiáng)數(shù)據(jù)化進(jìn)程，呈現(xiàn)跨界融合，資源共享;

??3、不斷發(fā)展網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，提升物質(zhì)鏈、價(jià)值鏈水平，構(gòu)建智能開源生態(tài)體系;

??4、繼續(xù)關(guān)注知識(shí)特征、知識(shí)匹配、知識(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)等發(fā)展，將知識(shí)與信息的科學(xué)技術(shù)水平升華;

??數(shù)字孿生城市—智慧交通

??用互聯(lián)網(wǎng)浮動(dòng)車數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)路口、路段的車輛通行情況，統(tǒng)計(jì)路口延誤率、時(shí)空通行圖等相關(guān)指標(biāo)，在樣本量達(dá)到一定閾值時(shí)，可動(dòng)態(tài)地檢測(cè)和診斷交通問(wèn)題，合理制定相應(yīng)的信號(hào)配時(shí)方案，并自動(dòng)下發(fā)至路口的信號(hào)機(jī)運(yùn)行。該系統(tǒng)已在廣西柳州得到應(yīng)用。

??建設(shè)“基地”，著力拓展集群控制協(xié)同技術(shù)

??1、發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)，拓展開放、創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、交互、控制、共享等;

??2、虛實(shí)交互、精準(zhǔn)映射、動(dòng)態(tài)演化、“基地”提升;

??3、自主開發(fā)控制協(xié)同技術(shù)，在“基地”園林中構(gòu)建大小閉合回路的精細(xì)控制系統(tǒng)，執(zhí)行優(yōu)化的“感知/分析/執(zhí)行”，實(shí)現(xiàn)融合共享;

??4、強(qiáng)化集群共享：集群智能、快速響應(yīng)、優(yōu)化策略、開放共贏

??五、現(xiàn)代化數(shù)字孿生，建設(shè)新型智慧城市發(fā)展要點(diǎn)

??數(shù)字孿生的兩界映射、操控演化

??1.要把物理世界與數(shù)字世界通過(guò)數(shù)據(jù)反饋信息。

??2.新基建+新平臺(tái)=D/P數(shù)字孿生空間。

??新型智慧城市技術(shù)架構(gòu)

??新型智慧城市運(yùn)行架構(gòu)

??開發(fā)、拓展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、創(chuàng)造虛實(shí)兩化映射的數(shù)字孿生。建設(shè)智能化的新型現(xiàn)實(shí)城市。

??新型智慧城市的重要組成

??數(shù)字城市(數(shù)據(jù)匯集和貫穿的集成融合)+智慧場(chǎng)景(生產(chǎn)、生活、生態(tài)等場(chǎng)景智能化)+城市超腦(知識(shí)貫穿和系統(tǒng)發(fā)展的成長(zhǎng)能力)

??新型智慧城市發(fā)展特征

??DT城市主題：精、虛、軟、控

??精準(zhǔn)映射：基礎(chǔ)設(shè)施的全面數(shù)字化建模、城市運(yùn)行狀態(tài)的充分感知和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，形成虛擬城市在信息維度導(dǎo)航對(duì)實(shí)體城市的精準(zhǔn)信息表達(dá)和映射。

??虛實(shí)交互：在城市實(shí)體空間可觀察各類痕跡，在城市虛擬空間可搜索各類信息，虛實(shí)對(duì)應(yīng)，交互協(xié)同。

??軟硬仿真：針對(duì)物理城市建立相應(yīng)的虛擬模型，并以軟件的方式模擬城市人、事、物在真實(shí)環(huán)境下的行為，通過(guò)大數(shù)據(jù)計(jì)算模擬城市發(fā)展和演化趨勢(shì)。

??智能操控：通過(guò)數(shù)字孿生城市模擬、仿真、推演，提供合理可行的對(duì)策建議，優(yōu)化城市規(guī)劃和管理，關(guān)鍵在發(fā)展多樣式精細(xì)操作控制的閉合回路，提升智能化。

??構(gòu)建數(shù)字孿生市場(chǎng)的基本要求

??僅供參考，謝謝!

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