在智慧城市建設的熱潮中，數(shù)字孿生正成為新的風口?！笆奈濉币?guī)劃綱要中明確提出，要探索數(shù)字孿生城市建設。上海、浙江、海南等省份，貴陽、南京、合肥、福州等城市，均出臺了以數(shù)字孿生城市為導向推進新型智慧城市建設的文件。
2010年，NASA首次提出了“數(shù)字孿生”的概念，之后迅速在科技圈掀起一股新的浪潮。Gartner在2017年和2018年連續(xù)將“數(shù)字孿生”列為十大技術(shù)趨勢之一。而當數(shù)字孿生和智慧城市相遇后，落地應用的火花也被引爆，數(shù)字孿生正式從技術(shù)概念演變?yōu)橐环N新的智慧城市建設路徑。
8月16日，數(shù)字政通發(fā)布了“晶石”孿生平臺及新城市大腦產(chǎn)品，融合數(shù)字政通在城市運行“一網(wǎng)統(tǒng)管”方面的業(yè)務能力，將孿生能力與實際業(yè)務訴求進行深度結(jié)合，并基于“晶石”孿生平臺打造新城市大腦，樹立起城市運行“一網(wǎng)統(tǒng)管”新標桿。在智慧城市建設如火如荼的當下，數(shù)字政通通過“晶石”孿生平臺進一步刷新了人們對于未來智慧城市的想象空間。
數(shù)字孿生，推動城市管理平臺創(chuàng)新
數(shù)字孿生，可以理解為現(xiàn)實世界的鏡像，在不改變城市物理空間的前提下，可以利用數(shù)字孿生技術(shù)打造出對應的虛擬數(shù)字世界。站在城市治理的角度看，數(shù)字孿生城市等于是現(xiàn)實世界的“操作系統(tǒng)”，其價值逐漸被越來越多人所認可。
數(shù)字政通高級副總裁 王洪深
數(shù)字政通高級副總裁王洪深介紹，智慧城市發(fā)展有三個階段：信息化、智能化、智慧化。第一個階段是信息化，把物理世界數(shù)字化建模，轉(zhuǎn)化為商用模型；第二個階段是智能化，實現(xiàn)基于一定規(guī)則的智能化，比如在交通場景中，可以根據(jù)車流情況控制交通信號燈；第三個階段是智慧化，還在探索，還有很長的路要走。數(shù)字孿生技術(shù)的應用，則讓智慧城市建設從智能化到智慧化的演進進入一個新的階段。
回顧數(shù)字孿生技術(shù)之前的城市治理，基本是以二維平面，且以地面以上為主。地上、地下結(jié)合度不夠，建筑物內(nèi)部架構(gòu)偏少。而且在細節(jié)、全空間管理特別是動態(tài)感知和實時的處事能力都還不足。例如，在城市遇有災情時，往往由于感知能力不足，導致災情處置不及時。為了解決這些問題，就需要對城市的空間平臺進一步的更新?lián)Q代，對于城市治理等都提出了進一步的創(chuàng)新和更新的需求。
王洪深介紹，數(shù)字政通發(fā)布的“晶石”孿生平臺，依托全空間、全要素、全過程從物理世界到數(shù)字世界的雙向映射理念，通過構(gòu)建城市在數(shù)字空間的三維模型來實現(xiàn)三維立體空間乃至地下空間的可視化管理，通過引入BIM技術(shù)，將城市信息管理的力度從城市部件、建筑整體延伸到了內(nèi)部構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)從宏觀到微觀，從L1-L5完整的、全面的建立起城市的框架，并且把城市的管理領域和實際業(yè)務需求相結(jié)合，融合IoT、視頻、全景、城市業(yè)務等數(shù)據(jù)，形成動態(tài)的、高度仿真的孿生城市，為城市管理提供更加科學、更加直觀的技術(shù)平臺，從而實現(xiàn)城市管理的創(chuàng)新。
三大先進性，賦予智慧城市新的生命力
數(shù)字政通聚焦城市管理二十載，從數(shù)字化城市管理到智慧化城市管理，空間維度的評價一直扮演著非常重要的角色。如果說此前數(shù)字政通通過實施網(wǎng)格化管理推進城市運行“一網(wǎng)統(tǒng)管”，抓住了城市治理“牛鼻子”。那么，新一代“晶石”孿生平臺則將賦予智慧城市新的生命力。
首先，與目前市場上常見的可視化平臺相比，“晶石”孿生平臺將GIS與游戲引擎做了一個非常深度的融合，實現(xiàn)了從數(shù)據(jù)、工具、渲染的完整的一個產(chǎn)品鏈條。王洪深介紹，“晶石”孿生平臺突破了原有的WebGL的傳統(tǒng)解決方案，采用最先進、最前沿的游戲引擎技術(shù)作為技術(shù)基座自研而成，通過全要素快速構(gòu)建能力，可實現(xiàn)對L1級（城市基礎地形模型）、L2級（城市白模）、L3級（建筑外觀模型）、L4級（城市部件模型）、L5級（城市樓體和室內(nèi)結(jié)構(gòu)模型）等三維模型的快速構(gòu)建。
其次，“晶石”孿生平臺具備全時空的精細仿真能力，實現(xiàn)對季節(jié)、氣象、晝夜、城市變遷、地上與地下設施等時空場景的精細仿真；通過引入時間的維度，構(gòu)建4D空間，模擬城市的春夏秋冬、風霜雨雪、晝夜變換，讓城市不僅局限于三維數(shù)據(jù)，還能夠體現(xiàn)其動態(tài)效果。同樣還可以基于規(guī)劃數(shù)據(jù)來推演城市的現(xiàn)在與未來。同時還可以支持地上、地下的一體化表達，實景和視頻[1] 也能夠非常容易的裝載于“晶石”孿生平臺之中。在CIM領域比較關注的BIM數(shù)據(jù)、IoT數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等也能夠在平臺中進行融合。
最后，“晶石”孿生平臺與城市運行“一網(wǎng)統(tǒng)管”需求深度融合，構(gòu)建可管理的“城市部件”“城市事件”“城市路燈”“城市道路”等城市運行管理三維應用場景，實現(xiàn)治理要素三維精細化表達，打造“可管理”的數(shù)字孿生平臺。王洪深表示，“在新城市大腦中，我們‘晶石’孿生平臺已經(jīng)實現(xiàn)了一百多種場景”。
總結(jié)來看，“晶石”孿生平臺具備更精細的自動化建模能力、更強大的渲染仿真能力、更快捷的數(shù)據(jù)共享能力、更全面的業(yè)務賦能能力，可以助力全國各地因地制宜快速升級基于“晶石”孿生平臺的新城市大腦應用，打造城市運行“一網(wǎng)統(tǒng)管”新標桿。
融入場景，讓城市大腦“好看”“好用”
城市大腦發(fā)展至今，已經(jīng)從單一的業(yè)務場景發(fā)展成了對多個場景的感知認知、探索自動決策和跨越協(xié)同的階段，在這個階段，有效數(shù)據(jù)的分析碰撞成為了一個非常核心的環(huán)節(jié)，空間數(shù)據(jù)無論是從數(shù)據(jù)分析還是從信息表達來看，都尤為重要。從這個意義上說，孿生平臺不是終點，而是新的起點。
“晶石”孿生平臺如何與城市大腦相融合？如何實戰(zhàn)？
發(fā)布會現(xiàn)場，數(shù)字政通副總裁吳江壽介紹了基于“晶石”孿生平臺的新城市大腦場景。依托升級后的“晶石”孿生平臺，數(shù)字政通將全面升級城市管理中的各類行業(yè)應用，深入管理過程的細節(jié)和末梢，在1:1還原的數(shù)字孿生場景基礎上，借助虛實結(jié)合、天空地一體化、預測分析等手段，助推城市精細化、智能化管理能力提升。
例如，在疫情防控中，針對于重點人群的管控，需要去摸排信息。在之前在二維地圖上，只能基于樓棟去建立的一些樓盤表，再關聯(lián)樓盤信息。但是在三維場景下，可以進行立體化的建模，直接生成樓棟里的單元、樓層等內(nèi)部結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)三維場景下的樓-房關聯(lián)，再通過關聯(lián)住戶的人口基本信息，就可以實現(xiàn)在三維場景下更好的開展精細化管理。
再以城市照明為例，通過對路燈桿進行建模，可以非常直觀地看到燈桿的分布、查看燈桿的運行狀態(tài)。除此之外，“晶石”孿生平臺還有特殊的用途，比如為有燈效的這類部件提供了夜景模型，將燈效與燈桿的運行狀態(tài)進行關聯(lián)，路燈出現(xiàn)了運行故障，在平臺中就會能直觀體現(xiàn)。
同樣城市橋梁也是城市管理中非常關注的重點，膠州灣跨海大橋全長30公里，“晶石”孿生平臺將橋梁模型和在橋梁上安裝的IoT設備進行了建模，同時將監(jiān)控到的實時的信息與模型進行疊加，實現(xiàn)了對橋梁運行狀態(tài)的精細化管理。
在數(shù)字政通看來，城市大腦的建設是不可能一蹴而就的，城市大腦的建設應該是邊應用邊探索，逐步把越來越多的管理對象，納入進來的過程，城市大腦也將成為驅(qū)動城市智慧化精準治理的利器。“晶石”孿生平臺融合數(shù)字政通在城市管理方面近20年的業(yè)務能力，將孿生平臺與城市精細化管理的業(yè)務訴求進行深度結(jié)合，讓平臺不僅是“好看”，而且“好用”。幫助政府和管理部門更精準、更高效地治理城市，為探索實現(xiàn)更加智能化、精細化、立體化城市管理提供更好的支撐，助力智慧城市建設。
來源：IT168
作者：盧敏