2023-01-10-中国信通院-数字孪生城市白皮书（2022年）_54页_2mb

数字孪生城市白皮书总结

核心内容

数字孪生城市是推动城市治理体系和治理能力现代化的重要方向，通过技术集成与多领域融合，实现城市全要素表达、业务预警预测、场景仿真推演、态势感知智能决策等能力。白皮书从发展综述、实施建议、建设展望三个方面系统分析了数字孪生城市的发展现状、实施路径与未来趋势。

主要观点

• 数字孪生城市进入深水区：数字孪生城市在技术体系、政策支持、产业布局、合作生态等方面逐步清晰，但面临“有表无里”“有静无动”等瓶颈问题。
• 技术体系逐步清晰：数字孪生城市技术构成包括标识感知、GIS与新型测绘、孪生建模、可视化渲染、仿真推演、交互控制六大板块。
• 政策环境持续优化：国家及地方政府出台多项政策，推动数字孪生城市建设，包括《“十四五”数字经济发展规划》《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划》等。
• 供给主体日益丰富：企业数量持续增长，战略调整聚焦，形成涵盖GIS、BIM、可视化、AI、IOT等领域的数字孪生技术供给体系。
• 学术研究活跃：全球数字孪生论文数量逐年增长，中国在该领域研究数量和占比持续领先，研究热点集中在城市仿真、智能制造、信息物理系统等领域。
• 标准与专利快速推进：行业标准和专利数量快速增长，尤其在城市、网络、水利、工业等领域，形成较为完整的数字孪生标准体系。
• 数字孪生体建设不足：当前数字孪生体存在语义化不足、数据融合不理想、技术与业务脱节等问题，亟需构建统一语义模型和数据融合机制。
• 数字孪生底座平台构建：通过“三横四纵”总体架构，构建城市级数字孪生底座平台，整合多引擎能力，形成全能力、服务型、低代码的平台体系。
• 多方协同机制推动建设：通过政企协同、共建平台公司等方式，实现数字孪生城市可持续运营。
• 成熟度评估模型构建：提出五级成熟度模型，从技术与平台、应用与场景、设施与数据、战略与人才、运营与安全五个维度评估数字孪生城市成熟度，促进以评促建。
• 未来发展趋势：数字孪生体将实现多源数据深度融合，数字孪生引擎将推动技术与产业变革，数字孪生应用场景将加速推进，助力中国式现代化。

关键信息

一、发展综述篇

• 技术体系：数字孪生技术经历了萌芽期、概念期、推广期、壮大期四个阶段，核心板块日渐清晰。
• 内涵认识：城市数字化转型进入“数字孪生驱动”阶段，从单行业、单技术向多技术、多数据融合。
• 政策环境：国家及地方政府出台多项政策支持数字孪生城市建设，形成政策部署与地方落地实践提速。
• 供给主体：数字孪生企业数量快速增长，市场潜力大，企业战略调整聚焦，技术融合深化。
• 产业布局：数字孪生基础平台服务商升级延展基础能力，形成低代码、组件化、跨行业服务供给。
• 合作生态：技术引擎融合加速，形成互补产品集成，推动数字孪生城市创新方案。
• 技术能力：低代码平台、自动化建模、泛在感知等技术降低应用门槛，提升模型供给能力。
• 学术科研：全球学术研究活跃，我国论文数量与占比持续领先，研究热点集中在城市仿真、智能制造等领域。
• 标准专利：数字孪生标准与专利数量快速增长，形成较为完整的标准体系，推动技术创新。
• 建设瓶颈：数字孪生体构建不足，数据融合不理想，技术与业务脱节，体系化不足，可持续运营乏力。

二、实施建议篇

• 总体架构更新：构建“三横四纵”总体架构，包括新型基础设施、智能运行中枢、孪生应用体系、组织保障体系、标准规范体系、网络安全防线、运营保障体系。
• 应用总体设计：明确总体设计在数字孪生城市建设中的定位，构建从愿景到项目的总体设计任务框架。
• 高价值场景驱动：识别并解剖具有高价值的数字孪生场景，如地下空间、危化品运输、路口拥堵、城市规划等。
• 数据融合治理：推进数字孪生体全要素分级分类表达与管理，建立统一语义融合模型，实现数据编织与可计算。
• 多引擎融合：集成GIS、BIM、IOT、游戏、VR、AI等引擎，形成全能力服务型平台。
• 多方协同机制：通过政企协同、共建平台公司等方式，推动数字孪生城市可持续建设与运营。
• 成熟度评估模型：建立五级成熟度共性模型，涵盖技术与平台、应用与场景、设施与数据、战略与人才、运营与安全五个维度，推动以评促建。

三、建设展望篇

• 多源数据融合：数字孪生体将实现多源异构数据深度融合，形成统一语义模型，推动数据组织应用调整。
• 多能引擎出现：基于统一语义表达，构建“多能”数字孪生引擎，推动技术与产业变革。
• 多跨场景推进：跨部门、跨行业、跨系统、跨平台的业务数据将实现共享与开发利用，推动城市整体智治。
• 数字资产运营：数字孪生体有望形成新型数字资产，通过加密、共享等方式促进数据高效运营。
• 新型基础设施：数字孪生底座平台将成为城市新型基础设施，推动政企共建、良性合作模式。

结构清晰总结

技术体系

• 数字孪生技术经历了四个发展阶段，当前技术构成清晰，涵盖标识感知、GIS与新型测绘、孪生建模、可视化渲染、仿真推演、交互控制六大板块。
• 数字孪生城市总体架构包括“三横四纵”，即新型基础设施、智能运行中枢、孪生应用体系、组织保障体系、标准规范体系、网络安全防线、运营保障体系。

内涵与政策

• 数字孪生城市推动城市数字化转型，进入“数字孪生驱动”阶段。
• 国家政策支持力度加大，地方实践加速，形成政策部署与地方落地实践提速。

供给与生态

• 数字孪生企业数量快速增长，市场潜力大，企业战略调整聚焦。
• 产业布局深化，服务对象扩展，形成低代码、组件化、跨行业服务供给。
• 合作生态融合，技术引擎融合加速，形成互补产品集成。

技术与能力

• 低代码平台、自动化建模、泛在感知等技术降低应用门槛，提升模型供给能力。
• 学术研究活跃，论文数量与占比持续领先，研究热点集中在城市仿真、智能制造等领域。
• 标准与专利快速增长，形成较为完整的标准体系，推动技术创新。

建设瓶颈与建议

• 数字孪生体构建不足，数据融合不理想，技术与业务脱节，体系化不足，可持续运营乏力。
• 实施建议包括总体架构更新、应用总体设计、高价值场景驱动、数据融合治理、多引擎融合、多方协同机制、成熟度评估模型等。

展望与趋势

• 多源数据融合、多能引擎出现、多跨场景推进将成为未来数字孪生城市发展的重点。
• 数字孪生体有望形成新型数字资产，促进数据高效运营。
• 数字孪生底座平台将成为城市新型基础设施，推动政企共建、良性合作模式。