隨著信息化、數(shù)字化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，杭州在智慧城市建設(shè)上也進(jìn)行了一次又一次的迭代升級，剛剛閉幕的杭州市第十三次黨代會中提出，杭州要加快建設(shè)新型智慧城市，推動數(shù)字孿生城市建設(shè)取得重大突破，構(gòu)建城市運(yùn)行數(shù)字體征體系。目前，杭州在城市大腦、數(shù)字孿生社區(qū)的建設(shè)中已經(jīng)取得一定成效，數(shù)字孿生城市作為新的城市發(fā)展模式，由探索實(shí)踐期進(jìn)入全面推廣建設(shè)階段。
一、數(shù)字孿生城市
數(shù)字孿生是利用感知設(shè)備實(shí)時采集、傳輸物理世界或?qū)嶓w系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，匯聚整合多源數(shù)據(jù)，利用相關(guān)算法完成物理世界到虛擬空間的仿真映射。簡單來說，數(shù)字孿生是對物理世界或?qū)嶓w的數(shù)字映射。數(shù)字孿生理論應(yīng)用在智慧城市建設(shè)中，衍生出"數(shù)字孿生城市"概念，這一概念最早由中國信息通信研究院的專家提出。
基于數(shù)字孿生技術(shù)的智慧城市建設(shè)是以數(shù)字孿生作為未來智慧城市運(yùn)轉(zhuǎn)的理論基礎(chǔ)，通過匯聚整合多源數(shù)據(jù);探索梳理業(yè)務(wù)流程和需求，充分運(yùn)用不斷涌現(xiàn)的新思路、新方法、新模式，完美搭建與物理世界同步的數(shù)字虛擬空間，支持對真實(shí)世界進(jìn)行實(shí)時預(yù)測、推演、輔助決策，提高城市整體的運(yùn)行效率，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生城市的建設(shè)。
專家普遍認(rèn)為，數(shù)字孿生城市是數(shù)字城市建設(shè)的新高度，也是智慧城市建設(shè)的新形態(tài)，數(shù)字孿生賦予智慧城市建設(shè)新的技術(shù)能力和基礎(chǔ)設(shè)施支撐，將引領(lǐng)智慧城市建設(shè)進(jìn)入新的發(fā)展階段。
二、相關(guān)模型
數(shù)字孿生城市通過創(chuàng)建一個虛擬的智慧城市，進(jìn)而對城市中各個要素（比如建筑、交通、能源、醫(yī)療等）進(jìn)行監(jiān)測、模擬仿真、分析和預(yù)測等，從而提出符合智慧城市建設(shè)的規(guī)劃以及智慧城市應(yīng)用的各種解決方案，其中需要3S空間信息技術(shù)、人工智能技術(shù)、三維模型、建筑信息模型（BIM）以及城市智能模型（CIM）等多種技術(shù)的支撐。
BIM，即建筑信息模型（Building Information Modeling），是一種數(shù)字信息的應(yīng)用，并可以用于設(shè)計、建造、管理的數(shù)字化方法。這種方法支持建筑工程的集成管理環(huán)境，可以使建筑工程在其整個進(jìn)程中顯著提高效率、大量減少風(fēng)險。
CIM，即城市信息模型（City Information Modeling），是以城市信息數(shù)據(jù)為基數(shù)，建立起三維城市空間模型和城市信息的有機(jī)綜合體。從范圍上講，CIM是大場景的GIS數(shù)據(jù)+小場景的BIM數(shù)據(jù)+物聯(lián)網(wǎng)的有機(jī)結(jié)合。
三、城市規(guī)劃中的應(yīng)用
01
雄安新區(qū)規(guī)劃建設(shè)BIM管理平臺
由于雄安新區(qū)規(guī)劃建設(shè)、發(fā)展得相對較晚，因此其發(fā)展過程中大多沿用較新的技術(shù)與理念，BIM與CIM模型被提到了很高的重視程度。在雄安，規(guī)劃師們正在探索一種新的城市成長方式：在實(shí)體城市建設(shè)的同時，同步建成一座全時空感知、全要素聯(lián)動、全周期迭代的虛擬城市。
全時空感知。規(guī)劃過程中采取GIS和BIM融合的數(shù)字技術(shù)記錄新區(qū)成長的每一個瞬間，跟隨新區(qū)滄海變桑田的全過程，逐步建成一個與實(shí)體城市完全鏡像的虛擬世界。在這里，大到一個社區(qū)，小到一扇門窗，每一個空間單元都有自己的身份證和屬性表，隨時可以找到它的位置，查詢到它的前世今生。
全要素聯(lián)動。在這里，管理者和規(guī)劃師們不僅能看到未來城市的樣貌，而且通過對世界各類城市海量數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，建立起一套規(guī)則來預(yù)先檢驗(yàn)將要在實(shí)體城市中落地的所有決策，在花第一分錢、動第一撬土、建第一棟房子之前預(yù)判其功效。在未來，我們還將接入雄安實(shí)時物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，讓這個虛實(shí)雙生的城市，每一處局部變化都知曉對整體格局的影響、每一個宏觀決策都充滿對個體感受的關(guān)懷。
全周期迭代。規(guī)劃師們?yōu)槌鞘薪⒘烁兄?體檢-預(yù)警-更新的智能迭代系統(tǒng)以及開放-眾籌-信用-交易的眾智創(chuàng)新體系。數(shù)字的聚集和共享不僅僅帶來機(jī)器的智能，更重要的是開啟大眾的智慧。
整體來說，雄安的數(shù)字孿生城市立足建立全周期、全時空、全要素、全過程的數(shù)字信息系統(tǒng)，其核心是優(yōu)化時空資源配給，特別是從時間的維度去重新審視空間資源的配置，建立起實(shí)時協(xié)同反饋的規(guī)劃與治理模式。
02
杭州都市圈“新城建”
相比雄安新區(qū)的穩(wěn)健建設(shè)，杭州都市圈的建設(shè)更加新穎，也更加快速。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在全國選定了16 個首批"新城建"試點(diǎn)城市，杭州作為其中之一，目前開展了這三方面的工作∶CIM平臺、數(shù)字孿生城市（未來社區(qū)和未來城市）和城市大腦。
打造城市級 CIM平臺。杭州將要對市政基礎(chǔ)設(shè)施三維全息建模，對城市主要的建筑、道路、園區(qū)、給排水設(shè)施等實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)覆蓋，將物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時動態(tài)數(shù)據(jù)與CIM數(shù)據(jù)結(jié)合，從而達(dá)到實(shí)時收取數(shù)據(jù)的目的。
基于BIM+GIS建設(shè)數(shù)字孿生社區(qū)、數(shù)字孿生城市。在浙江已經(jīng)建成的蕭山七彩未來社區(qū)，已經(jīng)能真實(shí)看一個萬物互聯(lián)的虛擬城市雛形。其通過建筑信息模型(BIM)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)等數(shù)字化技術(shù)，搭建了一個映射真實(shí)社區(qū)狀態(tài)的數(shù)字孿生社區(qū)。數(shù)字孿生社區(qū)精確到每一個空間，把這個空間所有的業(yè)態(tài)情況，如租賃、能耗、水電等情況進(jìn)行虛擬化統(tǒng)一管理。
為城市大腦立法。2016年4月，杭州首創(chuàng)城市大腦，開啟城市數(shù)字治理的新征程。目前杭州城市大腦中樞已經(jīng)從1.0版本更迭到3.0版本，已建成涵蓋公共交通、城市管理、衛(wèi)生健康、基層治理等11大系統(tǒng)的城市大腦核心架構(gòu)，建成155個數(shù)字駕駛艙、48個應(yīng)用場景，依托城市大腦率先開發(fā)和應(yīng)用“杭州健康碼”“親清在線”等數(shù)字平臺，實(shí)現(xiàn)了決策科學(xué)化、治理高效化、服務(wù)精準(zhǔn)化?！逗贾莩鞘写竽X賦能城市治理促進(jìn)條例》是我國第一部數(shù)智城市的地方立法。首次將數(shù)字經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的相關(guān)基礎(chǔ)性概念上升為法律概念，聚焦數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)資源兩大支撐和數(shù)字產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、治理數(shù)字化三大重點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)一系列具體制度，規(guī)定一系列激勵保障措施。
四、結(jié)語
對規(guī)劃師和管理者來說，通過在數(shù)字孿生城市模型上仿真試錯,提前了解城市特性,評估規(guī)劃和建設(shè)效果,能夠以更低的成本快速推動城市規(guī)劃建設(shè)落地,并實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃自動修正,城市建設(shè)全程可控,城市運(yùn)行精準(zhǔn)呈現(xiàn)，形成規(guī)劃一張圖、建設(shè)監(jiān)管一張網(wǎng)、城市治理一盤棋的新格局。
對廣大市民而言，數(shù)字孿生城市將同步拓展公共服務(wù)、商業(yè)辦公等系統(tǒng)，打造智慧服務(wù)、智慧營商等平臺，以及對應(yīng)的應(yīng)用場景，通過技術(shù)創(chuàng)新給人們帶來更有溫度、更有質(zhì)量的生活體驗(yàn)。
基于CIM平臺的數(shù)字孿生城市最終將會提升并重塑人們對于城市或者對于未來的感知、認(rèn)知、體驗(yàn)、決策能力，孕育出更多的未來使用場景，挖掘更多的未來發(fā)展維度，催生更多的未來創(chuàng)意想法，最終加速實(shí)體城市社會的演進(jìn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]李媛媛. 國土空間規(guī)劃全生命周期管控指標(biāo)體系思考——以雄安數(shù)字孿生城市建設(shè)實(shí)踐為例[C]//創(chuàng)新技術(shù)·賦能規(guī)劃·慧享未來——2021年中國城市規(guī)劃信息化年會論文集.,2021:8-12.DOI:10.26914/c.cnkihy.2021.045103.
[2]許濤,都嘉城,鄧靖凡,吳婉琳,支昊寧,周雙敏,王苗. 數(shù)字孿生城市研究進(jìn)展及其在國土空間規(guī)劃中的應(yīng)用[C]//創(chuàng)新技術(shù)·賦能規(guī)劃·慧享未來——2021年中國城市規(guī)劃信息化年會論文集.,2021:19-28.DOI:10.26914/c.cnkihy.2021.045105.
[3]安莉佳,于鵬. 基于數(shù)字孿生技術(shù)的新型智慧城市建設(shè)[C]//創(chuàng)新技術(shù)·賦能規(guī)劃·慧享未來——2021年中國城市規(guī)劃信息化年會論文集.,2021:200-205.DOI:10.26914/c.cnkihy.2021.045127.
[4]邢文杰,王倩.智慧城市發(fā)展的杭州模式[J].浙江經(jīng)濟(jì),2021(01):53.
審核：毛燕武