數(shù)字孿生與智慧城市如何融合

智慧城市是把新一代信息技術充分運用在城市中各行各業(yè)基于知識社會下一代創(chuàng)新（創(chuàng)新2.0）的城市信息化高級形態(tài)，實現(xiàn)信息化、工業(yè)化與城鎮(zhèn)化深度融合，有助于緩解“大城市病”，提高城鎮(zhèn)化質(zhì)量，實現(xiàn)精細化和動態(tài)管理，并提升城市管理成效和改善市民生活質(zhì)量。2014年，安東尼·湯森在《智慧城市》中寫道：數(shù)字變革并沒有使城市消失，世界各地的城市都在繁榮發(fā)展，因為新技術讓它們成為更具價值且更高效的場所。”

的確，隨著不同時代的新技術驅動，智慧城市的進程，也走過了幾個時代。從早期信息化時代的電子政務，再到云計算等互聯(lián)網(wǎng)技術驅動的數(shù)字城市，以及移動互聯(lián)網(wǎng)推動的無線城市等等。但遺憾的是，這些圍繞城市的IT投入，在不斷的重復建設，投入了大量資源，并在炒熱了智慧城市的概念之后，仍然鮮有成功的樣板。

正是為了解決智慧城市所面臨的各種各樣的難題，華為在高交會期間舉辦的華為智慧城市峰會2019上，正式發(fā)布智慧城市最新理念：“5G+AI，開啟智慧城市孿生新時代”。我們知道，無論是智慧城市，還是數(shù)字孿生本身都不是新鮮的概念，數(shù)字孿生的智慧城市的設計思路，也絕不是簡單的信息化覆蓋的過程，而是把城市規(guī)劃、建設、運營、治理的底層拉通，來解決城市面臨的所有具體問題。凱文·凱利曾多次提及“鏡像世界”的理念，這其實就是數(shù)字孿生的另一種表達方式，從這個角度看，華為所倡導的智慧城市的新孿生時代，何嘗不是用數(shù)字孿生，還原了一個智慧城市的“鏡像世界”。

智慧城市變革期之前，這些問題亟待解決

傳統(tǒng)的智慧城市的建設，通常是理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感。在2017年底，羅蘭貝格發(fā)布過一個關于智慧城市的報告，在考查了全球87個典型的智慧城市后，平均打分僅為37分（100分制）。過去很多智慧城市都是項目式的，從單純的建設角度解決了具體行業(yè)的智慧需要，但卻沒有從智慧城市的總體入手，很容易建成新的智慧“孤島”，這實際上與智慧城市的要求是背離的。在我看來，智慧城市并不是簡單的所有行業(yè)信息化的總和，它應該是對整個城市各行各業(yè)數(shù)字化能力的一次重塑，智慧城市所面臨的是系統(tǒng)性的難題，本來就不應從單個的點去突破。

簡單的說，目前智慧城市的問題主要有三個：

第一，缺乏頂層設計入手的建設理念。像智慧城市這樣一個龐大的工程，必須要有一個高屋建瓴式的頂層設計：要自上而下地規(guī)劃，從智慧城市的具體構想，到項目的執(zhí)行和評估標準，再到子系統(tǒng)的配合執(zhí)行、各環(huán)節(jié)的互聯(lián)互通、交叉信息的處理等等。所以，一個好的頂層設計，是智慧城市成功的先決條件。

其次，城市的復雜性遠遠超乎想象。任何一個城市都包含交通、教育、環(huán)保、通信、旅游、工商業(yè)等數(shù)十個行業(yè)，要維系城市的運轉，就必須將這么多個子系統(tǒng)都涵蓋其中。要讓這些各司其職的系統(tǒng)交匯并交融與協(xié)作，就需要在數(shù)據(jù)層面拉通，并通過一種“數(shù)字平臺”的建設來進行賦能。

第三，過去智慧城市建設的技術體系并不夠完善。以物聯(lián)網(wǎng)技術為例，它本身是好技術，但是為什么10多年過去了，物聯(lián)網(wǎng)項目反饋的效果都較差？因為感知只是第一步，通信是物聯(lián)網(wǎng)的瓶頸，再好的數(shù)據(jù)，如果傳不回去就失去了價值。不過我們也應該看到，隨著基礎設施云化，大數(shù)據(jù)、人工智能在各場景逐漸成熟，5G方興未艾，IOT漸入佳境。智慧城市建設的變革期也即將到來。

數(shù)字孿生與智慧城市如何更好融合？

簡單地說，數(shù)字孿生，是通過對物理世界的人、物、事件等所有要素數(shù)字化，在網(wǎng)絡空間再造一個與之對應的“虛擬世界”，由此形成物理維度上的實體世界和信息維度上的虛擬世界同生共存、虛實交融的格局，這是用數(shù)字化方式為物理對象創(chuàng)建虛擬模型，由此來模擬其在現(xiàn)實環(huán)境中的行為。

如果基于數(shù)字孿生城市技術，整體城市建設運營邏輯將完全重構，將重新定義物理城市與數(shù)字城市的關系。可以想象，未來的數(shù)字孿生城市會與真實城市1:1高擬真虛擬重建，從極致的城市場景和數(shù)據(jù)可視化、物聯(lián)控制，到仿真，到預測、決策，再到優(yōu)化治理的良性系統(tǒng)，提前預演城市建設方案以及仿真結果，來高效地指導真實城市建設。這是多么值得期待的未來。

而華為對“智慧城市孿生新時代”的定義則是：以5G和AI等科技手段重塑城市要素，標簽化、數(shù)字化、平臺化地實現(xiàn)物理城市的數(shù)字孿生鏡像;以城市數(shù)字平臺支撐城市服務重塑，服務數(shù)字化、智能化;以人為本，場景驅動，融合虛擬與現(xiàn)實，數(shù)字場景與物理場景融合化;城市數(shù)字孿生一體化，以新視角重塑城市規(guī)劃、管理、協(xié)同及發(fā)展。不難發(fā)現(xiàn)，華為所理解的數(shù)字孿生城市，一站式解決了智慧城市所面臨的諸多問題。

首先，“孿生新時代”這是一個總體性的建設綱領，這就解決了過往智慧城市無法做到從頂層設計入手的老問題，同時，這種平臺化的思路也杜絕了子系統(tǒng)的重復建設。其次，以城市數(shù)字平臺支撐城市服務重塑，可以將復雜的跨行業(yè)，跨部門，跨平臺的行業(yè)應用，通過數(shù)字場景和物理場景的融合加以解決，這就解決了智慧城市建設，不同委辦局之間無法協(xié)同的難題。最后，5G和AI技術的融入，真正做到了讓智慧城市不再存在技術上的短板。5G所帶來的大帶寬，低時延，和廣覆蓋這種革命性的改變，加上AI技術賦能的智能化，讓城市可以獲得真正的“智慧”。

華為的數(shù)字孿生新時代有何不同？

盡管，數(shù)字孿生來構建智慧城市在業(yè)界已經(jīng)形成一種共識，但并沒有哪一家公司給出過具體的方法論。物理世界的任何事物都能在數(shù)字世界做到信息可查、軌跡可循，這固然是好事，但是，如何與智慧城市進行有機的結合呢？華為將數(shù)字孿生城市，劃分為數(shù)據(jù)孿生，能力孿生，場景孿生，和價值孿生四個層級。并通過新聯(lián)接、新智能、新體驗和新價值的四大解決方案與之對應。

首先，將5G、IoT、CIM（城市信息模型）等技術相結合，可以更廣域地采 集城市全景數(shù)據(jù)，實現(xiàn)真正意義上的數(shù)字孿生，并以此來實現(xiàn)物理城市的數(shù)字孿生影像。與之對應的，就是新聯(lián)接。“新聯(lián)接賦能數(shù)據(jù)孿生”，包括5G、WiFi6、光纖連接、IOT聯(lián)接及物聯(lián)感知設施，構建城市聯(lián)接網(wǎng)絡基礎。從“聯(lián)接”到“新聯(lián)接”，拓展聯(lián)接范圍到“賦能數(shù)據(jù)”的基礎設施及智能技術。

其次，場景孿生是以城市場景為驅動，以AI為引擎，基于數(shù)字平臺開放的能力，聚合合作伙伴打造百花齊放的業(yè)務?！靶麦w驗賦能場景孿生”，多業(yè)務集結成場景，容納人、物、事、場、關系、規(guī)則等實體的活動，包括教育、交通、社區(qū)、城市管理等不同場景，落地以自有方案及合作伙伴聯(lián)合方案。同時，以“屏”拓展新場景，聯(lián)接華為萬物互聯(lián)載體，包括手機、智慧屏、攝像頭、傳感器及移動執(zhí)法終端等，打造物理與數(shù)字的無縫聯(lián)接。

再來，價值孿生，是城市數(shù)字孿生一體化，重塑城市規(guī)化、管理、協(xié)同及發(fā)展。與此同時，基于數(shù)字平臺提供的能力，華為的生態(tài)伙伴可以更高效地圍繞城市場景開發(fā)百花齊放的業(yè)務應用，從而提升城市主體獲得感。能力孿生是以城市數(shù)字平臺為孿生城市提供基礎資源統(tǒng)籌與基于AI的應用使能能力。數(shù)字平臺可以對數(shù)據(jù)進行加工處理之后，可以給城市形成標準規(guī)范的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，支撐城市各行各業(yè)業(yè)務應用。這就是新智能，“新智能賦能服務孿生”，抽象出能力層，以華為沃土數(shù)字平臺統(tǒng)籌新技術重構能力平臺，新技術包括AI、大數(shù)據(jù)、邊緣計算、5G、區(qū)塊鏈等。

“新價值賦能城市孿生”，以整體思維考慮城市需求，從城市規(guī)劃、城市建設、城市治理到城市發(fā)展多維度，以IOC為載體，拓展到無人機、遙感高分等場景，為城市創(chuàng)造更多價值。智慧城市孿生新時代，可以帶來三個價值：其一，基于數(shù)字孿生更多維獲取城市數(shù)據(jù);其二，數(shù)字平臺讓城市數(shù)據(jù)發(fā)揮最大價值;其三，城市數(shù)字孿生一體化，可以重塑城市規(guī)化、管理、協(xié)同及發(fā)展。這一套方法論還原的城市“鏡像世界”，將會迎來一個真正屬于智慧城市的新時代。

責任編輯：ct