深化数字孪生应用 提升城市大脑能力

杜伟杰 李俊锋

浙江省自启动实施数字孪生应用试点以来，以数字孪生为主跑道，加快构建城市大脑建设体系，推进多个地市在城市交通综合治理、防汛防台应急管理、水利水务精准调配、旅游景区监測预警等多个领域积极探索实践，取得了一定成效

从已有应用场景来看，数字孪生在城市治理中的应用场景存在两方面倾向：一是局部化、单项化，目前更多的是在某个城市场景中局部、甚至点上应用，且只是把数字孪生作为单项技术来应用，城市区域级大场景、整体性的集成化应用仍匮乏；二是重治理、轻服务，目前绝大多数应用是为政府治理提供支撑，市民能够体验和应用的数字孪生服务仍匮乏。

数字孪生通过物联感知、信息建模、泛在网络等技术集成，将物理空间全要素数字化和虚拟化、全状态实时化和可视化，并通过虚实交互反馈、数据融合分析、决策迭代优化等手段，实现对复杂场景和不确定性问题的智能化诊断、预测和控制，与“大脑”在监测分析的基础上通过数据全量归集、资源多维集成，提升预测预警和战略目标管理能力，实现由数字化向智能化智慧化跃升，在理念和路径上高度一致。

数字孪生在城市治理中的应用尚处于初级阶段

近年来，随着技术成熟度的不断提升，数字孪生加快落地应用，在城市治理中涌现了一批典型应用场景，特别是浙江省自启动实施数字孪生应用试点以来，以数字孪生为主跑道，加快构建城市大脑建设体系，推进多个地市在城市交通综合治理、防汛防台应急管理、水利水务精准调配、旅游景区监测预警等多个领域积极探索实践，取得了一定成效。如杭州东站枢纽智治应用、“亚运三馆”智慧管理调度应用、宁波市应急管理综合应用、金华兰江流域数字孪生应用、嘉兴数字孪生水网、台州防汛防台与船港通、教育直通车与亲农在线等应用，通过数字孪生支撑应用场景强化运行监测、预测预警，有效提升了实战实效能力。但总体来看，数字孪生在城市治理中的应用仍处于探索期，主要还存在以下四方面问题急需攻克：

应用广度和深度有待进一步拓展。数字孪生在城市治理中的应用场景仍较少，扩面提质是现阶段的重点所在。从已有应用场景来看，存在两方面倾向：一是局部化、单项化，目前更多的是在某个城市场景中局部、甚至点上应用，且只是把数字孪生作为单项技术来应用，城市区域级大场景、整体性的集成化应用仍匮乏；二是重治理、轻服务，目前绝大多数应用是为政府治理提供支撑，市民能够体验和应用的数字孪生服务仍匮乏。部分应用仅通过数字仿生实现了空间可视化，离智能化还有较大差距。从需求来看，根据各地调研反映，在城市治理多个领域既有现实迫切需求也有技术实现可能，可作为数字孪生应用拓展和深化的突破口，包括城市地下空间等人力不易观测场景、危化品运输等人力不可及场景、多因素多主体复杂动态场景、城市规划仿真预判场景、基于一张图的个性化生活服务场景等。

城市大脑对数字孪生应用集成支撑有待强化。一方面，数字孪生应用场景分散，2021年浙江省围绕城市防内涝等11个领域实施了两批数字孪生应用试点，并要求未列入试点的暂不开展数字孪生建设工作，根据调研，多个地市已在试点外建设数字孪生应用，部分应用未与城市大脑互联互通。另一方面，多跨协同机制仍不完善，城市大脑仍未突破垂直应用建设为主导格局，缺乏整体协调联动，数据汇聚和智能模型算法研发沉淀不足，对应用的智能化支撑能力尚未真正形成。

数据标准化规范化治理能力亟待提升。城市运行和管理数据具有点多面广、多源异构的特征，数据规范建设滞后、缺乏问题突出，更多依赖各开发运营商的自家标准，而且随着数字孪生滚动扩展，由于标准缺失或级别局限，数据集成、融合和统一处理将越来越高。同时，城市物联网等数据感知采集关键基础设施普遍不完善、不均衡，数据实时动态感知、全量多维采集能力参差不齐，且数据较分散，不同业务条线设备不同，缺乏统一的物联网业务平台接入、汇聚数据。

市场化建设运营模式需要加快破题。数字孪生应用具有全要素、全时空、全主体特征，资金投入更高，更需要市场化模式的支撑。根据调研地方统计，65%的数字孪生应用项目资金来源为政府财政资金，10%为政企合作投资，25%左右为市场投资，但市场投资的项目一般为自建自用，具有“私域私家”属性，在城市公共或准公共治理服务领域如何构建市场化模式仍未真正破题。另外，数字孪生具有知识高集成特征，模型、算法、规则等密集，在仿真实验、模拟推演、增强现实、人机交互等方面具有增值服务广阔开发潜力。根据调研预测，随着数字孪生城市的高位部署和技术的加速成熟，数字孪生市场将保持50%以上的高增长率，特别是增值服务将迎来爆发式增长，可作为提升多元主体积极性和参与度的突破口。

以数字孪生支撑应用场景创新，提升城市大脑实战实效能力

加强创新突破，丰富数字孪生应用场景

坚持以数字孪生为主跑道，加速由单点、局部向城市全域、整体拓展，不断促进城市治理现代化。

一是推进“数字孪生+”应用建设，推动各地量力而行，结合城市大脑智能要素和智能模块建设需求，积极实施“数字孪生+”应用建设专项行动，突出高频急用先行，以城市地下空间监测、危化品运输、多因素多主体复杂动态系统治理、城市规划仿真预判等场景为重点，由点向面扩展，由治理向服务延伸，不断提升数字孪生应用覆盖面和实效度。

二是完善“城市大脑+数字孪生跑道”建设，参照“一本账”模式，加强对全省数字孪生应用场景清单化管理，定期征集、动态更新，推进各地体系化规范化建设数字孪生应用场景。

三是完善数字孪生应用试点年度评估、终期验收管理机制，及时总结推广试点建设成果，探索实行申报验收命名制和智能化水平星级评定制相结合，推进试点提质扩面。

强化综合集成，增强城市大脑整体效能

聚焦提升城市治理“一网统管”水平，夯实“城市大脑”统一智能底座地位和作用。

一是打造数字孪生统一平台底座，充分依托浙江省域空间治理数字化平台集成性、整体性优势，聚焦打造城市数字孪生体，进一步强化城市信息模型（CIM）、建筑信息模型（BIM）、地理信息系统（GIS）等技术和数据、模型、算法等数字资源的集成，完善实体映射、镜像模型、仿真分析、虚拟融合、综合渲染等功能，持续提升平台自主学习优化、智能精准执行和科学智能决策能力，形成全省统一的数字孪生平台底座。

二是推进大脑与应用互联互通系统集成，全省按照“系统大脑+城市大脑”的体系架构，推进各地市结合实际和特点，完善城市大脑迭代升级的顶层设计，建立市域统一的城市运行生命体征指标体系，破解数据碎片化、应用分散化问题，并完善城市运行预测预警规则和动态模拟、仿真推演结果应用机制。

三是强化多跨协同机制建设，进一步明晰省市县三级责任边界，强化省市县一体、部门间协作，省级部门强化业务指导和应用推广，积极推动业务系统与各地城市大脑对接协同，推动各地市参照省数字孪生工作专班模式，在完善城市大脑组织领导的架构下，建立由大数据部门牵头、经信、发改、交通、建设等多部门组成的城市数字孪生工作专班。

完善数据治理，构建全时全量数据资源

以多源多维数据集成融合、关联分析、开发应用为重点，从标准、技术、基础设施等维度强化规范治理，建立与数字孪生应用相匹配的全时全量数据资源体系。

一是建立健全数字孪生技术和应用标准规范体系，按照“省级建指南、市级定标准”模式，建立体现城市主体地位和作用的数字孪生标准规范体系。积极推广杭州城市大脑立法经验，支持有条件的地市制定出台促进数字孪生应用和城市大脑建设的地方性法规。

二是提升多源异构数据深度融合和处理能力，聚焦海量城市数据开发利用、数字化建模、最优策略推演等数字孪生应用关键技术，依托省城市大脑产业联盟，组织开展一批数字孪生协同攻关项目，加快推进数字孪生智能算法、全息建模、政策仿真推演等技术研发及通用化。

三是不断升级城市数据采集装备和能力，推进各地加强自动获取、智能提取、全息测绘等基础设施建设，在空中、地面、地下、河道等城市空间加快铺设新型测绘设施和物联感知设施。抢抓数字孪生城市建设机遇，依托杭州滨江物联网小镇、嘉兴中新嘉善智能传感产业平台等，加强智慧治理、万物互联需要的新型传感设备功能研发、产品创新。

提升多元共建，完善建设运营生态

更加注重多方协同运作，探索“多方主体参与、生态协同跟进、专业长效运营”的运营管理模式，逐步建立应用共建、风险共担、利益共享的合作机制。

一是充分发挥政府投资对社会资本的引导带动作用，通过发布数字孪生场景机会清单、实施项目后补助等方式，吸引企业和社会主体参与数字孪生应用建设，逐步完善多元投融资格局。

二是建立多元主体全链条参与机制，推进数字孪生应用项目由主管部门、承建单位、第三方机构、专家团队、用户等共同参与立项、建设、验收。鼓励数字孪生头部企业搭建数字孪生公共服务平台，推广低代码、零代码等开发方式，降低數字孪生应用场景搭建门槛。

三是创新拓展商业化模式，支持数字孪生建设运营主体以数据运营、技术赋能、生态协作等方式，开放提供高精度开发模型、数字化仿真试验平台、多方协作平台，培育做大数字孪生增值服务。发挥浙江数字经济先行和集聚优势，在数字孪生技术创新、应用开发、增值服务等领域培育认定一批独角兽企业、瞪羚企业。

（作者杜伟杰单位：浙江省经济信息中心；作者李俊锋单位：浙江建设职业技术学院）