城市仿真助力新型智慧城市建設(shè)

文｜萬碧玉

目前，智慧城市建設(shè)在中國的探索與實(shí)踐逐漸深入，智慧城市對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等方面的影響越來越大，引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。在圍繞經(jīng)濟(jì)發(fā)展、自然環(huán)境、科學(xué)技術(shù)、社會(huì)文化來建設(shè)智慧城市的同時(shí)，更應(yīng)以人為本，提高民眾的幸福和文明，推進(jìn)城市發(fā)展向人口資源環(huán)境相均衡、經(jīng)濟(jì)社會(huì)生態(tài)效益相統(tǒng)一的方向前進(jìn)，為市民提供宜居、安全、美麗的生活環(huán)境，讓人們有更高的幸福指數(shù)才是智慧城市要達(dá)到的目的。

城鎮(zhèn)化是國家發(fā)展戰(zhàn)略，要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)支撐、人居環(huán)境、社會(huì)保障、生活方式的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)由鄉(xiāng)到城市轉(zhuǎn)變，提升城市水平、促進(jìn)大中小城市和小城鎮(zhèn)協(xié)調(diào)發(fā)展。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，城鎮(zhèn)化對(duì)于促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展、民生改善、民主進(jìn)步等都發(fā)揮著越來越重要的作用。但是，我們無法忽視城鎮(zhèn)化快速發(fā)展對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的各類詬病，如大氣污染、人口眾多、水資源污染、洪澇災(zāi)害等。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至到2017年7月21日，中國大約有98個(gè)城市都在2017年發(fā)生了澇災(zāi)，經(jīng)濟(jì)損失共計(jì)達(dá)229.33億人名幣（約34.56億美元）。截止到8月，已有5932萬群眾受災(zāi)。雨季看海如今已經(jīng)成為部分城市每年揮之不去的夢(mèng)魘，而城市排水系統(tǒng)與城市水環(huán)境實(shí)際匹配度低，是造成雨季看海的重要原因。城市仿真模擬為解決城市內(nèi)澇、洪水等問題的解決提供科學(xué)支撐。

空氣污染也是城市化快速發(fā)展帶來較為嚴(yán)重的問題。數(shù)據(jù)顯示，2017年12月全國338個(gè)地級(jí)及以上城市平均優(yōu)良天數(shù)比例為66.0%，PM2.5濃度為65微克/立方米，PM10濃度為103微克/立方米。如今大氣污染導(dǎo)致的霧霾，已經(jīng)深度影響到了民眾的生活，空氣污染對(duì)于國民經(jīng)濟(jì)、民生的影響已不容忽視。

城市仿真通過數(shù)字化的方式真實(shí)再現(xiàn)城市現(xiàn)實(shí)，并基于城市運(yùn)行數(shù)據(jù)，運(yùn)用人口、交通、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等理論，分析城市實(shí)際問題，預(yù)測城市發(fā)展，為城市規(guī)劃、管理、防災(zāi)減災(zāi)等提供科學(xué)依據(jù)的一種手段。城市仿真從2000年開始到2018年已走過三個(gè)階段，從BIM（建筑信息模型)時(shí)代、CIM（城市信息模型）時(shí)代到現(xiàn)在的DSM（數(shù)字地表模型）時(shí)代。基于計(jì)算流體力學(xué)（CFD Computational Fluid Dynamics）的嚴(yán)密理論，利用有關(guān)數(shù)據(jù)建立精確城市模型，根據(jù)氣象數(shù)據(jù)設(shè)定準(zhǔn)確的邊界條件，綜合考慮地形、氣象、水文、建筑物、污染源等因素對(duì)現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)的影響，真實(shí)再現(xiàn)城市各種復(fù)雜現(xiàn)象，提供各種現(xiàn)象細(xì)節(jié)的有關(guān)數(shù)據(jù)；實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)三維可視化，形成城市環(huán)境“診斷書”、“疾病預(yù)防報(bào)告”，提供決策支持，檢驗(yàn)及優(yōu)化方案，為城市規(guī)劃、管理服務(wù)。

國內(nèi)一些城市已經(jīng)啟動(dòng)城市仿真實(shí)驗(yàn)室的研究和建設(shè)工作，擬通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模擬城市系統(tǒng)，感知城市體征，監(jiān)測城市活動(dòng)，預(yù)演城市未來，最終構(gòu)建智慧化的城市治理決策平臺(tái)。