深化數字孿生應用 提升城市大腦能力

杜偉杰 李俊鋒

浙江省自啟動實施數字孿生應用試點以來，以數字孿生為主跑道，加快構建城市大腦建設體系，推進多個地市在城市交通綜合治理、防汛防臺應急管理、水利水務精準調配、旅游景區監測預警等多個領域積極探索實踐，取得了一定成效

從已有應用場景來看，數字孿生在城市治理中的應用場景存在兩方面傾向：一是局部化、單項化，目前更多的是在某個城市場景中局部、甚至點上應用，且只是把數字孿生作為單項技術來應用，城市區域級大場景、整體性的集成化應用仍匱乏；二是重治理、輕服務，目前絕大多數應用是為政府治理提供支撐，市民能夠體驗和應用的數字孿生服務仍匱乏。

數字孿生通過物聯感知、信息建模、泛在網絡等技術集成，將物理空間全要素數字化和虛擬化、全狀態實時化和可視化，并通過虛實交互反饋、數據融合分析、決策迭代優化等手段，實現對復雜場景和不確定性問題的智能化診斷、預測和控制，與“大腦”在監測分析的基礎上通過數據全量歸集、資源多維集成，提升預測預警和戰略目標管理能力，實現由數字化向智能化智慧化躍升，在理念和路徑上高度一致。

數字孿生在城市治理中的應用尚處于初級階段

近年來，隨著技術成熟度的不斷提升，數字孿生加快落地應用，在城市治理中涌現了一批典型應用場景，特別是浙江省自啟動實施數字孿生應用試點以來，以數字孿生為主跑道，加快構建城市大腦建設體系，推進多個地市在城市交通綜合治理、防汛防臺應急管理、水利水務精準調配、旅游景區監測預警等多個領域積極探索實踐，取得了一定成效。如杭州東站樞紐智治應用、“亞運三館”智慧管理調度應用、寧波市應急管理綜合應用、金華蘭江流域數字孿生應用、嘉興數字孿生水網、臺州防汛防臺與船港通、教育直通車與親農在線等應用，通過數字孿生支撐應用場景強化運行監測、預測預警，有效提升了實戰實效能力。但總體來看，數字孿生在城市治理中的應用仍處于探索期，主要還存在以下四方面問題急需攻克：

應用廣度和深度有待進一步拓展。數字孿生在城市治理中的應用場景仍較少，擴面提質是現階段的重點所在。從已有應用場景來看，存在兩方面傾向：一是局部化、單項化，目前更多的是在某個城市場景中局部、甚至點上應用，且只是把數字孿生作為單項技術來應用，城市區域級大場景、整體性的集成化應用仍匱乏；二是重治理、輕服務，目前絕大多數應用是為政府治理提供支撐，市民能夠體驗和應用的數字孿生服務仍匱乏。部分應用僅通過數字仿生實現了空間可視化，離智能化還有較大差距。從需求來看，根據各地調研反映，在城市治理多個領域既有現實迫切需求也有技術實現可能，可作為數字孿生應用拓展和深化的突破口，包括城市地下空間等人力不易觀測場景、危化品運輸等人力不可及場景、多因素多主體復雜動態場景、城市規劃仿真預判場景、基于一張圖的個性化生活服務場景等。

城市大腦對數字孿生應用集成支撐有待強化。一方面，數字孿生應用場景分散，2021年浙江省圍繞城市防內澇等11個領域實施了兩批數字孿生應用試點，并要求未列入試點的暫不開展數字孿生建設工作，根據調研，多個地市已在試點外建設數字孿生應用，部分應用未與城市大腦互聯互通。另一方面，多跨協同機制仍不完善，城市大腦仍未突破垂直應用建設為主導格局，缺乏整體協調聯動，數據匯聚和智能模型算法研發沉淀不足，對應用的智能化支撐能力尚未真正形成。

數據標準化規范化治理能力亟待提升。城市運行和管理數據具有點多面廣、多源異構的特征，數據規范建設滯后、缺乏問題突出，更多依賴各開發運營商的自家標準，而且隨著數字孿生滾動擴展，由于標準缺失或級別局限，數據集成、融合和統一處理將越來越高。同時，城市物聯網等數據感知采集關鍵基礎設施普遍不完善、不均衡，數據實時動態感知、全量多維采集能力參差不齊，且數據較分散，不同業務條線設備不同，缺乏統一的物聯網業務平臺接入、匯聚數據。

市場化建設運營模式需要加快破題。數字孿生應用具有全要素、全時空、全主體特征，資金投入更高，更需要市場化模式的支撐。根據調研地方統計，65%的數字孿生應用項目資金來源為政府財政資金，10%為政企合作投資，25%左右為市場投資，但市場投資的項目一般為自建自用，具有“私域私家”屬性，在城市公共或準公共治理服務領域如何構建市場化模式仍未真正破題。另外，數字孿生具有知識高集成特征，模型、算法、規則等密集，在仿真實驗、模擬推演、增強現實、人機交互等方面具有增值服務廣闊開發潛力。根據調研預測，隨著數字孿生城市的高位部署和技術的加速成熟，數字孿生市場將保持50%以上的高增長率，特別是增值服務將迎來爆發式增長，可作為提升多元主體積極性和參與度的突破口。

以數字孿生支撐應用場景創新，提升城市大腦實戰實效能力

加強創新突破，豐富數字孿生應用場景

堅持以數字孿生為主跑道，加速由單點、局部向城市全域、整體拓展，不斷促進城市治理現代化。

一是推進“數字孿生+”應用建設，推動各地量力而行，結合城市大腦智能要素和智能模塊建設需求，積極實施“數字孿生+”應用建設專項行動，突出高頻急用先行，以城市地下空間監測、危化品運輸、多因素多主體復雜動態系統治理、城市規劃仿真預判等場景為重點，由點向面擴展，由治理向服務延伸，不斷提升數字孿生應用覆蓋面和實效度。

二是完善“城市大腦+數字孿生跑道”建設，參照“一本賬”模式，加強對全省數字孿生應用場景清單化管理，定期征集、動態更新，推進各地體系化規范化建設數字孿生應用場景。

三是完善數字孿生應用試點年度評估、終期驗收管理機制，及時總結推廣試點建設成果，探索實行申報驗收命名制和智能化水平星級評定制相結合，推進試點提質擴面。

強化綜合集成，增強城市大腦整體效能

聚焦提升城市治理“一網統管”水平，夯實“城市大腦”統一智能底座地位和作用。

一是打造數字孿生統一平臺底座，充分依托浙江省域空間治理數字化平臺集成性、整體性優勢，聚焦打造城市數字孿生體，進一步強化城市信息模型（CIM）、建筑信息模型（BIM）、地理信息系統（GIS）等技術和數據、模型、算法等數字資源的集成，完善實體映射、鏡像模型、仿真分析、虛擬融合、綜合渲染等功能，持續提升平臺自主學習優化、智能精準執行和科學智能決策能力，形成全省統一的數字孿生平臺底座。

二是推進大腦與應用互聯互通系統集成，全省按照“系統大腦+城市大腦”的體系架構，推進各地市結合實際和特點，完善城市大腦迭代升級的頂層設計，建立市域統一的城市運行生命體征指標體系，破解數據碎片化、應用分散化問題，并完善城市運行預測預警規則和動態模擬、仿真推演結果應用機制。

三是強化多跨協同機制建設，進一步明晰省市縣三級責任邊界，強化省市縣一體、部門間協作，省級部門強化業務指導和應用推廣，積極推動業務系統與各地城市大腦對接協同，推動各地市參照省數字孿生工作專班模式，在完善城市大腦組織領導的架構下，建立由大數據部門牽頭、經信、發改、交通、建設等多部門組成的城市數字孿生工作專班。

完善數據治理，構建全時全量數據資源

以多源多維數據集成融合、關聯分析、開發應用為重點，從標準、技術、基礎設施等維度強化規范治理，建立與數字孿生應用相匹配的全時全量數據資源體系。

一是建立健全數字孿生技術和應用標準規范體系，按照“省級建指南、市級定標準”模式，建立體現城市主體地位和作用的數字孿生標準規范體系。積極推廣杭州城市大腦立法經驗，支持有條件的地市制定出臺促進數字孿生應用和城市大腦建設的地方性法規。

二是提升多源異構數據深度融合和處理能力，聚焦海量城市數據開發利用、數字化建模、最優策略推演等數字孿生應用關鍵技術，依托省城市大腦產業聯盟，組織開展一批數字孿生協同攻關項目，加快推進數字孿生智能算法、全息建模、政策仿真推演等技術研發及通用化。

三是不斷升級城市數據采集裝備和能力，推進各地加強自動獲取、智能提取、全息測繪等基礎設施建設，在空中、地面、地下、河道等城市空間加快鋪設新型測繪設施和物聯感知設施。搶抓數字孿生城市建設機遇，依托杭州濱江物聯網小鎮、嘉興中新嘉善智能傳感產業平臺等，加強智慧治理、萬物互聯需要的新型傳感設備功能研發、產品創新。

提升多元共建，完善建設運營生態

更加注重多方協同運作，探索“多方主體參與、生態協同跟進、專業長效運營”的運營管理模式，逐步建立應用共建、風險共擔、利益共享的合作機制。

一是充分發揮政府投資對社會資本的引導帶動作用，通過發布數字孿生場景機會清單、實施項目后補助等方式，吸引企業和社會主體參與數字孿生應用建設，逐步完善多元投融資格局。

二是建立多元主體全鏈條參與機制，推進數字孿生應用項目由主管部門、承建單位、第三方機構、專家團隊、用戶等共同參與立項、建設、驗收。鼓勵數字孿生頭部企業搭建數字孿生公共服務平臺，推廣低代碼、零代碼等開發方式，降低數字孿生應用場景搭建門檻。

三是創新拓展商業化模式，支持數字孿生建設運營主體以數據運營、技術賦能、生態協作等方式，開放提供高精度開發模型、數字化仿真試驗平臺、多方協作平臺，培育做大數字孿生增值服務。發揮浙江數字經濟先行和集聚優勢，在數字孿生技術創新、應用開發、增值服務等領域培育認定一批獨角獸企業、瞪羚企業。

（作者杜偉杰單位：浙江省經濟信息中心；作者李俊鋒單位：浙江建設職業技術學院）