数字孪生时代，如何改变世界

一、微妙玄通深不可识，数字孪生改变世界

数字孪生理念加紧各行业渗透

数字孪生理念最近两三年风靡国际国内，各类研究论述甚嚣尘上令人瞠目。数字孪生被众多机构评选为影响世界的重大技术和趋势之一，工信部、住建部、科技部等国家部委出台政策并以重大专项支持数字孪生在工业领域和城市领域的基础研究和应用示范。各地方政府争相建设，抢先打造数字孪生第一省、第一城、第一区。业界展开研发竞赛，加紧推出数字孪生技术方案，意图占领制高点，在新一轮竞争中掌握主动权。从政府到产业，从工厂到城市，从建筑到人体，数字孪生加紧各行业渗透，几乎成为数字化发展不二法门，人人言必称数字孪生，风口之上，技术、产业、资本、政策趋之若鹜。

数字孪生风行确有天时地利

从概念上看，数字孪生通俗易懂，生动形象，故而传播很快，易于理解，因此广为接受。从技术上看，信息技术突飞猛进日新月异，令大多数人对数字孪生愿景呈现深信不疑，从单点应用到集成创新，时机成熟，数字孪生是信息化发展的里程碑，可能是人类挺进智能时代的起点，后面的路将更精彩。从价值上看，我国正在推行行政管理体制的改革，数字孪生城市成为重塑城市数字基因、构建现代化治理体系和治理能力的重要抓手，成为新型智慧城市建设的必经之路；数字孪生重新定义了智慧园区，开创立体多维效能管理新模式；数字孪生工厂为制造业设计、生产、装配全流程数字化提供了最佳方案，而人体的数字孪生，以其独特方法视角正在开启人类健康医疗服务的新世界。

数字孪生举重若轻改变世界

万物生于有，有生于无，从现实世界到虚拟世界，数字孪生称得上有无相生的另一种诠释。无物不感知，无处不融和，虚实互动，孪生并行，互为补充，相辅相成。精准映射尽在掌握，洞察秋毫见微知著，实现“不出户知天下、不窥牖见天道”。以静制动以虚控实，运筹帷幄决胜千里，实现“不行而知、不见而名、不为而成”。数字孪生对行业的赋能，表现在改变行业规则、优化发展路径、重塑运行模式，为各行业提供的新思路、新视角、新方法，可谓打开方便之门，大幅度缩短行业数字化发展路径，往往带来颠覆式创新，并将由技术变革引发行业内部体制、机制、结构、规则等一系列深层次变革，可谓摧枯拉朽深不可测令人瞩目。从宏观到微观，无一不可孪生，生一切有无，御一切形色，数字孪生以小博大影响改变世界。

二、破解智慧城市瓶颈，数字孪生重塑治理体系

智慧城市建设存在两大难题

多年的建设发展，智慧城市有两大问题仍未得到有效解决，一是技术集成二是治理协同，虽然都提出一体化的 ICT 架构，以及城市运行“一网统管”的目标，但始终没有找到合适的破解之道。大部分城市的智慧建设，虽然系统云化以及数据共享取得了明显进展，但实际上仍处于行业信息化建设的阶段，面向城市一体化运行管理的技术架构和业务架构尚未真正建立起来。软硬件基础设施、数据和算法、技术能力和工具集以及各条块应用系统，难以有机集成在一个架构之中，形成可扩展的功能体系，实现持续迭代发展。城市治理目前还是各条线各区域分散管理，条线之间仍存在管理真空，效率低，效果差，区域间、条线间、条块间如何协同着实令人费解。

数字孪生城市重构智慧城市总体架构

技术层面，数字孪生城市模型平台，是集成底层基础设施、城市静态和动态数据、核心系统和技术能力、应用服务和支撑体系，实现虚实融合、协同治理的主要载体。其中由传统信息基础设施和新基建组成的底层基础设施，以其强大的感知、传输、计算、控制和智能化能力，重塑城市数字基因，营造智能运行环境。因此数字孪生城市的到来，为智慧城市总体架构的重构提供了契机、指明了方向、明确了集成的层次和路径。业务层面，通过建立城市大脑的协同平台，对接城市管理、生态治理、交通治理、市场监管、应急管理、公共安全等条线系统，以重大事件和特殊场景需求为驱动，以数字孪生城市模型平台为托底，以其集成的数据、算法、工具、能力集为支撑，制定全域一体的“主动感知 - 预判治理 - 优化预案”闭环工作流程和预案，按需调用相关条线业务能力，从而实现城市治理的协同联动和一网统管。

数字孪生城市支撑公共服务虚拟化

数字孪生城市的全局视野、精准映射、模拟仿真、虚实交互、智能干预等典型特征正在加速推动城市治理和服务应用创新发展，形成若干全域视角的超级应用。如果说数字孪生城市的典型场景，多在于城市治理，如规划管理、建设管理、生态管理、市场管理、交通管理，那么2020 年一场突如其来的新冠疫情，为全社会数字化发展按下了快进键，也推动公共服务的虚拟化加快实施。中小学教育、医疗机构救治、文化艺术演出等服务，在数字世界也进行了孪生，立体可视化服务场景，虚拟现实逼真体验，后互联网时代虚实融合服务甚至全程无接触式数字生活新体验已经更快地到来，市民生活有更大的空间选择自由度，未来城市形态将向数字聚集、物理分离转变。

数字孪生城市厚植现代化治理能力

新冠疫情暴露出全球在治理体系和治理能力上的严重不足，应急响应机制难以应对卫生和疾病防控预案缺乏、信息发布不够及时准确、舆情应对和舆论引导能力不足、资源调度和决策指挥能力不足，尽管智慧城市在疫情防控中发挥了有力支撑作用，但有资源没调度、有数据没分析、有人力没组织、有网络没效率的问题依然突出，高素质的公民和负责任的基层政府，成为我国最终战胜疫情的决定力量。“为之于未有，治之于未乱” ，数字孪生城市的全要素表达能力、时空多维度数据可视化能力、场景虚拟化能力、空间计算和叠加分析能力、仿真模拟能力、远程控制能力、虚实融合能力，以及衍生出的城市风险主动发现能力、城市运行规律洞察能力、人和物轨迹追踪回溯能力、事件精准定位管控能力、决策分析推演能力、应急预案仿真能力、要素资源高效调度能力，有力呼应现代化治理所应具备的改革创新能力、决策统筹能力、打击防范能力、监督管理能力、群众组织能力、舆论引导能力、落实执行能力，成为全面提升治理体系和治理能力的重要抓手。

新基建浪潮助力数字孪生城市更快发展

数字孪生城市的精准映射、虚实交互以前主要靠物联网，新基建到来后，从物联网扩展到新基建全部，包括 5G、物联网、边缘计算、数据中心，以及市政设施、行业设施和公共服务设施的智能化，社区智能化改造以及未来遍布城市的智能微型便民服务综合体等新形态。通过集约化空间布局设计，城市将形成泛在标识、泛在感知、泛在连接、泛在计算和泛智能化设施的新基建总体格局，实现智能定义一切，面向经济社会提供基础设施开放运营和服务，为各行各业数字化发展提供能支撑。新基建的大规模建设，将大大降低数字孪生城市的建设成本，为数字孪生城市两个世界同步运行虚实交互提供有力的基础支撑环境，将加快推动数字孪生城市的建设。

三、数字孪生任重道远，慎终如始方得大成

数字孪生实施比想象中复杂

不论是数字孪生工厂、数字孪生城市，还是数字孪生人体，真正达到精准映射、孪生并行、虚拟服务现实的要求，都有大量基础理论需要深入研究，大量技术方案需要探索，大量应用场景需要验证，大量机制规范需要突破。数字孪生本质是一个知识集成、技术集成、数据集成、算法集成、工具集成、应用集成等智力集成的巨大工程，必须有一个强有力的产业生态提供支撑并进行协作。对于数字孪生城市来说，城市的外表固然容易展示，但利用模型、数据、算法、工具等技术手段，将城市的内涵、个性、特征、规律准确表达却绝非易事。作为关键基础支撑的新基建，在城市空间的集约化布局尚未有合理方案和规范，城市要素之间隐形的社会关系、城市运行规则的模糊性和不确定性，都是数字孪生城市难以逾越的障碍。

众志成城方能成就

国内企业固有的通病是挣快钱，产品服务低质竞争，极少重视研发投入，不愿深耕技术新。数字孪生风行之后，部分企业跟风炒作，对数字孪生并没有深刻的认识理解，不是瞄准方向积极探索努力攻坚，而是用新瓶装旧酒，以既有相关产品稍加包装即称数字孪生方案推向市场，严重扰乱市场和公众认知。当前数字孪生城市的建设需求非常迫切，然而技术方案远未成熟，虽然已在城市建模可视化方面取得可喜进展，但与愿景目标仍相距甚远。因此为推进数字孪生城市的落地实施，政府一方面应积极开放数据和相关资源，为数字孪生城市试点示范创造条件，另一方面应从机制上尝试整合，建立适应数字孪生技术的组织架构和业务架构，才能使生产关系更好适配生产力发展。产业方面，应积极构建能力互补的合作生态，联合攻坚，不断验证锤炼实施方案。科研机构当创新引领，加强相关的前瞻性基础研究，为政府和产业推进数字孪生城市的落地实施扫除障碍。

不忘初心才能行稳致远

数字孪生城市在问世之初遭到过质疑，最大的担忧在于，数字孪生城市建成后形成天罗地网，城市运行动态一切尽在掌握，公民失去隐私，行动受到监控，犹如数字监狱。这种担忧并不是没有道理，对于粗暴的管理者来说，数字孪生城市对百姓不啻是一场灾难，然而对于有道者来说，数字孪生城市又将是人民的福祉，强大的技术手段，使城市更和谐、更智能、更高效，服务更多元、更便利、更主动、更个性化。天之道，利而不害，智慧城市的重心，正从治理向服务转变，数字孪生城市始终把以人为本、为民服务、提升民众幸福感获得感安全感做为建设的出发点和落脚点，才能行稳致远，赢得未来。数字孪生打开了认识世界、改变世界的方便之门，将数字化、智能化推向了一个令人仰望的高度，虽然技术创新无止境，也许若干年后会有更先进的技术将其替代，但当下这个时代的精彩才刚开始，让我们共同见证、共同期待、共同创造！

实时渲染为数字孪生落地推波助澜

XR计算和存储上云是技术演进的必然方向，CloudXR实时渲染将为数字孪生推波助澜，5G时代的数字孪生将以CloudXR+便携终端为基础，也将推动软硬件的创新性升级，解决实际落地难点，为数字孪生应用带来更普惠的价值。

将基于游戏开发引擎（Unity、UE4等）制作的超高清可交互三维可视化应用内容进行云端计算渲染，并通过网络及串流技术，实时推送到终端。满足广大用户随时随地跨终端、可交互、超高清、沉浸式的访问需求。

运行在3DC AT实时渲染云的应用内容，无需下载安装，可灵活嵌入数字孪生平台，支持海量用户安全访问，自动负载均衡和伸缩扩容。

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