數字孿生城市是一副怎樣的情景
三、數字孿生城市是技術和數據深度融合的新模式
數字孿生城市,是與物理城市一一映射、協同交互、智能操控的虛擬城市,其技術體系框架包含智能終端、泛在網絡、支撐平臺、應用系統等必要組成要素,并貫穿城市數據的采集、匯聚、整合、分析、應用等全過程環節,是一個技術融合、業務融合和數據融合的復雜巨系統。
圖2 數字孿生城市技術體系框架
1、全域智能終端的數據采集是數字孿生城市前提
全域智能終端的數據采集主要涵蓋四大基礎要素,即數字標識、智能終端、三維模型、地理信息等。其中,數字標識作為城市人、事、物在數字空間的唯一索引,表征城市人、事物身份信息,用于數字信息和實體之間的精準匹配、建立連接和管理控制;智能終端作為城市運行的信息采集器,用于采集城市所有靜態和動態信息;三維模型作為數字空間的信息載體,用于展現城市空間形態;地理信息表征城市人、事、物的位置和位移,主要包括GIS、RS、GPS等。
2、極速泛在的城市信息網絡是數字孿生城市保障
極速泛在的城市信息網絡主要包括三大接入方式,即城市極速專網、4G/5G移動寬帶、NB-IoT/eMTC/LoRa物聯網等,形成互為補充、極速互聯的網絡接入保障。為滿足城市安全運行、虛實互動毫秒級響應以及千萬級的智能設備的同時接入需求,率先組建城市極速專網,統一集成寬帶無線網、寬帶有線網、視頻網、應急通信網、政務網等,實現極速互聯。針對手機、可穿戴設備等移動智能終端主要以4G、5G接入為主,采集城市中人的信息。針對數以億計的傳感器,可通過NB-IoT、eMTC、LoRa等網絡實現統一接入。
3、深度思考的城市信息中樞是數字孿生城市核心
深度思考的城市信息中樞主要包括四類重要平臺,即數據資源管理平臺、數字孿生模型平臺、基于深度學習的人工智能算法平臺、統一智能操控平臺等,共同組成指導數字孿生城市高效運行的信息中樞。數據資源管理平臺用于數據整合、處理、分發等;數字孿生模型平臺作為數字空間集成載體,集成所有數據資源,展現真實世界運行全貌和細節;基于深度學習的人工智能算法平臺用于優化業務流程、資源配置、規劃布局等;統一智能操控平臺主要用于智能決策指揮、自組織運行、遠程操控等。
4、高效運行的智能應用系統是數字孿生城市表現
最終,數字孿生城市要作用于城市治理和民生服務的各個業務環節,推動服務體驗智能化、社會治理智慧化。如,通過模擬仿真、動態評估、深度學習城市規劃方案效果,實現規劃不再走彎路;三維呈現水勢、空氣動力、霧霾變化等,為城市治理決策提前部署提供依據;通過深度學習個人教育和知識體系,實現自適應式定制化學習;通過深度學習民眾出行、生活、消費等習慣,制定個人出行路線;通過交通流量預測,智能疏導和優化信號燈時長。
總之,數字孿生城市建設是一個長期而艱巨的任務,隨著實施不斷深入,其技術體系框架和解決方案將更加清晰,將有力推動城市的高質量發展。(作者:張育雄)
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