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中国科学院院士李德仁:智慧城市的未来是实现“数字孪生”

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9月9日,在“中国数字建筑峰会2020”的活动上,中国科学院院士中国工程院院士、武汉大学教授李德仁在谈及数字孪生与智慧城市时说,“数字孪生城市是数字城市的目标,也是智慧城市建设的新高度。”

所谓的数字孪生,是充分利用物理模型和利用互联网、传感器的技术采集全生命周期的运行历史等数据,把多学科、多物理量、多尺度、多概念的仿真过程。

简单来说,数字孪生就是在一个设备或系统的基础上,创造一个数字版的“克隆体”。

李德仁称,“数字孪生是虚实之间双向映射、动态交互和实时的联系。大家知道数字孪生如果用到城市里来,就是通过对物理城市的人、物、事等数字化,水、电、气的流,让数字化制造一个与之对应虚拟的城市,物理维度上的实体城市和信息维度上数字城市同生共存、虚实交融。我们发生的疫情,我在武汉困在那我想的是这个问题,能不能不封城把这个病毒控制住。这是一个现实的问题,我们封城有人待了两个多月,有人待了好几个月,这是数字孪生很重要的一点。”

“我们城市有各种各样的传感器,包括摄像头,包括各种各样互联网技术,这些终端采集的数据可以把它提出来,把它集成起来,把它管理起来,来掌控我们物理运营的城市。数字孪生城市中,要解决的是城市里面基础设施(水、电、气、交通等),还有城市的人,警力、医疗、消防等,还有人流、物流和车流的控制,要让我们城市更加聪明起来,解决我们老百姓的需要,实现我们的智慧城市。”李德仁称,2006年全世界出现了物联网,不仅仅是静态的地球上,动态的地球城市,就有了后来云计算、大数据、人工智能、物联网、区块链这些。这是基于当前数字孪生城市的基础,数字孪生城市是数字城市的最高境界,要完全栩栩如生,完全能够超脱物理空间,这个高度是最高的阶段。以前不是最高阶段,现在要做的是面对中国新经济的要求,是这样一种新型的数字孪生城市。

李德仁举例,“我们现在用的无人机,一个无人机装6个镜头扫描以后,去建立三维的模型,去查三维的违章建筑,有些把房子加高,我们要查出来哪个房子是不合法及高的要求罚款,这要投入几十个亿。如果全部自动化人工智能,可以做规划、仿真,做实际的演习,这就是将来的数字孪生的智慧城市。”

按照李德仁的预想,未来构建一个与武汉二级城市对应着的数字孪生城市,武汉城市所有的人、物、事件、建筑、道路、设施等,都在数字世界有虚拟映象,从而实现信息可见、有迹可寻、状态可查,虚实同步运转、情景交融、过去可追溯,未来可预期等方面。

数字孪生的理想特点,是能够真正跟现实的城市一点不落的,像孪生紧密一样的投入到网络空间里,在网络空间里来管理这个物理空间,用人工智能实现智能化、信息化,全生命周期化。而城市的管理者,基于这些数据,以及城市模型,构建数字孪生体,从而更高效地管理城市。

需要指出的是,有分析人士强调,现在目前这个阶段,国内大部分企业还都不具备这个条件。

前述分析人士称,智慧城市建设所需的庞大资金问题一直没有找到解决之道,政府和市场边界不好划分,工程周期长投入大充满变数,企业盈利和资本回报前景模糊,观望踯躅之下,推进效果可想而知。此外,彰显智慧所必须的资源共享与业务协同机制也一直没有建立起来,信息打通仍困难,协同共治难实现。两大瓶颈悬而未决导致智慧城市疲态尽显停滞不前,现有的建设发展模式亟待突破。

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