王君弼

數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)是智能區(qū)域的重要軟基礎(chǔ)設(shè)施。在應(yīng)用數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)智慧城市時(shí)，通過(guò)逐步建立通用標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)調(diào)監(jiān)管框架，盤(pán)點(diǎn)足以支持?jǐn)?shù)字孿生應(yīng)用的有效數(shù)據(jù)，確定應(yīng)采用的數(shù)字孿生模型，并確保針對(duì)數(shù)字孿生的管治架構(gòu)準(zhǔn)備就緒，以平衡效益和資源需求，減低風(fēng)險(xiǎn)。

什么是數(shù)字孿生？

數(shù)字孿生的目的是構(gòu)建與城市相同的數(shù)字副本，并已成為發(fā)展智能城市的重要基礎(chǔ)。面對(duì)日益激烈全球競(jìng)爭(zhēng)和日益復(fù)雜的城市挑戰(zhàn)，各城市正面臨越來(lái)越嚴(yán)峻的壓力，并要求更有效的資源分配和更適當(dāng)?shù)某鞘泄芾矸绞健＝ㄖ锘蛘麄€(gè)城市的數(shù)字可有效地協(xié)助城市規(guī)劃、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)。通過(guò)識(shí)別和預(yù)防性維護(hù)監(jiān)測(cè)有形資產(chǎn)或城市網(wǎng)絡(luò)，可節(jié)省后續(xù)糾正性維護(hù)時(shí)間，最大程度地減少突發(fā)情況所造成的服務(wù)中斷。

全球公共機(jī)構(gòu)也越來(lái)越認(rèn)識(shí)到，利用實(shí)時(shí)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)監(jiān)察現(xiàn)有公共服務(wù)績(jī)效，改善城市規(guī)劃和優(yōu)化決策者制定決策的方式流程。數(shù)字孿生可作為有效的參與工具，促進(jìn)社會(huì)各階層之間溝通，使公共機(jī)構(gòu)更快響應(yīng)并進(jìn)行彈性治理，具體提升對(duì)社區(qū)和公眾影響力及價(jià)值。

當(dāng)城市的數(shù)字孿生從環(huán)境中收集資訊，并利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)使數(shù)字孿生準(zhǔn)確性和動(dòng)態(tài)性得以提高，加以整合歷史、靜態(tài)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)之后，就可為城市表現(xiàn)提出寶貴意見(jiàn)，改善城市管理和優(yōu)化決策。數(shù)字孿生是一個(gè)重要軟基礎(chǔ)設(shè)施，將帶給不同行業(yè)、機(jī)構(gòu)和社會(huì)諸多利好。香港特區(qū)政府早前推出的“疫情互動(dòng)地圖儀表板”，正是數(shù)字孿生的應(yīng)用案例。

數(shù)字孿生不僅僅是信息虛擬化，它更應(yīng)該作為一個(gè)信息平臺(tái)發(fā)揮作用，促進(jìn)參與者之間的協(xié)作以及建立適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)，并在該平臺(tái)上構(gòu)建人工智能等應(yīng)用程序。數(shù)字孿生的構(gòu)建需要考慮動(dòng)態(tài)和靜態(tài)方面的數(shù)據(jù)，以及滿(mǎn)足2D和3D展示環(huán)境數(shù)據(jù)的需求。

關(guān)于虛擬化技術(shù)，此模型可以進(jìn)一步與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和混合現(xiàn)實(shí)（MR）融合，對(duì)環(huán)境及相關(guān)信息進(jìn)行清晰的展示。VR能提供一個(gè)3D虛擬環(huán)境;AR可以將計(jì)算機(jī)生成的圖像疊加在真實(shí)世界上，而MR是現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界的融合，以產(chǎn)生新的環(huán)境和可視化效果，令實(shí)物和數(shù)字對(duì)象共同存在并實(shí)時(shí)互動(dòng)。

為什么選擇數(shù)字孿生？

數(shù)字孿生技術(shù)具有巨大的潛力，可應(yīng)用于不同的行業(yè)、部門(mén)和城市，以?xún)?yōu)化生產(chǎn)力和提升效率。圖3顯示了公共和私營(yíng)部門(mén)中數(shù)字孿生的潛在使用案例，以及個(gè)人與數(shù)字孿生的互動(dòng)。

除了應(yīng)用于公共和私營(yíng)部門(mén)外，還有一些來(lái)自世界各地的例子：

新加坡

Virtual Singapore（虛擬新加坡）是一個(gè)數(shù)字平臺(tái)，作為智慧國(guó)家計(jì)劃的一部分，它讓公眾、企業(yè)、政府和研究機(jī)構(gòu)能夠使用大型的新加坡城市模型來(lái)獲取靈感，建立解決方案并運(yùn)行模擬測(cè)試。Virtual Singapore提供了一個(gè)協(xié)作平臺(tái)，協(xié)助在基礎(chǔ)設(shè)施和資源管理、城市規(guī)劃等領(lǐng)域做出長(zhǎng)期決策。其功能包括虛擬實(shí)驗(yàn)，以虛擬測(cè)試進(jìn)行服務(wù)驗(yàn)證、規(guī)劃、決策和研發(fā)。

澳大利亞?

澳大利亞新南威爾士州政府已啟動(dòng)了悉尼西部地區(qū)建筑和自然環(huán)境的虛擬4D模型，其中包含建筑物、地層平面圖、地形、物業(yè)邊界和公用事業(yè)（例如電力、自來(lái)水和下水道）等數(shù)據(jù)。4D模型是帶有時(shí)間的3D描繪，因此用戶(hù)可以根據(jù)歷史或未來(lái)場(chǎng)景創(chuàng)建模型。該模型的主要優(yōu)點(diǎn)是讓城市規(guī)劃師、地產(chǎn)商和政策制定者做出更明智的決策，將公共機(jī)構(gòu)和私營(yíng)部門(mén)的數(shù)據(jù)匯總，從而更好地預(yù)測(cè)和管理交通擁堵、監(jiān)測(cè)土地覆蓋和結(jié)構(gòu)變化以及預(yù)測(cè)山火。

印度

印度阿馬拉瓦蒂（Amaravati）是第一個(gè)由數(shù)字孿生衍生的發(fā)展中城市。它使規(guī)劃人員、建筑師、工程師和政策制定者能夠齊心協(xié)力實(shí)現(xiàn)政策、社會(huì)和財(cái)務(wù)目標(biāo)，亦可讓他們預(yù)先建立場(chǎng)景以?xún)?yōu)化結(jié)果，并配合變化進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整。計(jì)劃納入數(shù)字孿生的新數(shù)字化服務(wù)和功能包括：實(shí)時(shí)施工進(jìn)度監(jiān)控、環(huán)境和健康監(jiān)控、交通監(jiān)控及模擬、先進(jìn)的微氣候和氣候變化監(jiān)測(cè)與模擬、數(shù)字建筑許可證提交、數(shù)字分區(qū)規(guī)劃、障礙/環(huán)境/交通和其他合規(guī)相關(guān)的初步分析，以及阿馬拉瓦蒂公民的數(shù)字孿生用戶(hù)ID方案。

打造大灣區(qū)為真正的智能區(qū)域

建設(shè)粵港澳大灣區(qū)是一項(xiàng)國(guó)家戰(zhàn)略，旨在促進(jìn)大灣區(qū)“9+2”城市之間的緊密合作與協(xié)調(diào)，最大程度地提高大灣區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)力。技術(shù)和數(shù)據(jù)的運(yùn)用顯然是增強(qiáng)大灣區(qū)連通性的關(guān)鍵推動(dòng)力。跨境合作對(duì)于增強(qiáng)大灣區(qū)的資本流動(dòng)、促進(jìn)創(chuàng)新、信息和資本交換尤其重要。其中，信息流動(dòng)的速度、多樣性和安全性在經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展過(guò)程中至關(guān)重要。在區(qū)域范圍內(nèi)應(yīng)對(duì)氣候變化、人員和貨物的跨境流動(dòng)等挑戰(zhàn)也將需要共享數(shù)據(jù)，以便實(shí)現(xiàn)集體解決方案。

除了實(shí)體基礎(chǔ)建設(shè)和連接性之外，粵港澳大灣區(qū)的數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)也是重要的軟基礎(chǔ)設(shè)施，可將大灣區(qū)打造為真正的智能區(qū)域，并為協(xié)同管理大灣區(qū)智慧區(qū)域奠定基礎(chǔ)。

普華永道觀點(diǎn)

數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)是智能區(qū)域的重要軟基礎(chǔ)設(shè)施。在應(yīng)用數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)智慧城市時(shí)，通過(guò)逐步建立通用標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)調(diào)監(jiān)管框架，盤(pán)點(diǎn)足以支持?jǐn)?shù)字孿生應(yīng)用的有效數(shù)據(jù)，確定應(yīng)采用的數(shù)字孿生模型，并確保針對(duì)數(shù)字孿生的管治架構(gòu)準(zhǔn)備就緒，以平衡效益和資源需求。普華永道建議，在應(yīng)用數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)智能城市時(shí)，需考慮以下四個(gè)主要事項(xiàng)：

清晰的愿景和KPI：參與者必須對(duì)實(shí)施數(shù)字孿生的預(yù)期結(jié)果達(dá)成共識(shí)（并適當(dāng)考慮資源限制），并制定一套適當(dāng)?shù)腒PI，以反映數(shù)字孿生將帶來(lái)的價(jià)值。

現(xiàn)有數(shù)字孿生和數(shù)據(jù)的盤(pán)點(diǎn)：能夠同步和集成現(xiàn)有的數(shù)據(jù)（以不同的格式顯示并存儲(chǔ)在不同細(xì)化級(jí)別的系統(tǒng)中）是建立成功數(shù)據(jù)模型的關(guān)鍵，從而準(zhǔn)確反映歷史數(shù)據(jù)和當(dāng)前信息，并有助于將來(lái)的方案規(guī)劃。對(duì)數(shù)字孿生和數(shù)據(jù)進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)將有助于理解當(dāng)前的采用情況并識(shí)別出可用于支持未來(lái)實(shí)施的有效數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)治理與監(jiān)管：為了確保數(shù)據(jù)環(huán)境的高度安全性、隱私性和豐富性，需要設(shè)定政策和標(biāo)準(zhǔn)，以闡明如何收集、交換、分發(fā)數(shù)據(jù)以及如何傳播和使用信息。創(chuàng)建受信任和受監(jiān)管的流程是建立強(qiáng)大數(shù)據(jù)環(huán)境的關(guān)鍵，該環(huán)境將推動(dòng)數(shù)據(jù)和數(shù)字孿生的使用。

量身定制的實(shí)施方法：數(shù)字孿生的建立沒(méi)有“一刀切”的方法，每個(gè)城市都需要參照當(dāng)?shù)氐那闆r進(jìn)行規(guī)劃。當(dāng)?shù)丨h(huán)境決定了數(shù)字孿生模型（和混合模型）的應(yīng)用以及數(shù)字孿生計(jì)劃的實(shí)施時(shí)間表。