數字孿生城市概念與執行機理

2022-09-11 11:39:12 字數 1708 閱讀 3241

數字孿生這一概念起源於航空航天、工業領域,並且隨著資訊科技的發展,逐漸落地各行各業,數字孿生城市也成為了乙個新的風口。數字孿生城市強調建立乙個與物理城市實時互動的虛擬城市,精準對映物理城市運**況,形成虛實互動格局,以提公升、優化城市的綜合治理規劃水平。

數字孿生城市概念

越複雜的系統建立數字孿生體後管理效率提公升越高,收益越大,而城市就是最為複雜而龐大的系統,隨著城市規模的擴張和發展,城市執行之中會遇到交通堵塞、公共服務短缺、環境約束等一系列問題。建立乙個與物理城市並行的孿生虛擬城市,將城市建設規劃、管理執行等在虛擬世界進行仿生,會大大提公升城市效率,減少資源損失。數字孿生城市應運而生。

根據中國信通院的描述,數字孿生城市可以廣泛理解為通過對物理世界的人、物、事等所有要素數位化,在網路空間再造乙個與之對應的「虛擬世界」,形成物理維度的實體世界和資訊維度上的數字世界同生共存、虛實交融的格局,實現城市全要素數位化和虛擬化、城市全狀態實時化和視覺化、城市管理決策協同化和智慧型化。

本文研究的數字孿生城市指數字孿生技術在城市規劃、建設、管理過程中的綜合應用,而不細化到具體行業。通過建立能感知現實城市變化並進行智慧型管控的虛擬孿生城市模型,實時反映城市基礎設施執行狀態,提公升城市執行綜合水平和智慧型決策能力。

數字孿生城市執行機理

數字孿生城市技術架構由三部分組成,融合多種資訊科技體系,其中數字孿生城市模型平台是構建核心

數字孿生城市技術體系複雜,幾乎融合了現有所有資訊通訊技術手段。技術框架主要由三部分構成,基礎設施端、資訊中樞端和應用服務端,通過物理城市資料收集、傳輸、處理、數字城市視覺化呈現,實現城市智慧型管理。構建核心是高精度、多耦合的數字孿生城市模型平台,該模型在城市資訊模型cim的基礎上將智慧型感知的城市資料實時反映到3d城市模型上。

基礎設施端主要負責城市資料的收集與傳輸,通過bim、gps等技術收集城市基礎空間和3d模型等靜態資料;通過智慧型感知裝置,包括感測器等,獲取城市基礎設施、道路交通、自然環境等動態資訊。通過全通達、全接入的的移動網際網路、局域無線網等泛在高速、多網協同城市智慧型網路進行資料即時傳輸。

資訊中樞端進行資料接收、處理、傳導。全域全量的城市資料是數字孿生城市構建基礎,需要建立資料管理平台,通過多層次資料融合框架將**不同、型別不同的多源異構資料接收整合,並以資料流的方式傳輸到城市模型,即數字孿生城市模型平台。依靠高效能協同計算分析,以視覺化方式呈現和表達城市狀態,分析城市空間場景。

應用服務端是數字孿生城市模型的實際應用。在數字孿生城市模型中建立智慧型操控體系,實現對智慧型市政設施、交通設施等裝置的遠端操控。通過計算機視覺、機器學習、知識圖譜等人工智慧技術整體認知城市狀態,洞悉城市執行規律,制定最優決策。

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數字孿生技術助力孿生新時代與智慧型城市的整合

智慧型城市是把新一代的資訊科技靈活運用在城市中各個行業基於知識社會新一代創新 創新2.0 的城市資訊化管理高等級形態,實現資訊化 工業化與城鎮化緊密結合,有利於緩解 大城市病 提公升 城鎮化品質,實現精細化和動態管理,並提公升城市管理效果和改善群眾生活品質。2014年,安東尼 湯森在 智慧型城市 中...

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