城市數字孿生標準化白皮書（2022版）

來源：全國信標委智慧城市標準工作組時間：2022-01-11 17:20:37 作者：

　　城市數字孿生通過在數字空間對城市物理空間和社會空間進行全要素表達、全過程呈現、全周期可溯，實現城市全面感知、虛實交互、智能決策、精準控制，推動城市智能化、智慧化發(fā)展。

　　當前，城市數字孿生已經發(fā)展成為支撐智慧城市的重要技術手段。為做好城市數字孿生標準化工作整體規(guī)劃，有序推動相關標準制定與應用實施工作，全國信標委智慧城市標準工作組組建了城市數字孿生專題組，并聯合相關單位編制了《城市數字孿生標準化白皮書（2022版）》。

　　白皮書在系統(tǒng)研究城市數字孿生內涵、典型特征、相關方等基礎上，構建了城市數字孿生技術參考架構，梳理了城市數字孿生關鍵技術和典型應用場景，總結了城市數字孿生發(fā)展現狀、發(fā)展趨勢、面臨的問題與挑戰(zhàn)及國際國內標準化現狀。在此基礎上，白皮書探索形成了“城市數字孿生標準體系總體框架（1.0版）”，并提出了擬研制標準建議和標準化工作建議。白皮書構建了城市數字孿生標準化路線圖，為后續(xù)相關標準研制、應用實施指明了方向。

　　城市數字孿生典型特征

　　全面感知：城市數字孿生以全面感知為前提。城市是一個復雜巨系統(tǒng)，時刻處于發(fā)展變化中，必須時刻掌握物理城市的全局發(fā)展與精細變化，實現孿生環(huán)境下的數字城市與物理城市同步運行。

　　精準映射是構建數字世界并建立數字世界與物理世界緊密關系的過程。

　　智能推演是城市數字孿生具備智慧能力的體現，是實現對物理城市進行科學預測、指導與優(yōu)化的關鍵。

　　動態(tài)可視：指通過將感知的多源數據進行數字化建模和可視化渲染，城市數字孿生提供了全要素、全范圍、全精度真實的渲染效果，實現全空間信息和城市實時運行

　　虛實互動：指物理空間與數字空間的互操作和雙向互動，借助物聯網、圖形/圖像、AR/VR、人機交互等領域技術的協同和融合，實現城市級虛實空間融合、控制與反饋等能力。態(tài)勢的動態(tài)展示。

　　協同演進是城市數字孿生具有高階智慧能力的體現。城市數字孿生過程中，物理城市與數字城市在城市運行、數據、技術、機制等方面存在長期協同關系，長期相互反饋、相互影響。

多維度構建參考架構，立體刻畫城市數字孿生內涵

　　白皮書對“城市數字孿生”概念進行了系統(tǒng)地梳理和分析，創(chuàng)新性地從概念、技術、相關方等不同視角構建了城市數字孿生參考架構。

　　白皮書認為，城市數字孿生是利用數字孿生技術，以數字化方式創(chuàng)建城市物理實體的虛擬映射，借助歷史數據、實時數據、空間數據以及算法模型等，仿真、預測、交互、控制城市物理實體全生命周期過程的技術手段，可以實現城市物理空間和社會空間中物理實體對象以及關系、活動等在數字空間的多維映射和連接。

　　從概念視角，城市數字孿生以城市物理空間、社會空間以及數字空間在時間維度和空間維度更加精準的映射、更加緊密的聯接和更加多維的聯動，實現三元空間的協同演進和共生共智，滿足“人”在城市生活、生產、生態(tài)的各類需求，服務“以人為本”的智慧城市建設初心。

圖1 城市數字孿生概念模型

　　從技術視角，需對物理空間以及社會空間中的物理實體對象、事件對象以及關系對象進行數字空間的虛擬表達以及映射，通過信息基礎設施的轉化傳輸以及處理形成數據資源，在通用服務能力的支撐下進一步融合數字孿生技術形成能夠對外提供的數字孿生服務，并通過交互服務實現與上層應用場景的融合。同時，需提供立體化安全管理以及全生命周期的運營管理，保障數字空間各類資產以及服務的安全高效運行。