在人類五千年文明的長河中，城市一直扮演著文明坐標(biāo)的角色。它伴隨人類文明的進(jìn)步而發(fā)展，人類文明也因它而更加多姿多彩，而現(xiàn)代社會的發(fā)展更是以城市為核心的。
智慧城市、數(shù)字城市是城市發(fā)展的高級階段，而數(shù)字孿生城市是智慧城市的升級版，數(shù)字城市的演進(jìn)。
2022年12月22日，以“政企深度用云，釋放數(shù)字生產(chǎn)力”為主題的華為云Stack戰(zhàn)略暨新品發(fā)布會在線上舉辦。會上邀請上海市經(jīng)濟(jì)信息化委信息化推進(jìn)處副處長陳斐斐女士、同濟(jì)大學(xué)中國(上海)數(shù)字城市研究院執(zhí)行院長陳啟軍先生、華為云Stack首席產(chǎn)品專家徐俊先生，共同暢想城市數(shù)字孿生帶來的美好未來城市藍(lán)圖。
城市數(shù)字孿生，城市智慧治理的“超能力”
城市是人類文明的坐標(biāo)，也是一個復(fù)雜的巨系統(tǒng)，涉及到經(jīng)濟(jì)、生活和政務(wù)等多個方向、多個行業(yè)場景之間的交叉與融合。如今，城市數(shù)字化的目標(biāo)不僅僅是做好城市治理，更要推動產(chǎn)業(yè)升級。
數(shù)字孿生城市是智慧城市的升級版，數(shù)字城市的演進(jìn)。它能夠匯聚城市建設(shè)、運(yùn)行、發(fā)展與更新的多源實(shí)時全量大數(shù)據(jù)，對城市海量多源異構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，構(gòu)建數(shù)字孿生城市四維空間底座，全面掌控城市的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對城市的一體化、精細(xì)化管理，提高城市智慧治理能力。
通過數(shù)字孿生，能夠?qū)崿F(xiàn)將城市管理的模式從線下搬遷到線上，虛實(shí)對應(yīng)、精準(zhǔn)映射，以數(shù)據(jù)驅(qū)動實(shí)現(xiàn)全方位感知、全時空體驗(yàn)、全領(lǐng)域賦能，讓城市具備過去可追溯、現(xiàn)在可感知、未來可推演的“超能力”，助力城市高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。
上海市經(jīng)濟(jì)信息化委信息化推進(jìn)處副處長陳斐斐女士表示：“城市數(shù)字孿生是通向未來數(shù)字城市的新技術(shù)，是數(shù)字技術(shù)的再升級，更是新興數(shù)字城市的公共供給，未來還將成為數(shù)字城市的新型底座。可以說，城市數(shù)字孿生讓城市更聰明、更智慧，讓生活更美好。”
“根基不穩(wěn)，缺少靈魂”成為核心問題
城市數(shù)字孿生目前仍然處于探索期，面臨內(nèi)涵不科學(xué)、認(rèn)識不統(tǒng)一、關(guān)鍵問題不清晰等挑戰(zhàn)，容易形成類似盲人摸象的片面理解。其中，最關(guān)鍵的問題是：缺乏系統(tǒng)的、問題導(dǎo)向的、融入新技術(shù)的頂層設(shè)計(jì)和“根基不穩(wěn)，缺少靈魂”。
其中，“魂”指的是像城市這類復(fù)雜巨系統(tǒng)，要素多、問題多、不確定多，跨領(lǐng)域、跨學(xué)科，需要一套系統(tǒng)性的理論和方法。
而“根”則是指，現(xiàn)在數(shù)字孿生相關(guān)的軟件根技術(shù)，主要依賴工業(yè)軟件巨頭供給。一方面工業(yè)軟件不能完全匹配城市數(shù)字孿生場景的訴求，另一方面是高昂的建造成本并不適合在國內(nèi)高密度大型城市規(guī)模化的復(fù)制和推廣。
同濟(jì)大學(xué)中國(上海)數(shù)字城市研究院執(zhí)行院長陳啟軍表示：“城市數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，需要強(qiáng)化多學(xué)科的交叉融合、深化城市復(fù)雜巨系統(tǒng)的理論供給、攻關(guān)創(chuàng)新關(guān)鍵共性技術(shù)、以及研制自主創(chuàng)新的城市數(shù)字孿生開發(fā)工具和系統(tǒng)。”
打造共性技術(shù)平臺，筑穩(wěn)數(shù)字孿生城市之“根”
華為云很早就將數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)制造場景，但是在城市場景的應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)了新的問題和挑戰(zhàn)：
首先是城市建模精度要求更高，城市是由“人物地事情”多種不同尺度對象組成的生命體，很多核心場景要求厘米級精度，這對傳統(tǒng)技術(shù)提出很大挑戰(zhàn)。
其次，除了高精度要求外，對建模的速度也有很高的要求。傳統(tǒng)方式對100平方公里進(jìn)行建模，可能要100多天，意味著一年只能做2到3次的模型刷新，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了孿生城市對運(yùn)行狀態(tài)動態(tài)更新的要求。
華為云Stack推出城市數(shù)字孿生解決方案，致力于打造城市數(shù)字孿生共性技術(shù)底座，全面賦能水利、環(huán)保、交通等行業(yè)場景創(chuàng)新，激發(fā)城市新活力。
城市數(shù)字孿生解決方案主要由1個全要素聯(lián)接，2個核心引擎，3個建模產(chǎn)線組成。其中時空計(jì)算引擎可基于云地圖服務(wù)幫助客戶聚合地圖數(shù)據(jù)和應(yīng)用生態(tài)，提供高效、高精度的時空處理、分析、可視等一站式時空信息服務(wù)；城市智能中樞則基于全棧AI能力，實(shí)現(xiàn)城市運(yùn)行數(shù)據(jù)的智能感知、分析和決策。
通過城市數(shù)字孿生解決方案，能夠?qū)崿F(xiàn)1.2厘米的高精度建模，同時基于云上大規(guī)模AI算力和GPU調(diào)度，可以有效將建模效率提升10-20倍，使得更真實(shí)地表達(dá)城市運(yùn)行狀態(tài)變成可能。
坐落在東莞松山湖的華為溪村 “歐洲小鎮(zhèn)”就率先將城市數(shù)字孿生解決方案應(yīng)用其中。“歐洲小鎮(zhèn)”有12個組團(tuán)，每個組團(tuán)都是一種獨(dú)特的歐式風(fēng)格，每個建筑又有獨(dú)特的外立面和尖屋頂設(shè)計(jì)，這種異形設(shè)計(jì)對建模來說是巨大挑戰(zhàn)。華為云選擇了其中6個組團(tuán)做實(shí)驗(yàn)，用無人機(jī)采集了6萬多張高清圖片，基于云上建模生產(chǎn)線整體建模，用5小時完成2厘米的高精度建模，真正做到既實(shí)現(xiàn)了高精度，又實(shí)現(xiàn)了高效率。
華為云Stack首席產(chǎn)品專家徐俊表示：“華為云Stack將持續(xù)打磨好城市數(shù)字孿生的一系列根技術(shù)，穩(wěn)固底座平臺的根基、注入孿生體系的靈魂，釋放未來城市數(shù)字生產(chǎn)力。”
會上還透露，由同濟(jì)大學(xué)中國(上海)數(shù)字城市研究院聯(lián)合華為等業(yè)界伙伴共同撰寫的《城市數(shù)字孿生導(dǎo)論》將于近期上市，該書從理念、技術(shù)再到應(yīng)用實(shí)踐全面的闡述了城市數(shù)字孿生發(fā)展展望，將為智慧城市建設(shè)提供參考依據(jù)。
