數字雙胞胎，或稱為數字孿生（digitaltwins，dt）是具備資料功能的城市模型，城市管理者可運用這些模型來**模擬現實世界中從道路交通到自然災害的各類城市壓力源。據聯合國**分析，到2023年，全球三分之二的人口將生活在城市地域，這將致使全球將出現43個特大城市（城市地域的居民超過1000萬）。人類活動的這種聚集呈現出嚴重影響運輸、公用事業和通訊系統的潛力。再加上與氣候變化和全球大流行相關的迫在眉睫的挑戰，城市居民將面臨著極大規模的不確定性。
在城市人口激增的同時，感測器和資料採集裝置也在激增。到2023年，物聯網（iot）預期將拓展到將近420億個互聯裝置，形成79兆位元組以上的資料。（1zb為1萬億gb。）如果進行周密的應用，這些海量的資訊可以用於更好的理解、規劃和確定城市應對機制的優先順序。通過更清晰明了地視覺化資料並將其與實際挑戰相對應，我們可以塑造未來。
1、歡迎來到數字孿生（dt）時代！
dt是城市中心及其複雜系統的數字或3d視覺化。該工具使城市管理者可以模擬支援短期和長期計畫與響應的方案。通過整合有關現實世界物件（如建築物、樹木、行人路）和基礎設施要素（如水管、下水道系統、連線管道）的資料，以及相關靜態資料（如許可法規、建築法規）和在處理時處理的動態資料資料採集（也稱為邊緣資料，如天氣狀況、行人交通計數、車輛行駛等），城市規劃人員可以實時勾畫出城市的運**況。這種虛擬環境可以實時反映現實，並測試和**分析潛在性的可能結果。
dt解決方案已在先進製造業中運用了將近20年，但如今僅在某些大小的城市級別上運用。直至近期，在許多城市範疇內壓根還沒有實現所有這些功能所需的技術能力。這種先進的資料視覺化工具依賴於先進的感測器技術以及高水平的資料採集、優化和分析，這需要海量的計算能力和頻寬。既然5g網路正在全球各國各地的城市中推廣，我們最終應該有能力實現dt解決方案的真正潛力。
2、5g助力dt
伴隨著新一代網際網路連線5g的普及，網速和容量將迅速提公升。5g可以將iot提公升到乙個新的水準並實現大規模邊緣計算，進而使dt解決方案變得可行，這是智慧型城市的基礎構建塊，在這些城市中，互聯的技術和資料可以解決城市運營並解決居民的生活品質。在5g之前的世界中，城市可以採集有關行**量、車輛流量或水流量的資料，但是處理和傳輸會因網路容量而變慢。由於5g的速度、頻寬和可支援的連線裝置數量的顯著增加，因此可以近乎實時地處理、傳輸和分析海量資料。實際用例可以包含事前準備，實時協作和對自然災害的響應以及優化城市運營。
3、災害應對
災難響應全都在於了解當前狀況，掌握未知因素以及清晰，迅速地進行溝通。考慮到錯綜複雜的行政層級關係，醫療保健提供者和物流公司，應對工作通常比起協調工作更像是爭奪戰。通過在颶風等危險事件出現之前構建虛擬副本，dt可以幫助緩解這種混亂並支援響應策略。比如，模擬海浪和大風對現有土地和基礎設施的影響可以幫助**分析核心要素，比如電網強度、必要的疏散工作以及對建築物的潛在破壞。彙總這些分析資料有助於領導者識別可能的問題，明確行動計畫的優先順序並潛在地避免生命損失。
dt也可以作為核心支援機制來繪製核心資產並在出現災難性事件時實時跟蹤它們。由於已經設計了框架，並且已經合併了資料集，因此可以迅速通知各類利益相關者，並且可以更輕鬆地就運輸食物、明確輸電線和挽救生命做出決策。
4、出行和運輸
證明啟用5g的dt的價值並不會形成災難。自動駕駛汽車的興起為在無風險的數字城市環境中測試這一新興技術提供了乙個很好的場景。虛擬環境比城市街道更適用於幫助規劃人員從迅速變化的引數中學習。可以在幾分鐘內引入、實施和審核各類方案，而不會形成不利的人類影響。dt允許城市重新構建出行夢，並嘗試新的辦法來解決交通擁擠。想象一下，城市可以避免由於建築或天氣條件而造成 的車道停車，或者使急救人員可以迅速安全地處理交通事故。
dt也有利於檢驗新方法和新技術。是否還記得共享單車和拼車公司之類的替換交通方式何時開始達到頂峰？比如，拼車的引入使許多城市領導人猝不及防，騎手的便捷有時候會給駕駛者帶來極大的干擾。dt可能揭示了潛在性的情況並構建了更成功的實施方案。預先考慮與停車、包裹遞送等相關的新進展。借助於實時資訊，送貨司機可以優化路線並**分析各類包裹送貨選項，可以幫助物流公司**模擬最佳和次優方案。更好的資訊將帶來更好的計畫方案。
5、可持續的城市景觀
dt技術還可以加強人們對在特定城市區域投資，在哪投資以及投資多少以緩解環境問題的普遍了解。通過使用**分析的交通流量和空氣質素對城市街道設計進行建模，城市可以優化其模型並更精確地**分析特定響應的結果，比如封閉街道或降低速度限制，以及增加關鍵的綠色基礎設施（如電動汽車充電站）。房地產開發商和設計師可以在規劃過程中使用dt，以幫助確認如何提高能源效率。通過對建築設計元素（比如太陽能電池板或屋頂花園）或可持續建築材料（比如自動調光玻璃或增加照明系統的照明系統）進行建模，dt可以支撐對經濟沒有不利影響的環保決策。在構建昂貴的系統之前，可以對可持續性措施進行建模。
6、digitaltwins和5g的下一步是什麼？
很明顯，dt可以在確認城市的下一步發展中發揮出重要作用。通過共享資訊、案例研究和早期成果，我們可以提公升對該功能強大工具的認識。與此同時，尤為重要的是，繼續構建dt所依賴的5g基礎設施。市領導可以通過標準化許可流程和簡化政策來支撐這項工作，以便於運營商可以清晰地知道如何投資和加速部署。
伴隨著全球城市化，愈來愈多的城市將達到需要新解決方案的能力。迫切需要並且將繼續需要採集資料，優化其有用性並視覺化如何將其應用於城市挑戰，比如災難響應、交通運輸和可持續性。dt可以通過為社群領導人提供資料和分析手段來改善跨部門的決策和規劃，進而在極大程度上幫助城市發展。視覺化未來會限制基於過時資訊或錯誤假設進行難忘投資的風險。最重要的是，它可以幫助提公升人們想象人口行為和參與的效率和新方法，並避免災難性破壞和生命損失。因此，dt解決方案可以真正實現美好的未來。
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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...