數字孿生技術助力孿生新時代與智慧型城市的整合

2021-10-25 06:26:21 字數 3472 閱讀 6724

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。2023年,安東尼·湯森在《智慧型城市》中寫道:數字變革轉型並沒有使城市消失,全球各地的城市都在繁榮發展,這是因為新技術應用讓它們變成更具價值且更高效的場所。」

確實,伴隨著不同時代的新技術應用驅動,智慧型城市的程序,也經過了幾個時代。從早期的資訊化時代的電子政務,再到雲計算等網際網路技術驅動的數字城市,及其移動網際網路推動的無線城市等。但可惜的是,這些圍繞著 城市的it投入,在不斷的重複建設規劃,投入了海量資源,並在炒熱了智慧型城市的理念過後,依然很少有成功的樣板。

也正是為了更好地解決智慧型城市所遭遇的各式各樣的難題,華為在高交會期間舉辦的華為智慧型城市峰會2019上,宣布正式發表智慧型城市最新理念:「5g+ai,開啟智慧型城市孿生新時代」。我們知道,不論是智慧型城市,還是數字孿生本身都不是新穎的理念,數字孿生的智慧型城市的設計思路,也絕不是簡單的資訊化覆蓋的過程,而是把城市規劃、建設規劃、運營管理、綜合治理的底層拉通,來解決城市遭遇的全部實際問題。凱文·凱利曾一度提到「映象世界」的理念,這其實便是數字孿生的另一種表達方式,從這個角度看,華為所倡導的智慧型城市的新孿生時代,何嘗不是用數字孿生,重現了乙個智慧型城市的「映象世界」。

1、智慧型城市變革轉型期之前,這些問題急需解決

傳統的智慧型城市的建設規劃,通常情況下是理想很豐滿,現實很骨感。在2023年底,羅蘭貝格發表過乙個關於智慧型城市的報告,在考察了全世界87個典型的智慧型城市後,平均打分僅為37分(100分制)。以往許多 智慧型城市全部都是專案式的,從單純的建設規劃角度解決了實際行業領域的智慧型需要,但卻沒有從智慧型城市的整體下手,非常容易建成新的智慧型「孤島」,這實際上與智慧型城市的要求是背離的。總的來說,智慧型城市並不是簡單的所有行業資訊化的總和,它應該是對整個城市各個行業數位化能力的一次重新塑造,智慧型城市所遭遇的是系統性的難題,本來就不應從單個的點去突破。

簡單的說,現階段智慧型城市的問題主要有三個:

第一,欠缺頂層設計著手的建設規劃理念。像智慧型城市這樣乙個龐大的工程,務必要有個高屋建瓴式的頂層設計:要由上至下地規劃,從智慧型城市的實際構想,到工程專案的實施和評定標準,再到子系統的配合實施、各環節的互聯互通、交叉資訊的處理等。因此 ,乙個好的頂層設計,是智慧型城市成功的前提條件。

第二,城市的複雜度遠遠地超乎想象。任意乙個城市都包含交通出行、文化教育、環境保護、通訊網路、度假旅遊、工商業等數十個行業,要維持城市的執行,就務必將這麼多個子系統都涵蓋在其中。要讓這些各司其職的系統交匯並融合與協作,就需要在資料層面拉通,並通過一種「數字平台」的建設規劃來進行賦能。

第三,以往智慧型城市建設規劃的技術體系並不是很完善。以物聯網技術為例,它本身是好技術,但為何十多年過去了,物聯網工程專案反饋的效果都比較差?是因為感知只不過是第一步,通訊網路是物聯網的瓶頸,再好的資料,如果傳不回去就喪失了價值。但是我們也應當看到,伴隨著基礎設施雲化,大資料分析、人工智慧在各場景逐漸成熟,5g方興未艾,iot漸入佳境。智慧型城市建設規劃的變革轉型期也即將來臨。

2、數字孿生與智慧型城市怎樣更好的融合?

簡單地說,數字孿生,是通過對物理世界的人、物、事件等全部要素數位化,在網路空間重塑乙個與之對應的「虛擬世界」,從而產生物理維度上的實體世界和資訊維度上的虛擬世界同生共存、虛實融合的格局,這是用數位化方式為物理物件構建虛擬模型,從而來模擬其在現實環境中的行為。

如果基於數字孿生城市技術,總體城市建設運營管理邏輯將完全重新構建,將重新定義物理城市與數字城市的關係。能夠想象,未來的數字孿生城市會與真實城市1:1高擬真虛擬重建,從極致的城市場景和資料視覺化、物聯控制,到**,到**、決策,再到優化治理的良性系統,提前預演城市建設方案以及**結果,來高效地指導真實城市建設。這是多麼值得期待的未來。

而華為對「智慧型城市孿生新時代」的定義則是:以5g和ai等技術手段重新塑造城市要素,標籤化、數位化、平台化地建立物理城市的數字孿生映象;以城市數字平台支撐城市服務重新塑造,服務數位化、智慧型化;以人為本,場景驅動,融合虛擬與現實,數位化場景與物理場景融合化;城市數字孿生一體化,以新思維重新塑造城市規劃、管理、協作及發展。不難發現,華為所理解的數字孿生城市,一站式解決了智慧型城市所遭遇的許多問題。

首先,「孿生新時代」這是乙個總體性的建設規劃綱領,這就解決了以往智慧型城市難以作到從頂層設計著手的老問題,同時,這種平台化的思路也避免了子系統的重複建設規劃。其次,以城市數字平台支撐城市服務重新塑造,能夠將錯綜複雜的跨行業,跨部門,跨平台的行業應用,通過數位化場景和物理場景的融合加以解決,這就解決了智慧型城市建設規劃,不同委辦局之間難以協作的難題。最後,5g和ai技術的融合,真正的作到了讓智慧型城市不再存有技術上的薄弱點。5g所帶來的大頻寬,低時延,和廣覆蓋這種突破性的改變,加上ai技術賦能的智慧型化,讓城市能夠獲得真正的的「智慧型」。

3、華為的數字孿生新時代有哪些不同?

雖然,數字孿生來建立智慧型城市在業內早已成為一種共識,但並沒有哪一家企業給出過實際的方**。物理世界的任何事物都能在數位化世界作到資訊可查、軌跡可循,這當然是好事,但是,怎樣與智慧型城市進行有機的融合呢?華為將數字孿生城市,劃分為資料資訊孿生,能力孿生,場景孿生,和價值孿生四個等級。並通過新聯接、新智慧型、新體驗和新價值的四大解決方案與之對應。

首先,將5g、iot、cim(城市資訊模型)等技術相結合,能夠更廣域地收集城市全景資料資訊,建立真正意義上的數字孿生,並以此來建立物理城市的數字孿生影像。與之對應的,便是新聯接。「新聯接賦能資料資訊孿生」,包括5g、wifi6、光纖連線、iot聯接及物聯感知設施,建立城市聯接網路基礎。從「聯接」到「新聯接」,擴充套件聯接範圍到「賦能資料資訊」的基礎設施及智慧型技術。

其次,場景孿生是以城市場景為驅動,以ai為引擎,基於數字平台對外開放的能力,匯聚合作夥伴打造出百花齊放的業務。「新體驗賦能場景孿生」,多業務集結成場景,承載人、物、事、場、關聯、規則等實體的活動,包括文化教育、交通出行、街道社群、城市管理等不同場景,落地以自有方案及合作夥伴聯合方案。此外,以「屏」拓展新場景,連線華為萬物互聯載體,包括手機、智慧型屏、攝像頭、感測器及移動執法終端等,打造出物理與數字的無縫連線。

再來,價值孿生,是城市數字孿生一體化,重新塑造城市規化、管理、協同及發展。此外,基於數字平台提供的能力,華為的生態夥伴能夠更高效地圍繞著 城市場景開發設計百花齊放的業務應用,進而提高城市主體獲得感。能力孿生是以城市數字平台為孿生城市提供基礎性資源統籌與基於ai的應用使能能力。數字平台能夠對資料資訊進行加工處理之後,能夠給城市形成標準規範的資料資產,支撐城市各個行業業務應用。這就是新智慧型,「新智慧型賦能服務孿生」,抽象出能力層,以華為沃土數字平台統籌新技術重新構建能力平台,新技術包括ai、大資料、邊緣計算、5g、區塊鏈等。

「新價值賦能城市孿生」,以整體思維考慮城市需求,從城市規劃、城市建設、城市治理到城市發展多維度,以ioc為載體,拓展到無人機、遙感高分等場景,為城市創造更多的價值。智慧型城市孿生新時代,能夠帶來三個價值:其一,基於數字孿生更多維獲得城市資料資訊;其二,數字平台讓城市資料資訊充分發揮最大的價值;其三,城市數字孿生一體化,能夠重新塑造城市規化、管理、協同及發展。這一套方**還原的城市「映象世界」,將會迎來乙個真正屬於智慧型城市的新時代。

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