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創(chuàng)新時(shí)空智能耦合技術(shù) 賦能數(shù)字孿生城市建設(shè)_焦點(diǎn)快報(bào)

來源：中關(guān)村在線　2023-05-17 12:56:39

鄔倫

北京大學(xué)教授、國(guó)際歐亞科學(xué)院院士

(資料圖)

摘要:

城市是像人體一樣的運(yùn)行體、有機(jī)體、智能體。新一代的智慧城市建設(shè),需要融合3S(3S是遙感(RS)、“全球定位系統(tǒng)”(GPS)和“地理信息系統(tǒng)”(GIS)3項(xiàng)技術(shù)的集成)、社會(huì)感知、物聯(lián)感知、CIM/BIM、大數(shù)據(jù)、人工智能、VR等方法,創(chuàng)新時(shí)空智能耦合與城市數(shù)字孿生技術(shù),重點(diǎn)強(qiáng)化建設(shè)城市泛在感知與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力、虛實(shí)結(jié)合雙向映射與數(shù)據(jù)挖掘知識(shí)發(fā)現(xiàn)能力、全生命周期模擬仿真能力、以及綜合態(tài)勢(shì)研判與智慧管理決策能力,進(jìn)而構(gòu)建時(shí)空智能體使城市治理全過程、全要素、全方位、全時(shí)空得以智能化提升,以達(dá)到新時(shí)期城市治理“一網(wǎng)統(tǒng)管”和“人民城市為人民”的新高度。

正文:

2023年《數(shù)字中國(guó)建設(shè)整體布局規(guī)劃》發(fā)布,要求數(shù)字化建設(shè)要從單點(diǎn)突破到體系化發(fā)展。城市是構(gòu)成“數(shù)字中國(guó)”建設(shè)的重要基礎(chǔ)單元,新一代的智慧城市建設(shè),要通過“數(shù)字孿生”技術(shù),對(duì)物理城市的人、物、事等數(shù)字化,塑造出與之對(duì)應(yīng)的虛擬城市,強(qiáng)化虛實(shí)之間的雙向映射、動(dòng)態(tài)交互和實(shí)時(shí)聯(lián)系。

“數(shù)字孿生”是智慧城市的新階段、新模式和新高度,將城市作為像人體一樣的運(yùn)行體、有機(jī)體,通過全面實(shí)時(shí)感知與虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)聯(lián)映射,使我們能更深刻及時(shí)地刻畫和理解城市狀態(tài)及規(guī)律,走出只有局部沒有綜合、缺乏時(shí)空耦合與預(yù)見性造成的“頭疼醫(yī)頭、腳疼醫(yī)腳”、“事后諸葛亮”等決策困境,實(shí)現(xiàn)由靜態(tài)信息向動(dòng)態(tài)體征,由被動(dòng)響應(yīng)到主動(dòng)預(yù)防,由片面事務(wù)到系統(tǒng)綜合的創(chuàng)新發(fā)展,達(dá)到科學(xué)決策、精細(xì)及時(shí)的城市建設(shè)、智慧管理與運(yùn)行服務(wù)新境界,更好地實(shí)現(xiàn)人民城市為人民的發(fā)展目標(biāo)。

因此,需要重點(diǎn)強(qiáng)化新一代城市感知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、新一代城市信息骨骼、新一代城市態(tài)勢(shì)分析腦、新一代城市協(xié)同運(yùn)行腦四個(gè)方面的能力建設(shè)。

新一代城市感知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò):立體化的廣義時(shí)空感知網(wǎng)

在萬物互聯(lián)全面感知的時(shí)代,打造由遙感、社會(huì)感知、物聯(lián)感知及各業(yè)務(wù)系統(tǒng)等構(gòu)成“廣義時(shí)空感知網(wǎng)”,實(shí)現(xiàn)智能的城市信息采集與監(jiān)控,使城市具備泛在感知與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力。(見圖1)

圖4基于模型庫(kù)的城市河流污染、洪澇與泥石流等災(zāi)害模擬預(yù)測(cè)

新一代城市協(xié)同運(yùn)行腦:智慧城市智能決策平臺(tái)

提供及時(shí)甚至有預(yù)見性的快速響應(yīng)和協(xié)同調(diào)度/控制,實(shí)現(xiàn)城市系統(tǒng)高效運(yùn)行,使城市具備綜合態(tài)勢(shì)研判與智慧管理決策能力。打通數(shù)字孿生智慧城市“感知-仿真-干預(yù)-反饋”全流程,建立“一網(wǎng)統(tǒng)管”的智慧城市全生命周期智能決策平臺(tái)。以城市運(yùn)行指標(biāo)體系為基礎(chǔ),面向多時(shí)段、多區(qū)域的運(yùn)行管理監(jiān)測(cè)要求,構(gòu)建多層次、多主題的指標(biāo)數(shù)據(jù)采集、集成系統(tǒng);以空間聯(lián)機(jī)分析處理技術(shù)為手段,建立城市運(yùn)行指標(biāo)數(shù)的展示、監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng);以動(dòng)態(tài)分析、靈活指揮為要求,建立城市運(yùn)行的指揮協(xié)調(diào)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)城市轄區(qū)全覆蓋的動(dòng)態(tài)運(yùn)行智慧管理。

北京大學(xué)與華為2012實(shí)驗(yàn)室合作,創(chuàng)新了時(shí)空耦合數(shù)字孿生技術(shù),探索性提出城市時(shí)空智能體解決方案?；贕eoSOT網(wǎng)格編碼,構(gòu)建城市人、事、地、物的“時(shí)空智慧孿生引擎”,按照行政管理、職能、空間三個(gè)維度劃分形成數(shù)字孿生立體網(wǎng)格化框架和時(shí)空信息關(guān)聯(lián),通過城市孿生對(duì)象時(shí)空語(yǔ)義感知和挖掘、基于大數(shù)據(jù)融合分析的指標(biāo)化場(chǎng)景和高性能穿透式朔源查詢,構(gòu)建起跨部門跨層級(jí)的立體網(wǎng)格化城市管理新模式,全面實(shí)時(shí)掌控城市運(yùn)行態(tài)勢(shì),顯著提升決策效率和優(yōu)化決策水平。

“數(shù)字孿生”已不僅是一種技術(shù),更是智慧城市發(fā)展的新模式、數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新路徑、推動(dòng)各行業(yè)深刻變革的新動(dòng)力。數(shù)字孿生已成為城市新基建的重要構(gòu)成,城市規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行、管理與服務(wù)全生命周期的虛實(shí)映射和孿生交融,將帶動(dòng)城市治理全過程、全要素、全方位智能化邁上更高臺(tái)階;“數(shù)字孿生”與數(shù)字經(jīng)濟(jì)的結(jié)合,將進(jìn)一步推進(jìn)城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型與高質(zhì)量發(fā)展。

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