諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)獲得者約瑟夫·斯蒂格利茨曾說：“中國(guó)的城鎮(zhèn)化與美國(guó)的高科技發(fā)展將是深遠(yuǎn)影響二十一世紀(jì)人類發(fā)展的兩大主題。”
人類文明史上，每次科技大爆發(fā)都會(huì)再次確定全球城市的經(jīng)濟(jì)排名。現(xiàn)如今的信息革命，互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)沿線的人類城市是數(shù)據(jù)資源集中地，約瑟夫·斯蒂格利茨說對(duì)了一半，世界中心正在向中國(guó)的北京、上海、杭州、深圳等千萬人口特大城市轉(zhuǎn)變，城市具有的計(jì)算力總量確定了數(shù)字貿(mào)易發(fā)展的排名與潛力，反過來說經(jīng)濟(jì)蕭條則會(huì)引起“城市收縮”現(xiàn)象。
城市即是“資源高地”，又存有“效率洼地”。經(jīng)過數(shù)千年的發(fā)展，國(guó)人深切感受到交通堵塞、生活不便、環(huán)境惡化等城市之“痛”。人口高度集中進(jìn)一步加重了城市公共資源的供求矛盾，為城市治理者帶來日益嚴(yán)峻的諸多挑戰(zhàn)。我們的城市“生病”了，交通堵塞、環(huán)境污染、治安違法等問題備受群眾詬病。
為解決城市發(fā)展難題，實(shí)現(xiàn)城市綠色發(fā)展，構(gòu)建智慧城市已變成當(dāng)今世界城市發(fā)展不可避免的歷史潮流。近20年來，智慧城市構(gòu)建耗費(fèi)巨資，卻沒能根治“城市病”。那智慧城市其本身究竟是什么呢？
智慧城市并不是簡(jiǎn)單的讓城市變得更美好，而是要讓城市里邊所有的人感覺更加好。但是智慧城市對(duì)于不同的人、不同的角色、處于不同立場(chǎng)，都會(huì)有不同的定義。
小孩子說：“我不想一板一眼地坐在教室里聽課，要是在家里就可以學(xué)習(xí)，能向老師提問，還能跟小伙伴們交流，那就是智慧城市。”
上班族說：“路上不那么堵，回家過年購票不那么難，那就是智慧城市。”
消防員說：“最好是沒有火災(zāi)，有煙霧苗頭就好就能自動(dòng)撲滅，但倘若真的有大火了，我們能一路暢通地快速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，這就是智慧城市。”
這樣的實(shí)例難以窮舉，卻全都指向智慧城市的核心特征——以人為本。任何技術(shù)的本質(zhì)，都是要使人變得更加的強(qiáng)大、讓環(huán)境更適宜人的生活、為人提供更多的發(fā)展機(jī)會(huì)、讓人與人之間的交流更加的順暢。
智慧城市是一種發(fā)展目標(biāo)，它是信息時(shí)代的當(dāng)代城市對(duì)于未來的想象，要更加的宜居宜業(yè)，更加的富有活力，更加的具有吸引力和競(jìng)爭(zhēng)力。智慧城市也是一種發(fā)展模式，它要轉(zhuǎn)變過去依賴于資源投入帶動(dòng)城市發(fā)展的粗放型模式，通過對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)多方參與，優(yōu)化資源配置，提升生產(chǎn)效率，用更少的資源創(chuàng)造更多的價(jià)值。
伴隨著互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)技術(shù)的迅猛發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)時(shí)代悄然來臨，構(gòu)建智慧城市的技術(shù)條件現(xiàn)已成熟。互聯(lián)網(wǎng)盡管發(fā)明僅四十余年，但卻很大程度上更改了人類的生產(chǎn)生活方式。網(wǎng)絡(luò)空間是區(qū)別于人類現(xiàn)實(shí)空間的一個(gè)全新維度，是人類的第二空間、虛擬空間。現(xiàn)實(shí)向網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行映射，可以形成海量的數(shù)據(jù)；而對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)掘和運(yùn)用，又可以反作用于現(xiàn)實(shí)空間，促使城市有了“智慧”。這兩個(gè)空間的交互就成為了智慧城市構(gòu)建的技術(shù)基礎(chǔ)。
所謂的兩個(gè)空間的交互的技術(shù)基礎(chǔ)，便是塑造與真實(shí)城市相互映射的數(shù)字孿生城市。如果物理世界是一個(gè)工廠，則相對(duì)應(yīng)的數(shù)字世界是數(shù)字孿生工廠；如果物理世界是一個(gè)城市，那么相對(duì)應(yīng)的數(shù)字世界即數(shù)字孿生城市。從工業(yè)引伸到城市是理所應(yīng)當(dāng)?shù)慕Y(jié)果，因?yàn)樵跀?shù)字化領(lǐng)域，城市是更大的舞臺(tái)，城市是由人、物、事件構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)，比工廠更為豐富多彩。城市發(fā)展至今，面臨著嚴(yán)重的問題，傳統(tǒng)式的發(fā)展模式現(xiàn)已失效，以信息化為引擎的數(shù)字城市、智慧城市成為了城市發(fā)展的新思路和新模式。盡管數(shù)字城市的提出由來已久，但以往的概念并沒有上升到數(shù)字孿生的高度，這與技術(shù)發(fā)展的階段有關(guān)。現(xiàn)如今，數(shù)字孿生城市的內(nèi)涵，真正的體現(xiàn)了數(shù)字城市想要達(dá)到的愿景和目標(biāo)。
以最專業(yè)的術(shù)語來解釋數(shù)字孿生城市，便是所謂的智慧城市構(gòu)建的CGB（BIM+CIM+GIS）模式，即運(yùn)用3DGIS+BIM與CIM建立一個(gè)虛擬的智慧城市，各種適用智慧城市構(gòu)建的規(guī)劃、城市智慧應(yīng)用解決方案都可以率先在虛擬的智慧城市中獲得仿真模擬和分析驗(yàn)證，并且從中獲取“城市歷史發(fā)展和文化形成的智慧，解決城市生活宜居、便捷、安全的智慧，以及城市可持續(xù)發(fā)展與提升核心競(jìng)爭(zhēng)力的智慧”，用于引導(dǎo)智慧城市構(gòu)建;與此同時(shí)，基于虛擬的智慧城市進(jìn)行構(gòu)建成果評(píng)定;在智慧城市運(yùn)作階段，通過物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與實(shí)體城市關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)智慧城市的運(yùn)作管理。我們有理由相信融合了3DGIS+BIM與CIM的智慧城市構(gòu)建CGB模式，有利于引導(dǎo)智慧城市構(gòu)建、評(píng)定智慧城市構(gòu)建成果和運(yùn)作管理智慧城市。
數(shù)字孿生城市的創(chuàng)建，將引起城市智能化管理和服務(wù)的顛覆性創(chuàng)新。試想一下，與物理城市對(duì)應(yīng)著一個(gè)數(shù)字孿生城市，物理城市所有的人、物、事件、建筑、道路、設(shè)施等，都會(huì)在數(shù)字世界有虛擬映像，信息可見，軌跡可循，狀態(tài)可查；虛實(shí)同步運(yùn)行，情景交融；過去可追溯，未來可預(yù)估；時(shí)下知冷暖，見微知著，睹始知終；全市一盤棋盡在掌握，一切可管可控；管理扁平化，服務(wù)一站式，信息多跑路，群眾少跑腿；虛擬服務(wù)現(xiàn)實(shí)，模擬仿真決策；精細(xì)化管理豈非容易，人性化服務(wù)豈非不難，城市智慧再不是空談。
對(duì)數(shù)字孿生城市有一種更通俗化的了解，將其視作不斷成長(zhǎng)的人類生命體，以城市的自然生態(tài)等基底模型做為骨架，對(duì)建筑物、構(gòu)筑物通過GIS、BIM等數(shù)字化方式生成血肉，搭載IoT物聯(lián)感知生成神經(jīng)系統(tǒng)，通過時(shí)空數(shù)據(jù)塑造城市大腦，進(jìn)而將城市真正打造成可感知，可判斷，快速反應(yīng)，會(huì)學(xué)習(xí)的生命體。
深圳前海自貿(mào)區(qū)是粵港濱大灣區(qū)的核心引擎，新輪整體規(guī)劃面積七十四平方公里，地下空間開發(fā)規(guī)施約八百萬平方米。正是由于運(yùn)用了城市全信息模型-CIM平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)從地面到地上、地下的全維表述,打造“多規(guī)合一”的城市全信息數(shù)字化沙盤，動(dòng)態(tài)性監(jiān)管城市開發(fā)和城市更新的整體規(guī)劃實(shí)施情兄，首次實(shí)現(xiàn)了集群項(xiàng)目地上地下同步開發(fā)的協(xié)同建設(shè)管理模式創(chuàng)斷，解決了開發(fā)建設(shè)所面對(duì)的體大、標(biāo)準(zhǔn)高、交叉多、時(shí)間緊等諸多難題，榮獲2017年全球基礎(chǔ)設(shè)施BE創(chuàng)新大賽冠軍。
智慧城市是數(shù)字城市發(fā)展的高級(jí)階段。數(shù)字孿生城市做為數(shù)字城市的目標(biāo)，卻是智慧城市建設(shè)的新征程，賦予城市實(shí)現(xiàn)智慧化的重要設(shè)施和基礎(chǔ)能力；它是在技術(shù)驅(qū)使下城市信息化從量變走向質(zhì)變的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，由點(diǎn)到線、由線到面，基于數(shù)字化標(biāo)識(shí)、自動(dòng)化感知、網(wǎng)絡(luò)化連接、智能化控制、平臺(tái)化服務(wù)等強(qiáng)大技術(shù)能力，使數(shù)字城市模型可以完整浮出水面，做為一個(gè)孿生體與物理城市平行運(yùn)行，虛實(shí)結(jié)合，蘊(yùn)含無限創(chuàng)新空間。