8月18日，中國科學(xué)院、中國工程院院士李德仁在全球地理信息開發(fā)者大會(huì)（WGDC2020）上表示，基于數(shù)字孿生的智慧城市將實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)空間對物理空間的現(xiàn)實(shí)城市的智能運(yùn)控與管理，為城市交通、電力監(jiān)測、公共衛(wèi)生管理等能力均帶來提升與突破。

中國科學(xué)院、中國工程院院士李德仁在全球地理信息開發(fā)者大會(huì)（WGDC2020）上發(fā)言

“（新冠）疫情爆發(fā)后，通過封城實(shí)現(xiàn)了物理空間的隔離，是一件了不起的事情。但未來希望通過地理空間信息技術(shù)的應(yīng)用，例如北斗、遙感等，用網(wǎng)絡(luò)空間的精準(zhǔn)管理取代封城。”李德仁在大會(huì)論壇上表示。

事實(shí)上，目前在北斗導(dǎo)航系統(tǒng)和地面基準(zhǔn)站一起工作的條件下，通過三維地理信息SDK（開發(fā)包）已經(jīng)可以讓手機(jī)達(dá)到亞米級的導(dǎo)航精度。

李德仁建議，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展升級，室內(nèi)導(dǎo)航衛(wèi)星定位等將帶來技術(shù)保障，應(yīng)在公共場所建立高精度定位系統(tǒng)，在發(fā)生重大公共衛(wèi)生事件時(shí)，精準(zhǔn)跟蹤確診者或疑似患者的密切接觸者，用這種方式取代“封城”，將減少無人空間的損失，更好保證人民正常的生產(chǎn)生活和健康安全。

在主題演講中，李德仁表示，數(shù)字城市的最高階段是數(shù)字孿生的智慧城市。所謂數(shù)字孿生，是指充分利用物理模型和物聯(lián)網(wǎng)傳感器采集的全生命周期的運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間完成映射，從而反映相對應(yīng)的實(shí)體對象的全生命周期過程。

簡單來講，就是通過物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等手段將物理實(shí)體和系統(tǒng)的屬性、狀態(tài)、功能和行為映射到虛擬世界，形成高保真的動(dòng)態(tài)。

而數(shù)字孿生城市，就是讓物理城市的所有動(dòng)態(tài)靜態(tài)的要素?cái)?shù)字化，在網(wǎng)絡(luò)空間再造一個(gè)與之對應(yīng)的虛擬城市。

在這一基礎(chǔ)上，當(dāng)公共疫情再次發(fā)生時(shí)，就可以用網(wǎng)絡(luò)空間的數(shù)字孿生城市的監(jiān)控來代替對物理城市的封城。

李德仁表示，具有深度學(xué)習(xí)能力、虛實(shí)融合、迭代進(jìn)化的數(shù)字城市，相比于工業(yè)制造的產(chǎn)品生命周期，城市的生命周期更長，效益將更大。我國多地對于數(shù)字孿生的智慧城市早部署。今年6月8日，武漢市政府常務(wù)會(huì)審議了《武漢市新型智慧城市頂層規(guī)劃（2020—2022）》（送審稿）。規(guī)劃提出，用三年時(shí)間構(gòu)建城市“超級大腦”，打造新型智慧城市。

早在2015年，浙江嘉興就被列入全國新型智慧城市“標(biāo)桿市”試點(diǎn)。智慧嘉興時(shí)空大數(shù)據(jù)與云平臺(tái)截至2018年1月已經(jīng)匯集了共8000多萬條數(shù)據(jù)，包括市監(jiān)法人、社保人口、稅務(wù)納稅、發(fā)改樓宇、用水電氣等信息。

電力、交通、公共衛(wèi)生管理、生態(tài)災(zāi)害管理等方面都是數(shù)字孿生與智慧城市的重點(diǎn)應(yīng)用方向。

李德仁稱，智能電網(wǎng)的數(shù)字孿生非常重要，將能夠反映整個(gè)電網(wǎng)全生命周期的過程，把實(shí)體的事件進(jìn)行良性感知，進(jìn)而做仿真分析的決策。此外，隨著人工智能的發(fā)展自動(dòng)無人機(jī)將代替人工巡線，最大程度安全、高效、智能地替代人檢的模式，實(shí)現(xiàn)“把機(jī)器人放在地上，全天無人職守”的效果。

在智慧城市交通大腦方面，李德仁團(tuán)隊(duì)和公安部一起進(jìn)行了智慧交通管理和智慧應(yīng)急管理的實(shí)踐。在武漢，智慧交通應(yīng)急管理大腦把手機(jī)數(shù)據(jù)、視頻軌跡數(shù)據(jù)、交通地鐵刷卡數(shù)據(jù)、汽車、駕駛員、相關(guān)企業(yè)數(shù)據(jù)一體化24小時(shí)監(jiān)測管理。實(shí)踐表明，這一“交通大腦”在擁堵緩解方面成效明顯。2017年1月至2018年3月，武漢市全國擁堵排名實(shí)現(xiàn)從23位降至53位，交通擁堵事故處置平均時(shí)間從7分鐘減少至90秒。

李德仁稱，構(gòu)建這樣的“虛擬城市”首先需要解決的問題就是在物理實(shí)體維度，面對通過遙感、導(dǎo)航等方式產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，如何獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)并讓人工智能進(jìn)行感知;二是在虛擬模型維度空間時(shí)，如何保證驗(yàn)證模型與物體實(shí)體的一致性、真實(shí)性、有效性;三是在孿生數(shù)據(jù)維度上，如何實(shí)現(xiàn)城市海量大數(shù)據(jù)和異常小數(shù)據(jù)的變頻采集，實(shí)現(xiàn)深度融合和綜合處理。

此外，數(shù)字孿生的智慧城市目前還存在數(shù)據(jù)模型應(yīng)用的迭代交互問題，如何滿足不同領(lǐng)域、不同業(yè)務(wù)應(yīng)用需求等問題。

李德仁表示，要建設(shè)基于數(shù)字孿生的智慧城市，就要從制定標(biāo)準(zhǔn)和頂層設(shè)計(jì)開始，做到政策法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)明確，多部門協(xié)同負(fù)責(zé)城市信息資源共享與城市運(yùn)行的集中監(jiān)控。
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