短短數(shù)年，數(shù)字孿生從一個技術概念，演變成一種新轉型路徑、新變革動力， 數(shù)字孿生城市正在成為智慧城市的升級版和必選項。

    隨著概念培育、科研布局的持續(xù)推進，借助新基建的提速加持，數(shù)字孿生城市風生水起，進入國家決策視野。

    雄安新區(qū)、北京城市副中心、武漢等地已經(jīng)走在前沿，不斷實踐。重慶、江蘇、廣西、黑龍江等地也紛紛將數(shù)字孿生城市納入「十四五」規(guī)劃，開始試水。

    ▼ 智慧城市可視化交通運維平臺 （來源：相數(shù)科技）

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    2018年4月， 雄安新區(qū)規(guī)劃綱要獲批復，其中寫到 「堅持數(shù)字城市與現(xiàn)實城市同步規(guī)劃、同步建設，適度超前布局智能基礎設施，推動全域智能化應用服務實時可控，建立健全大數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理體系，打造具有深度學習能力、全球領先的數(shù)字城市」，并在隨后的官方解讀中， 首次提出了「數(shù)字孿生城市」的表述。

    ▼ 雄安新區(qū)地理信息服務平臺（來源：天地圖）

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    十四五」時期， 北京城市副中心將以建設世界智慧城市典范為目標， 打造數(shù)字孿生城市，讓城市「能感知、會思考、可進化、有溫度，提升市民獲得感」。

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    2020年10月，武漢市投資3.5億元，開展智慧城市基礎平臺（一期）項目，建設內容包含 數(shù)字孿生城市、萬物互聯(lián)平臺、應用支撐賦能平臺等。

    01、什么是數(shù)字孿生？

     數(shù)字孿生（Digital Twin）是指構建與物理實體完全對應的數(shù)字化對象的技術、過程和方法。

    這一概念包括三個主要部分：物理空間的實體；虛擬空間的數(shù)字模型；物理實體和虛擬模型之間的數(shù)據(jù)和信息交互系統(tǒng)。

    ▼ 數(shù)字孿生示意

    數(shù)字孿生有著很強的工業(yè)基因，起初應用于工業(yè)生產(chǎn)之中，目前也是第四次工業(yè)革命的通用目的技術�？梢哉f，數(shù)字孿生有望成為21世界最具顛覆性的創(chuàng)新領域之一。

    02、萬物皆可數(shù)字孿生

    數(shù)字孿生始于制造，集大成于城市

    城市作為一個巨大的、復雜的系統(tǒng)，最適合數(shù)字孿生。

    隨著城市的規(guī)模擴張和無序發(fā)展，給生活帶來了極大的困擾，城市建設試錯成本極大，沒有回頭路。數(shù)字孿生城市的建立，使運行、管理等一切決策在虛擬世界先行仿真，而后在現(xiàn)實世界執(zhí)行，這 對于減少失誤、做出正確決策都有極大的幫助。

    ▼ 天地圖應急頻道 （來源：天地圖）

    以災害預警為例，2021年7月河南遭受強降雨，包括省會在內的多個城市被洪水襲擊，受災情況非常嚴重。這種罕見的狀況，以我們目前傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)和技術很難做到精準預測，同時也不可能通過實戰(zhàn)演習提出相應的解決方案。

    但是在數(shù)字孿生城市的仿真系統(tǒng)中，卻可以不斷嘗試，甚至可以對100種，乃至1000種應對方案進行演練試錯。

    ▼ 天地圖應急頻道發(fā)布的河南7.20至7.21自然災害信息 （來源：天地圖）

    如通過數(shù)字孿生城市，可以在分析雨洪地圖、預測降雨情況、優(yōu)化緊急救援流程、合理分配交通、電力、通訊承載力等方面，讓數(shù)字系統(tǒng)找到應對災難的最優(yōu)解， 讓決策變得更科學，真正做到「不打無準備之仗」。

    這只不過是數(shù)字孿生城市很小的一個方面，而整個數(shù)字孿生城市系統(tǒng)，可以說是先進技術的集大成者。

    數(shù)字孿生城市系統(tǒng)包括數(shù)字標識、網(wǎng)絡連接、智能控制、平臺服務等信息技術，并且深度融合新型測繪技術、地理信息技術、3D建模技術、仿真推演技術等行業(yè)技術，形成了綜合性技術賦能體系。

    其復雜程度相當于人類的神經(jīng)系統(tǒng)結構。

    ▼ 城市最適合數(shù)字孿生

    毫無疑問，建設數(shù)字孿生城市需要每項技術的不斷發(fā)展和成熟運用，其過程中會存在極大的技術挑戰(zhàn)，我們不在這里一一解構。

    03、數(shù)字孿生城市建設如何「避雷」

    數(shù)字孿生城市之所以備受推崇，是因為它的益處實在是太多了，任何關于數(shù)字孿生城市的書中都會有相關論述。這些利好就像夏娃的果實一樣，引誘著充滿夢想的城市建設者和ICT（信息與通信技術）企業(yè)去不斷的創(chuàng)新和嘗試。

    然而， 數(shù)字孿生城市的建設需要多學科的交叉融合，對于實現(xiàn)智慧城市來講是一把「雙刃劍」，如果運用好將成為智慧城市建設的利器，如果過度消耗理念將為城市建設帶來災難。

    另外，投資大、牽動多個部門和企業(yè)，可以說這是一項關乎城市發(fā)展命運的決策，不能盲目上馬，如果失敗，可謂傷筋動骨，損失慘重。

    作為城市管理者，在決策之前一定要梳理清楚，數(shù)字孿生城市「熱度不斷、向陽而生」的背面，有哪些風險因素？

    有哪些「坑」需要規(guī)避？

    數(shù)字孿生城市建設的三大誤區(qū)：

    誤區(qū)一：「新瓶裝舊酒」

    避免以數(shù)字孿生之名，行傳統(tǒng)信息化之實

    當前，許多智慧城市項目 實質上是對政府職能和工作流程的信息化改造，是對現(xiàn)有條塊分割、機械線性式城市管理系統(tǒng)的片面模仿和技術補丁，而非革新方案。

    如果沒有解決傳統(tǒng)信息化數(shù)據(jù)孤立、系統(tǒng)分隔的問題，則會使城市系統(tǒng)間的協(xié)同難度和管理成本由于技術屏障而進一步增高，難以真正實現(xiàn)智慧發(fā)展。

    ①. 在技術上要做到化分割為融合

    真正的數(shù)字孿生城市不只是某項或者某些技術的提升，而是 從分割轉為融合，從步調不一走向均衡同步。

    它一定是「多學科技術產(chǎn)生的化學聚變反應，是模型、數(shù)據(jù)、軟件、泛智能基礎設施化整為零的過程」，而不是過度追求新技術應用的花架子。

②. 在管理上要化多部門為大部制

    長期以來，在智慧城市的建設當中，一直沒有明確的牽頭部門，即使有些地方成立了大數(shù)據(jù)局，但協(xié)調統(tǒng)籌力度仍然不足，多張底圖如何整合，誰來整合，形成城市級統(tǒng)一的數(shù)字底圖和數(shù)據(jù)資產(chǎn)，是數(shù)字孿生城市建設首先要面對的問題。

    所以，要想實現(xiàn)真正的數(shù)字孿生城市，現(xiàn)在的政府和企業(yè)組織形態(tài)是不足以滿足「物理空間」和「數(shù)字空間」的一體化管理要求的。

    未來政府一定要打破現(xiàn)有垂直部門結構，形成數(shù)據(jù)驅動、機構整合、業(yè)務協(xié)同的超級大部制。

    例如，雄安新區(qū)改變了傳統(tǒng)地區(qū)數(shù)十個機構的結構，僅設置了8個部門，分別是：管協(xié)調的黨政辦公室；管黨務、人事、群眾工作的黨群工作部；管經(jīng)濟的改革發(fā)展局；管規(guī)劃建設的規(guī)劃建設局；管社會事務、政務服務的公共服務局；管執(zhí)法的綜合執(zhí)法局；以及管安全的安全監(jiān)管局。

    目前，雖然多地已經(jīng)開展數(shù)字孿生城市相關項目實踐，但現(xiàn)階段數(shù)字孿生城市整體技術方案尚在探索，遠未成熟，各級地方政府需要謹慎操作， 在技術創(chuàng)新模式和管理組織形式上，都要進行深度變革，避免「以數(shù)字孿生之名，行傳統(tǒng)信息化之實」，防止「新瓶裝舊酒」。

    誤區(qū)二：忽略「錢的問題」

    不能簡單的唯高科技論，要有成本意識

    歷次技術革命和城市革命的經(jīng)驗已經(jīng)告訴我們，技術因素雖然重要，但技術的變革和社會經(jīng)濟、生活方式的變革是互動作用的。 技術可以先行，但并不能一路絕塵，而忽視現(xiàn)實問題。尤其是城市技術。

    2003年，韓國的松島新城開始建設智慧城市，提出智慧無處不在的愿景。

    如：「覆蓋整個城市的無線網(wǎng)絡，布滿城市各個角落的感應器，像一張大網(wǎng)一樣把城市支端末節(jié)的信息、數(shù)據(jù)匯為一體，有效管理、提高效率，更好地為市民服務；各城市管理指揮部門信息直連，在平時的狀態(tài)下，消息傳遞反饋的時間為幾秒到5分鐘，應急狀況下可實時溝通反饋�！箤崿F(xiàn)數(shù)字化管理的智慧城市。

    然而，好景不長，松島新城建設投資近400億美元，原計劃于2015年全面運營，但隨后又推遲到了2018年，現(xiàn)在再度被推遲到2022年。目前，該地區(qū)的居民只有7萬人，不足原來設計容納人數(shù)的1/4。當?shù)鼐用裆踔磷猿吧�活在「一座廢棄的監(jiān)獄」里。

    那為什么這么高端、先進的新城沒人來呢？

    為什么那么多當?shù)鼐用駥幵高x擇回到人口密集、擁擠不堪的首爾生活呢？

    其中很重要的一個原因就是松島新城「過于昂貴的生活成本」 。

    新城由美國地產(chǎn)開發(fā)公司蓋爾、韓國建筑巨頭浦項公司，合資成立的松島國際城市開發(fā)公司承建，資金主要來源于民間投資。

    這里采用諸多高科技手段實現(xiàn)了便利的生活、工作方式，如：擁有106棟建筑和約2.04386平方千米的LEED認證空間，布滿城市的傳感器，這些巨大的投入，也反映在了未來居民的生活成本之中。不是富裕階層的人，可以說很難負擔的起。

    誠然，松島新城問題不僅僅是成本問題，還有產(chǎn)業(yè)和文化因素在里面。但是產(chǎn)業(yè)可以培養(yǎng)、文化可以重塑，而 「錢」這筆賬算不過來，一方面有可能會導致智慧城市建設夭折。另一方面對后期城市運營也會產(chǎn)生的嚴重的影響，導致沒有人來，而沒有人也就談不上城市的發(fā)展。

    作為管理者， 「成本問題」是在數(shù)字孿生城市建設之前，必須要意識到、想明白、算明白的一件大事兒！

    通過以上案例的分析可見，數(shù)字孿生城市的建設，首先要破除唯高科技論的發(fā)展導向。

    在當前很多城市技術都未成熟，并且各項技術多為分散的、割裂的智能化應用，缺乏對城市發(fā)展規(guī)律結合的時候，我們要意識到，建設數(shù)字孿生城市不能一蹴而就、一步到位，它是一個虛擬和現(xiàn)實城市融合發(fā)展的過程，要不斷完善，一步一個腳印的扎實前行。

    其次，數(shù)字孿生城市的建設要求在前期規(guī)劃中就要極為細致，每一步都要充分考慮到建設成本的問題。

    例如，要保證在規(guī)劃城市樓宇、綠地、公路、橋梁、公共設施等每一寸土地、每一個領域的時候，都盡可能實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。

    誤區(qū)三：忽略「人的問題」

    數(shù)字時代不只有「技術沖突」，更有「人的沖突」

    近期，一些網(wǎng)絡公共服務平臺不斷被約談，如網(wǎng)約車、外賣平臺等，其中「違規(guī)收集使用個人信息問題」受到重視。網(wǎng)絡輿論上，數(shù)據(jù)安全問題迅速上升到國家安全層面，個人數(shù)據(jù)隱私與國家利益問題備受關注。

    可見，即使再成功的科技企業(yè)和商業(yè)模式，在個人隱私、數(shù)據(jù)安全問題上，也將面臨嚴峻挑戰(zhàn)。

    ▼ 北京市某外賣平臺的外賣員送餐路線軌跡（來源：相數(shù)科技）

     而數(shù)字孿生城市必須依托于數(shù)據(jù)驅動，在這里，人被當作是「數(shù)據(jù)生命體」。

    當利用公民數(shù)據(jù)建立、改善和優(yōu)化城市治理秩序與服務水平的時候，數(shù)據(jù)采集、存放、分析、應用的主體和規(guī)則到底是什么？這是一個不容忽視的問題。

    2017年10月，谷歌旗下公司Sidewalk Labs宣布，將和Waterfront Toronto合作，投資5000萬美元，于多倫多啟動全球第一個智慧街區(qū)項目：基于谷歌的前沿科技和數(shù)據(jù)，創(chuàng)建城市創(chuàng)新實驗室，探索未來城市發(fā)展的可能性。

    時隔3年，即2020年5月，這個備受世界矚目的多倫多Quayside項目宣布終止。首席執(zhí)行官Daniel L.Doctoroff解釋說：新冠病毒的經(jīng)濟影響使其在財務上無法繼續(xù)進行資源密集型項目。

    然而，更多消息指出 其背后的原因是該項目遭到當?shù)厝说膹娏曳磳Γ�主要矛頭指向數(shù)據(jù)隱私問題。

    我們?yōu)槭裁次磥硪�生活在這種無時無刻的防范之中呢？」這是一個當?shù)厥忻駥σ患彝鈬�公司參與智慧城市建設的排斥，但這也并非是因為單純的個體利益，其實質是一場圍繞智慧城市建設的 「數(shù)據(jù)鄰避運動」——因擔憂智慧城市項目建設導致個人隱私數(shù)據(jù)安全的集體抗議。

    回顧智慧城市的發(fā)展歷程，大部分失敗的原因是建設、運營，而由于市民和用戶參與的「鄰避運動」導致項目擱淺，尚是首例。

    可見， 未來城市建設與發(fā)展面臨的不再只是「技術沖突」，還包含由此帶來的「人的沖突」。

    有些智慧城市在建設過程中過度依賴外商的解決方案，或依托外商建設城市重要領域的信息系統(tǒng)，導致交通、能源、金融等重要信息為外商所控制，這將造成嚴重的信息安全風險隱患，是對居民的不負責任，一定會引起社會爭議。

    有多倫多的前車之鑒，數(shù)字孿生城市建設決不能忽視對網(wǎng)絡安全保障體系和管理制度的建設。

    04、 總結

    數(shù)字孿生城市可以說是一種顛覆性創(chuàng)新，技術層面上有大量的問題需要解決和提升。

    但是當一項技術誕生之初，作為管理者更重要的是清楚為什么要做、怎么做？希望廣大讀者在這篇文章中有所收獲！