信息爆炸時(shí)代的當(dāng)今世界，從來都不欠缺創(chuàng)新科技新理念。每一年都會(huì)有新熱點(diǎn)推出，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、VR(虛擬現(xiàn)實(shí))、AR(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))、區(qū)塊鏈、人工智能、數(shù)字孿生、5G(第五代移動(dòng)通信技術(shù))等新詞匯不斷涌現(xiàn)?？萍紕?chuàng)新不僅僅給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來極大推動(dòng)力，也對(duì)人類社會(huì)甚至人類自身的演變?cè)斐闪松羁痰挠绊憽?/p>
VR領(lǐng)域歷經(jīng)2015年至2016年的暴熱、2017年至2018年的冷靜，其急躁的泡沫已被擠壓干凈，留下一批堅(jiān)定務(wù)實(shí)的公司企業(yè)，扎實(shí)開展VR技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。VR不僅僅指的是頭盔式眼鏡，而是泛指基于3D(三維)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的虛擬情景或應(yīng)用內(nèi)容的全新的交互式體驗(yàn)方式。
VR象征了虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)、3D視覺等多樣化的產(chǎn)品及運(yùn)用狀態(tài)。5G做為可期盼的全新一代通信技術(shù)，其基礎(chǔ)設(shè)施正加快建設(shè)，商用化進(jìn)程已日漸接近，也為IOT(物聯(lián)網(wǎng))、VR運(yùn)用普及化起到了推波助瀾的功效。
每次媒介改革創(chuàng)新都將使內(nèi)容產(chǎn)業(yè)展開重新構(gòu)建，也將對(duì)IT產(chǎn)業(yè)、信息消費(fèi)、社會(huì)生活造成深刻的影響。繼報(bào)刊、電視、互聯(lián)網(wǎng)、智能手機(jī)做為主流的媒介以后，VR是又一次媒介的關(guān)鍵改革創(chuàng)新。這一次改革創(chuàng)新絕不止于VR技術(shù)的獨(dú)立運(yùn)用，而是與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、IOT、人工智能及其5G等新一代ICT(信息和通信技術(shù))實(shí)現(xiàn)整合。
每次人類社會(huì)組織形式的更新和改革，也將反過來帶動(dòng)科技創(chuàng)新發(fā)展，以合理解決新問題。從部落、村鎮(zhèn)、城邦發(fā)展到現(xiàn)代都市，更進(jìn)一步演進(jìn)到數(shù)字城市、智慧城市，城市規(guī)模越來越大，大城市病日趨嚴(yán)重，飛速發(fā)展的全新一代ICT，正在筑起一條更為合理的城市治理之路。
一、數(shù)字孿生--智慧城市發(fā)展時(shí)代趨勢(shì)
2008年，IBM公司提出智慧地球理念，引發(fā)了世界各國政府智慧城市建設(shè)，積極探索可持續(xù)發(fā)展的城市治理模式。自2010年以來，我國在住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家發(fā)改委、工信部、科技部等眾多部委局展開試點(diǎn)的城市已超出五百個(gè)。這些試點(diǎn)城市主要以IT(信息技術(shù))基礎(chǔ)設(shè)施、信息化平臺(tái)建設(shè)為主，獲得了一些初步成效，但尚未產(chǎn)生質(zhì)的躍升。
2016年，國務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于深入推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的若干意見》。城鎮(zhèn)化建設(shè)做為關(guān)鍵創(chuàng)新和投資的推動(dòng)力，已變成關(guān)鍵的國家戰(zhàn)略。建設(shè)智慧城市，第一步要把城市的數(shù)字模型搭建出來，以實(shí)現(xiàn)物理城市與數(shù)字城市之間虛實(shí)映射和實(shí)時(shí)交互的整合機(jī)制，即為數(shù)字孿生城市。數(shù)字孿生是建設(shè)智慧城市的先決條件。應(yīng)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、人工智能、智能硬件、AR/VR等創(chuàng)新技術(shù)，可創(chuàng)建起全域感知、萬物互聯(lián)、泛在計(jì)算、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、算法輔助決策的強(qiáng)大管控支撐平臺(tái)，惟此才能夠?qū)崿F(xiàn)《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2014~2020年)》明確的創(chuàng)新型智慧城市建設(shè)目標(biāo)。
1、信息網(wǎng)絡(luò)寬帶化:推動(dòng)光纖到戶和“光進(jìn)銅退”，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)光纖基本覆蓋城市家庭，促進(jìn)4G/5G在城市公共區(qū)域的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，提高網(wǎng)絡(luò)接入水準(zhǔn)。
2、規(guī)劃管理信息化:發(fā)展數(shù)字化城市管理，創(chuàng)建城市統(tǒng)一化的地理空間信息平臺(tái)和公共信息平臺(tái)，統(tǒng)籌謀劃城市規(guī)劃、國土利用、城市管網(wǎng)、園林綠化、環(huán)境保護(hù)等市政基礎(chǔ)設(shè)施管控的數(shù)字化和精確化。
3、基礎(chǔ)設(shè)施智能化:發(fā)展智能交通、智能電網(wǎng)、智能水務(wù)、智能管網(wǎng)、智能建筑，實(shí)現(xiàn)城市秩序、應(yīng)急處理、綠色節(jié)能的智能化管控。
4、公共服務(wù)便捷化:創(chuàng)建跨部門跨地區(qū)業(yè)務(wù)協(xié)作、共建共享的信息服務(wù)保障體系，改革創(chuàng)新教育、就業(yè)、社保、養(yǎng)老、醫(yī)療以及文化的服務(wù)模式。
5、產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)代化:促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)信息化更新改造，推動(dòng)制造業(yè)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型，積極發(fā)展信息服務(wù)業(yè)、電商和物流業(yè)信息化集成發(fā)展，自主創(chuàng)新培育創(chuàng)新型商圈業(yè)態(tài)。
6、社會(huì)治理精細(xì)化:在市場(chǎng)監(jiān)管、環(huán)境監(jiān)管、信用服務(wù)、應(yīng)急保障、治安防控、公共安全等領(lǐng)域，深化信息應(yīng)用及服務(wù)保障體系，自主創(chuàng)新社會(huì)治理模式。
現(xiàn)階段，智慧城市建設(shè)雖在國內(nèi)各地積極推動(dòng)，但提到以數(shù)字孿生為基礎(chǔ)創(chuàng)建智慧城市的政府機(jī)構(gòu)仍寥寥無幾，大多數(shù)地區(qū)重視寬帶網(wǎng)絡(luò)、IDC(數(shù)據(jù)中心)、IOT等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，只不過是涉及了智慧城市的“皮毛”。針對(duì)數(shù)字孿生城市新范式，產(chǎn)業(yè)界已作出一些研究及應(yīng)用探索，逐步產(chǎn)生了成功的典范案例，后續(xù)將會(huì)快速推廣。
二、CIM模型將是智慧城市核心資產(chǎn)
智慧城市建設(shè)過程中，信息共享與流程打通是核心也是難點(diǎn)，必須成為“一把手”工程，才能夠切實(shí)做到位。
國家層面上為推動(dòng)智慧城市進(jìn)程，于2015年開設(shè)了由國家發(fā)改委、中央網(wǎng)信辦、教育部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等二十五個(gè)相關(guān)部門參與的創(chuàng)新型智慧城市建設(shè)部際協(xié)調(diào)工作組，充分證明了工作難度和必要性。如何提高智慧城市建設(shè)規(guī)范化也很重要。2016年，《創(chuàng)新型智慧城市評(píng)價(jià)指標(biāo)GB/T33356-2016》正式公布，自此以后每一年都會(huì)有相關(guān)的精細(xì)化規(guī)范制定并頒布，為智慧城市建設(shè)提供了必要性依據(jù)和規(guī)范。城市時(shí)空信息平臺(tái)是數(shù)字孿生城市的信息化基座。依托GIS(地理信息系統(tǒng))+BIM(建筑信息模型)+IOT等技術(shù)，對(duì)城市地上地下空間規(guī)劃數(shù)據(jù)信息、城市二三維GIS數(shù)據(jù)信息、城市建筑BIM數(shù)據(jù)信息、市政設(shè)施BIM數(shù)據(jù)信息、城市IOT感知數(shù)據(jù)信息及其產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)民生、政務(wù)服務(wù)、交通出行等應(yīng)用數(shù)據(jù)信息展開多元異構(gòu)集成，生成基于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的CIM(CityInformationModeling，即城市信息模型)，累積完整的城市大數(shù)據(jù)資產(chǎn)，為智慧城市規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)作管控提供統(tǒng)一的云服務(wù)平臺(tái)基礎(chǔ)支撐。
基于CIM的智慧城市與新區(qū)規(guī)建管一體化云服務(wù)平臺(tái)，可為城市規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)作管控全流程賦能，全方位提高城市規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)作管控一體化運(yùn)作水準(zhǔn)，進(jìn)而真正的實(shí)現(xiàn)城市“一張藍(lán)圖繪到底、建到底、管到底”。
在整體規(guī)劃階段，在CIM模型中全方位融合導(dǎo)入城鄉(xiāng)、土地、環(huán)境、水系、市政、交通、能源、通信、產(chǎn)業(yè)等整體規(guī)劃數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃一張圖，為多規(guī)合一的動(dòng)態(tài)管控、集成可視和沖突檢測(cè)提供自動(dòng)化、信息化技術(shù)手段支撐，有效的解決空間規(guī)劃的沖突問題。在建設(shè)階段，以CIM模型為基礎(chǔ)，對(duì)工程建設(shè)項(xiàng)目從深化設(shè)計(jì)、建造施工到竣工交付全流程的項(xiàng)目進(jìn)度、成本、質(zhì)量、安全、綠色施工、勞務(wù)展開數(shù)字化綜合性管控，實(shí)現(xiàn)眾多建造監(jiān)管方實(shí)時(shí)溝通與協(xié)同協(xié)作，保證重要工程建設(shè)項(xiàng)目按時(shí)、高質(zhì)、安全交付。在運(yùn)營和管理階段，結(jié)合城市實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)布置的各類傳感器和智能終端，基于CIM模型，可實(shí)現(xiàn)對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施、地下空間、能源系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境、道路交通等運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和統(tǒng)一展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的預(yù)測(cè)性維護(hù)、基于仿真模擬的決策演練及其綜合性防災(zāi)減災(zāi)的快速響應(yīng)和應(yīng)急響應(yīng)能力，讓城市運(yùn)作更穩(wěn)定、安全、高效。實(shí)際上，智慧城市規(guī)建管一體化方案與平臺(tái)已從概念邁向成果落地階段，目前在雄安新區(qū)、北京新機(jī)場(chǎng)臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)、北京城市副中心、福州濱海新城、青島中央商務(wù)區(qū)、北京未來科學(xué)城等展開了實(shí)踐，生成了非常好的創(chuàng)新示范效應(yīng)和社會(huì)價(jià)值。
三、3D交互UI全新一代應(yīng)用基本特征
到目前為止，互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用及IT應(yīng)用系統(tǒng)的UI仍多以傳統(tǒng)的方式進(jìn)行展現(xiàn)。這既受制于現(xiàn)階段終端計(jì)算能力和互聯(lián)網(wǎng)帶寬等因素，也是因?yàn)樗季S慣性所致。
3D建模及交互應(yīng)用在影視CG、游戲、高端裝備、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域已成為了主流的形式。VR發(fā)展的浪潮打破了很多的藩籬，基礎(chǔ)教育、國防軍事、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、文化旅游、地產(chǎn)開發(fā)等細(xì)分化領(lǐng)域都已開始引進(jìn)3D交互UI。伴隨著CG、Game、GIS、BIM更進(jìn)一步交叉融合，3D交互UI在智慧城市、融合媒體等領(lǐng)域?qū)⒏M(jìn)一步釋放出更強(qiáng)的創(chuàng)新活力，成為了全新一代應(yīng)用系統(tǒng)的基本特征。數(shù)字孿生智慧城市建設(shè)是非常繁雜的系統(tǒng)工程，但領(lǐng)導(dǎo)者甚至具體的業(yè)務(wù)管理人員對(duì)IT系統(tǒng)操作能力大部分不高。對(duì)智慧城市規(guī)劃建設(shè)管理云平臺(tái)的人機(jī)界面創(chuàng)新，運(yùn)用全新一代3D交互圖形界面，將大幅度降低用戶使用的門檻、提升溝通和執(zhí)行效率。在整體規(guī)劃階段，對(duì)各類規(guī)劃方案提供三維方案審批核查、竣工審查、區(qū)域控高審查、日照指標(biāo)審查、通視審查、視域?qū)彶?、城市天際線審查、沿街立面審查、整體規(guī)劃演練和動(dòng)遷規(guī)模分析等輔助功能及其為規(guī)劃方案審查和管理決策提供3D可視化全新界面。與此同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)包含城市總體規(guī)劃、控制性詳細(xì)規(guī)劃、各專項(xiàng)規(guī)劃、項(xiàng)目BIM設(shè)計(jì)方案的3D交互展示，廣泛運(yùn)用于接待展示、匯報(bào)演示、宣傳推廣、招商推廣等情景。在建設(shè)階段，基于3D建模情景與工程實(shí)地視頻監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)傳感數(shù)據(jù)的有機(jī)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)對(duì)大規(guī)模建設(shè)項(xiàng)目的可視化智能管控，對(duì)技術(shù)、進(jìn)展、質(zhì)量、安全進(jìn)行有效的管控。對(duì)于重要投資建設(shè)項(xiàng)目，若發(fā)覺進(jìn)展滯后，平臺(tái)可自動(dòng)化分析原因，及時(shí)采取對(duì)應(yīng)處理措施，將管控信息傳遞效率提升15%~20%、管理決策效率提升10%以上，實(shí)時(shí)獲取安全報(bào)警信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理設(shè)備故障及違章操作，為工地提供安全保障。在運(yùn)營和管理階段，基于3D建模情景與視頻監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)傳感數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施、地下空間、能源系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境、道路交通等運(yùn)行情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和統(tǒng)一可視化展現(xiàn)，通過指揮中心大屏、電腦、智能手機(jī)等終端，讓城市和園區(qū)管理層隨時(shí)隨地掌握生態(tài)環(huán)境、市政設(shè)施、城市部件及其車流、人流、企業(yè)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行態(tài)勢(shì)，讓工作人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程相結(jié)合的安全巡檢維護(hù)，對(duì)故障報(bào)警、異常情況進(jìn)行及時(shí)處理。伴隨著5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化商用，其高帶寬、大連接、低時(shí)延的特性，將更進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)3D交互UI廣泛性普及，不斷演變的VR設(shè)備也將使日常穿戴變成可能?；ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)用新一輪的更新迭代無可避免，數(shù)字孿生城市應(yīng)用將變成全新一代互聯(lián)網(wǎng)核心應(yīng)用。
四、Cybercity將變成智慧城市自然延伸
2018年4月上映斯皮爾伯格導(dǎo)演的電影作品《頭號(hào)玩家》，描述了一個(gè)名為OASIS(綠洲)的虛擬世界。人們可以在這娛樂、交友、學(xué)習(xí)、工作、賺錢、購物，無所不能。
現(xiàn)階段，絕大部分游戲仍是逃避現(xiàn)實(shí)的虛幻題材。以數(shù)字孿生城市為基礎(chǔ)的全新一代3D互聯(lián)網(wǎng)，將打造出全新的虛擬空間，可稱其Cybercity(數(shù)字城市)。Cybercity將促進(jìn)虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界高度融合，打通真實(shí)人生與游戲體驗(yàn)，為大家提供超越現(xiàn)實(shí)的全新體驗(yàn)和選擇機(jī)會(huì)。場(chǎng)景、人物、物品的3D視覺訪問，打破現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)頁面的訪問模式。虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界緊密結(jié)合，融入高度社會(huì)化網(wǎng)絡(luò)人際關(guān)系。對(duì)待虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界的態(tài)度，需要同樣認(rèn)真，而不僅僅是逃避。Cybercity將是數(shù)字孿生智慧城市的自然延伸。OASIS也將不僅僅是電影，而是即將來臨的現(xiàn)實(shí)。
