本文來(lái)自微信公眾號(hào)“CPS中安網(wǎng)”，作者/羅超。
走過(guò)近四十年的中國(guó)安防產(chǎn)業(yè)，我們敬佩于安企受著行業(yè)開墾期長(zhǎng)年累月的寂寞，也欣喜于轉(zhuǎn)型之路上的新鮮血液們酣暢淋漓地你追我趕。
伴隨人類從篤悠悠的農(nóng)耕文明進(jìn)入急吼吼的工業(yè)社會(huì)，與城市相關(guān)聯(lián)的一切科技，都是商業(yè)開拓所執(zhí)著的創(chuàng)新精神與戰(zhàn)略落地的不謀而合。
在多年前關(guān)于未來(lái)之城的大膽猜想中，曾設(shè)想過(guò)，在一座物理世界的實(shí)體城市之外，是否還可能存在另一座虛擬世界的數(shù)字城市？二者一體同胞，虛實(shí)相生，如影隨形，同生共長(zhǎng)。
這就是數(shù)字孿生與數(shù)字城市故事的開始，短短數(shù)年，數(shù)字孿生從一個(gè)技術(shù)概念，演變成一種新轉(zhuǎn)型路徑、新變革動(dòng)力。
數(shù)字孿生城市正在成為智慧城市的升級(jí)版和必選項(xiàng)。它賦予實(shí)體城市新的互聯(lián)網(wǎng)基因——通過(guò)信息技術(shù)的深度應(yīng)用，給城市一個(gè)數(shù)字克隆體，使不可見的城市隱形秩序顯性化，城市肌體每個(gè)毛細(xì)血管的一舉一動(dòng)盡在掌握中。
01.
從“盲人摸象”到“智”序井然
數(shù)字孿生應(yīng)運(yùn)而生
何謂數(shù)字孿生，之于一座城，它的存在意義在哪？數(shù)字孿生從技術(shù)方面看，其實(shí)是指最大限度地使用物理模型、運(yùn)行歷史、傳感器更新等信息數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多尺度、多概率、多物理量的仿真過(guò)程，實(shí)現(xiàn)虛擬空間的映射，以反映出相應(yīng)實(shí)體的整個(gè)生命周期過(guò)程。
在城市中，數(shù)字孿生可以構(gòu)建一個(gè)城市的數(shù)字孿生版本，它能夠?qū)Τ鞘羞M(jìn)行全域識(shí)別、實(shí)時(shí)分析和狀態(tài)感知，從通過(guò)城市的監(jiān)控、模擬以及控制，來(lái)解決城市管理、規(guī)劃、服務(wù)等問(wèn)題。
數(shù)字城市出現(xiàn)短短數(shù)年，一直不溫不火，其概念與落地之間的距離，不是頭腦一熱，說(shuō)干就干的問(wèn)題。為此，“規(guī)劃一張圖、建設(shè)一張網(wǎng)、治理一盤棋”。
“十四五”規(guī)劃綱要中明確指出，要迎接數(shù)字時(shí)代，激活數(shù)據(jù)要素潛能，推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)建設(shè)，加快建設(shè)數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字社會(huì)、數(shù)字政府，以數(shù)字化轉(zhuǎn)型整體驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)方式、生活方式和治理方式變革。數(shù)字孿生作為數(shù)字化技術(shù)發(fā)展的高級(jí)階段，成為推動(dòng)城市治理數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要組成部分。
近年來(lái)，北京、上海、廣東、浙江等多個(gè)省市已經(jīng)探索數(shù)字孿生推動(dòng)城市治理數(shù)字化轉(zhuǎn)型的相關(guān)實(shí)踐。如何更好地依托數(shù)字孿生推動(dòng)城市治理數(shù)字化轉(zhuǎn)型，不僅需要在技術(shù)上不斷突破，而且在提升城市治理能力及治理效果的實(shí)現(xiàn)路徑方面也亟待探討和研究。
當(dāng)前，數(shù)字孿生城市已經(jīng)進(jìn)入了基礎(chǔ)建設(shè)期，以數(shù)字孿生賦能城市治理的建設(shè)內(nèi)容和建設(shè)方向逐漸明晰，但從綜合建設(shè)情況來(lái)看，仍面臨著平臺(tái)搭建、數(shù)據(jù)利用、場(chǎng)景應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)體系、運(yùn)行體系等方面的困境與問(wèn)題。
頂層設(shè)計(jì)與落地實(shí)施存在脫節(jié)。數(shù)字孿生城市的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)物理世界全域的精準(zhǔn)映射，因此，需要站在城市級(jí)視角進(jìn)行籌劃，以全局性的思維主導(dǎo)整個(gè)建設(shè)過(guò)程。
但是，由于一般的信息化項(xiàng)目涉及環(huán)節(jié)眾多、參與主體復(fù)雜，因此在具體的實(shí)施過(guò)程中，往往容易陷入項(xiàng)目的圍墻中，難以跳出各個(gè)環(huán)節(jié)站在整體層面對(duì)整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行宏觀把控，使得項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中存在需求上下不匹配、重要內(nèi)容被忽略等情況，從需求分析、功能設(shè)計(jì)到建設(shè)實(shí)施、竣工驗(yàn)收、維護(hù)運(yùn)營(yíng)等環(huán)節(jié)難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)接，造成了孤島林立、煙囪拔起的局面，最終導(dǎo)致建設(shè)成果脫離規(guī)劃內(nèi)容，與愿景藍(lán)圖中的設(shè)想效果相去甚遠(yuǎn)。
建設(shè)主體多元造成系統(tǒng)難以互利互通。各類智能設(shè)施、物聯(lián)感知設(shè)備是數(shù)字孿生城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)，是連接物理世界和數(shù)字世界的重要橋梁，但由于涉及的行業(yè)主體眾多，供應(yīng)商數(shù)量龐大，廠商出于對(duì)自身利益的考慮以及受應(yīng)用場(chǎng)景特征要求的影響，將不可避免地造成各種設(shè)備設(shè)施產(chǎn)品類型繁雜、系統(tǒng)互利互通難度大、數(shù)據(jù)類型多，在推進(jìn)數(shù)字孿生城市建設(shè)的過(guò)程中，既需要對(duì)各方提供的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一治理和動(dòng)態(tài)融合，也需要對(duì)不同行業(yè)知識(shí)進(jìn)行語(yǔ)義分析并完成高效匹配，這對(duì)于存在海量數(shù)據(jù)治理和交互需求的數(shù)字孿生城市而言，無(wú)疑是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。
賦能城市治理高價(jià)值應(yīng)用場(chǎng)景尚未實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用場(chǎng)景是數(shù)字孿生城市建設(shè)價(jià)值的直接體現(xiàn)，是用戶感受數(shù)字孿生城市建設(shè)成果的直接觸點(diǎn)。
目前，很多城市都在加快數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景的探索，但尚未形成具備全局性謀劃、面向長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展考量的應(yīng)用場(chǎng)景體系，還未涌現(xiàn)出彰顯時(shí)代特征、與治理問(wèn)題緊密結(jié)合的高價(jià)值應(yīng)用場(chǎng)景，數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景的主要工作仍是針對(duì)靜態(tài)實(shí)體的建模渲染，還沒(méi)有充分發(fā)揮數(shù)字孿生技術(shù)的虛實(shí)互動(dòng)、智能操控、科學(xué)決策等特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。
此外，由于建設(shè)主體的特性影響，場(chǎng)景的開發(fā)仍由供給側(cè)進(jìn)行主導(dǎo)，尚未實(shí)現(xiàn)需求導(dǎo)向下的數(shù)字孿生場(chǎng)景設(shè)計(jì)規(guī)劃，導(dǎo)致應(yīng)用黏性不高，價(jià)值輻射范圍有限。
02.
無(wú)限場(chǎng)景共生共鳴
數(shù)字孿生智理的“道法術(shù)”
數(shù)字孿生，無(wú)限場(chǎng)景，而城市中的科技創(chuàng)新，都是在慢與快之間，走出適合市場(chǎng)的新動(dòng)能。一座城，在數(shù)字孿生下，很多增長(zhǎng)邏輯和成長(zhǎng)方式完全變化了，不受限于任何一個(gè)場(chǎng)景，不用任何一個(gè)空間的概念，所以很多科技落地就成了無(wú)限場(chǎng)景，舉個(gè)例子說(shuō)明這種底層邏輯。
上海南京路的無(wú)限風(fēng)光引流無(wú)數(shù)，尤其在節(jié)假日時(shí)期，治理真難。通過(guò)數(shù)字孿生建設(shè)后，智能感知應(yīng)用，大樓客流情況如何、門前是否有共享單車亂停放、樓內(nèi)水電管道運(yùn)行是否正常……整幢大樓的生命體征，都能通過(guò)這一系統(tǒng)得以實(shí)時(shí)反映。
看上去這棟老建筑和百年前一樣，厚重寧?kù)o，可是在數(shù)字世界里，建筑已是另一副模樣。選取南京大樓作為城市數(shù)字治理最小管理單元進(jìn)行試點(diǎn)，融合云、大數(shù)據(jù)、人工智能、邊緣計(jì)算、5G等多種先進(jìn)技術(shù)，共同打造了1∶1“活”的大樓數(shù)字孿生系統(tǒng)。線上線下融合讓樓宇真正成為一個(gè)智能體。
通過(guò)接入外部環(huán)境、地下管網(wǎng)等各類數(shù)據(jù)，樓宇可以活起來(lái)，孿生系統(tǒng)可以時(shí)刻給大樓的健康程度打分，并輸出體檢報(bào)告。相較于傳統(tǒng)的靜態(tài)城市運(yùn)行體征，上海城市運(yùn)行數(shù)字體征以實(shí)時(shí)、鮮活的多維、多源、多態(tài)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以海量智能算法為支撐。
未來(lái)，把這種感知擴(kuò)展到一條街、一座城。這就是數(shù)字孿生孕育出的一條政府與市場(chǎng)主體有機(jī)聯(lián)動(dòng)的城市數(shù)字治理新機(jī)制、新模式。當(dāng)然，這只是冰山一角，要舉例之處實(shí)在太多，一個(gè)城市場(chǎng)景千千萬(wàn)，千行萬(wàn)業(yè)于其中，可謂場(chǎng)景無(wú)限，無(wú)邊無(wú)界。
所以，一場(chǎng)數(shù)字孿生后，是城市的一次技術(shù)洗禮，大刀闊斧以“智”之名重構(gòu)一次。數(shù)字孿生，開啟用智能體賦予城市生命體智慧的全新實(shí)踐，對(duì)于城市智能如何讓城市治理“智”序井然。
當(dāng)然，要做數(shù)字孿生，肯定需要之前的技術(shù)鋪墊。加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)與統(tǒng)籌規(guī)劃，樹立全生命周期治理思維，開展全過(guò)程咨詢謀劃。
數(shù)字孿生城市作為一項(xiàng)系統(tǒng)性、長(zhǎng)期性工程，面臨著復(fù)雜的技術(shù)、管理問(wèn)題，為了避免因環(huán)節(jié)脫節(jié)導(dǎo)致的建設(shè)推進(jìn)困難、建設(shè)成效不滿意，需要將全生命周期的治理思維納入整個(gè)建設(shè)過(guò)程中，以全過(guò)程的咨詢管理作為重要抓手，解決項(xiàng)目建設(shè)的碎片化問(wèn)題，為整個(gè)項(xiàng)目推進(jìn)提供綜合性、一體化的支撐。
打造數(shù)字孿生城市治理整體解決方案。面對(duì)需求龐大、高度復(fù)雜的城市治理問(wèn)題，要實(shí)現(xiàn)以數(shù)字孿生城市賦能城市治理效能提升，必須依靠一個(gè)發(fā)展強(qiáng)勁的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，為數(shù)字孿生的可持續(xù)迭代演進(jìn)、城市治理能力的不斷升級(jí)提供不竭的技術(shù)支撐、創(chuàng)新支持。數(shù)字孿生城市的建設(shè)需要物聯(lián)感知操控、全要素?cái)?shù)字化表達(dá)、可視化呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)融合供給、空間分析計(jì)算、模擬仿真推演、虛實(shí)融合互動(dòng)、自學(xué)習(xí)自優(yōu)化等能力加持。有些城市的數(shù)字孿生體，致力于建設(shè)“眼、腦、手、脈”齊備、“感、傳、知、用”協(xié)同、具有深度學(xué)習(xí)能力的一體化智能協(xié)同系統(tǒng)。
“孿生體”中有一指揮中心，如同人體“大腦”將智慧城市運(yùn)行管理當(dāng)做“一盤棋”來(lái)盤活；數(shù)字底座、智能中樞獲取類似于人體四肢在云邊端自由流動(dòng)的軟件、數(shù)據(jù)感知和AI算法；而智能連接如人體經(jīng)脈般的萬(wàn)物互聯(lián)與無(wú)縫覆蓋，實(shí)現(xiàn)智能聯(lián)接至中樞大腦，從而讓各種智慧應(yīng)用協(xié)同、數(shù)據(jù)協(xié)同、組織協(xié)同。
如此一體成型，讓城市治理，“智”序井然的數(shù)字孿生才意義非凡，也能落到實(shí)處，而非之前的“盲人摸象”。在當(dāng)下探索通過(guò)AI賦能城市治理的現(xiàn)代化實(shí)現(xiàn)，比如說(shuō)智能發(fā)現(xiàn)、智能處理、智能評(píng)價(jià)等，在城市的市到區(qū)再到街道社區(qū)的多層級(jí)智能精細(xì)化管理。要做到如此，聯(lián)合生態(tài)來(lái)構(gòu)建，賦能整個(gè)城市的全數(shù)字化。
03.
數(shù)字孿生，一切剛剛好
一切才剛剛開始，也剛剛好，不早也不晚，生逢其時(shí)。如此一說(shuō)，因?yàn)橹挥挟?dāng)變革和創(chuàng)新被城市認(rèn)可與接受，當(dāng)一切一切皆可編程，萬(wàn)物均可互聯(lián)，把不可能變成可能的種種全新場(chǎng)景，不斷顛覆傳統(tǒng)認(rèn)知。數(shù)字孿生城市的出現(xiàn)，才可以刷新人們對(duì)未來(lái)城市的想象。要不然，空中樓閣，依然是猜想與假設(shè)，如上帝視角一般，數(shù)字世界里窺見現(xiàn)實(shí)世界任何角落的一舉一動(dòng)。
科技創(chuàng)新，大膽設(shè)想與小心求證。熱火朝天與方興未艾的數(shù)字孿生建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，還有一個(gè)與之平行的虛擬“云上城市”與之同步而行，在城市治理中大量計(jì)算、自動(dòng)感知、并行訓(xùn)練、自我優(yōu)化、交付即用，快速構(gòu)建，城市中“智理”的每一遠(yuǎn)方與每一角落，共生共鳴。
