数字孪生城市和智慧城市（数字孪生推进新型智慧城市升级发展）

极目新闻记者 庞正 刘敏

3月31日，首期“武汉云”大讲堂暨市直机关大讲堂上，两院院士、武汉云首席科学家李德仁在演讲中说：“数字孪生城市是数字城市的高级阶段，也是智慧城市的新高度；我们要利用5G/6G互联网，物联网，城市信息模型（CIM），时空大数据，云计算和人工智能，认真建设好基于数字孪生的智慧城市。同时，发挥武汉云的作用，抓好基于数字孪生的智慧城市的各种智能化应用，推动新型智慧城市的升级发展，真正意义上为数字孪生城市提供高效的信息化服务。”

数字孪生助推智慧城市新高度

数字孪生作为实现虚实之间双向映射、动态交互、实时连接的关键途径，为观察、认识、理解、控制、改造物理世界提供了一种有效手段。在数字孪生城市中，基础设施（水、电、气、交通等）的运行状态，市政资源（警力、医疗、消防、建筑等）的调配情况，城市建设过程以及人流、物流、车流的安全运控，都会通过传感器、摄像头、数字化子系统采集上来，并通过包括5G、北斗在内的物联网技术传递到云端和城市的管理者。基于这些数据以及城市模型，可以构建数字孪生体，从而更高效地管理城市。

李德仁介绍，数字孪生城市的构建，将引发城市智能化管理和服务的颠覆性创新。可以实现：信息可见、轨迹可循、状态可查，虚实同步运转、情景交融；过去可追溯、未来可预期、当下知冷暖，见微知著、睹始知终；全市一盘棋尽在掌握，一切可管可控；管理扁平化、服务一站式，信息多跑路、群众少跑腿；虚拟服务现实，模拟仿真决策。

具体地说，在数字孪生城市中，城市基础设施、各类部件建设即有痕迹，城市居民、来访人员上网联系即有信息，各类信息数据虚实交互；通过云端和边缘计算，可以软性指引和操控城市的交通信号控制、电热能源调度、重大项目周期管理、基础设施选址建设等；通过在“数字孪生城市”上规划设计、模拟仿真和实时分析等，还可以将城市可能产生的不良影响、矛盾冲突、潜在危险进行智能预警，并提供合理可行的实时反馈和对策建议，以科学视角智能干预城市原有发展轨迹和运行，进而指导和优化实体城市的规划、管理、改善市民服务供给，赋予城市运行管理和生活服务更多的“智慧”，支持实体城市的升级改造。

因此，可以说，数字孪生城市是智慧城市建设的新高度。

云底座助力让城市管理更智能

而云是数字孪生智慧城市的技术底座。

新型智慧城市建设突出“6个一”：一个开放的体系架构、一个数据体系、共性基础“一张网”、一个高效的运行管理中心、一个通用功能平台、一套统一的标准体系。其中，共性基础“一张网”、一个高效的运行管理中心，等等，在武汉市的智慧城市建设中，都与武汉云有密切关系。

李德仁说，在数字孪生城市中，地球上的自然的状态、城市的建设，在城市里面活动的人、物，还有流动着的水、气、电，都被数字化装到网络世界里去，就可以在网络世界对物理世界、对城市进行精准的分析、管理、决策，对城市的运营、国家的经济建设起到提升作用，这就引发了数字经济，数字治理。

而在这当中，就有大量的存储计算交互的需要。要把一个静态的城市和随时变化的城市全部装到电脑里去，借助传感器、物联网，大量的数据收集、采集，不可能每个环节都有那么大的计算存储的功能，这时候就需要云计算。一个城市要有几个云计算的平台，才能把城市送到网上去。

也就是说，形成数字城市的框架，从室外到室内，从二维到三维，从地上到地下，构建数字智慧实景三维城市，需要有一个存储计算交互的底座，这就是云。云要做的就是如何管理这些数据，要对数据进行分类、清洗、整理，等等。

武汉云就是在武汉市提供这种服务的一个底座和基础，再配合人工智能和大数据来进行分析决策，让城市管理达到“更加智能、更加聪明、更加绿色”，来支持经济社会的可持续发展。

云技术智能化应用惠及方方面面

以云底座为基础的智慧化管理，在越来越多的应用场景中惠及城市生活和社会治理的方方面面。

李德仁介绍，比如说，武汉市打造“智慧城市交通大脑”，云就要解决每天400多万辆汽车的流通问题，要通过智能的方法来保证驾驶员的安全和道路的通畅。2017年，武汉市完成这个系统，利用智慧交通云技术与GIS技术，保证道路通畅，武汉市的拥堵情况在全国的排名，从23 名降到53

名。同时，武汉市实现交通事故快速规范处置，创新了道路应急反应新模式，处理交通事故的时间从7分钟降到90秒钟。

以前，电力巡检员的工作很辛苦，还可能会遇到危险。当云用到了电网管理中，用无人机结合雷达和热红外等技术，代替人工开展电力巡检工作。每个元器件是否有温度异常、树木有没有长高碰到电线等等，这些问题都可以便捷地查询。这种方式效率又高、成本又低，采集的大量数据加以智能化分析，就会让电网管理得更好。

“如果我们每家每户安上智能电表，通过WiFi 不断地把用电的状态传递出来，就可以解决好电网的平衡。比如，在用电高峰期间，如果你们家开着一个洗衣机，你就把它关掉，等晚上电便宜的时候你再用不是更省钱吗？而电力平衡不是也好了吗？”李德仁举例说，“而这样一些工作，都是

通过云平台的云计算来解决的。”

云技术还运用到了对长江的管理中。上游要发电，中下游要防洪抗旱，下游还要通航，怎么协调这个关系？

李德仁介绍，基于云，在长江上布设32种、上万个传感器，获取上亿条观测记录数据，对6000多公里的长江进行智能化管理。比如，在上游做水文泥沙分析，泥沙到了一个程度就要放水、冲淤。以前采取定时冲淤的方式，现在有了分析系统，有需要时再冲，不需要就不冲，不冲就可以把水蓄在上游发电。这样的智能化管理，可以让长江上游每年多蓄十几亿吨的水用来发电。

此外，有了云和大数据的计算功能，还可以将整个长江上几十个水库联合在一起，做抗洪抗旱的分析，开展洪涝监测与讯情服务等。大量的传感器，也让长江获得了每一个小时的水位水流量的数据，这样就可以智能地通知每条航行的船，前面的航道有多宽，等等，以保证安全航行。

建设武汉城市圈网络空间也要跟上

武汉云是武汉加快新型智慧城市建设的重要工程，是推进市域社会治理现代化和发展数字经济的重要支撑。

当下，湖北省正推动城市圈（群）协同发展，要做大做强武汉城市圈，加快建成全国最具发展活力、最具竞争力、最具影响力、综合实力最强的省域都市圈，全力打造引领湖北、支撑中部、辐射全国、融入世界的全国重要增长极。

武汉云的服务又该怎样融入和助力武汉城市圈的智慧城市建设和数字经济发展？

李德仁认为，武汉城市圈的空间很大，要统一起来做规划，应当抓紧做这9个区域的数字孪生城市的建设。现在九地的物理空间在联动，修路、修桥、抓基建等等，但是网络空间也要跟上来，这两个空间是相互促进的。

武汉云支持这项工作的开展。李德仁说，武汉市有机会应当把数字孪生的智慧城市做大做强。这应当有政府统一的规划，比如布设传感器，采集大量数据，集成之后还要用智能分析的软件来进行分析，包括进一步的决策等等，让数据发挥作用。这其中的数据采集，数据分析和数据发布、调度、运控，就是武汉云可以做的。

李德仁说，武汉云助力建设新型智慧城市，要助力政府的管理工作，也要助推企业的数字化生产，还要做好对老百姓的服务，善政、兴业、利民；要让城市管理更加精准、更加科学、更加智能；要做得更好、更深入、更全面，以更高的水平来推进智慧城市的升级发展和城市的治理。“希望物理空间与网络空间相互促进，助推武汉市建设成为一个世界级的大都会。”李德仁说。

（李德仁院士，图片由武汉云提供）

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