数字孪生城市:智慧城市建设主流模式论文

数字孪生城市已成为各地政府推进智慧城市建设的主流模式选择,产业界也将其视为技术创新的风向标、发展的新机遇,数字孪生应用已在部分领域率先展开。

数字孪生城市:智慧城市建设主流模式

数字孪生城市理念自提出以来,在国内政产学研用各界引起广泛关注,掀起研究和建设热潮。

(5)校园代理选择倾向:学生倾向的校园代理,大部分类型都是教育培训机构代理,其次是移动、电信或联通这三家通信公司的代理

理念引领,各地纷纷提出建设数字孪生城市

雄安新区率先推进数字孪生城市建设。2018年《河北雄安新区规划纲要》中指出:坚持数字城市与现实城市同步规划、同步建设,打造具有深度学习能力、全球领先的数字城市。目前,新区正推进BIM 管理平台(一期)建设,这是一个具有国家自主产权的数字城市规建管智能审批平台,通过创新城市“规、建、管”的新型标准体系、政策体系和流程体系,探索以数字城市的预建、预判、预防来支撑现实城市高质量发展的模式,打造展现多维城市空间的数字平台。平台将建立不同阶段的城市空间信息模型和循环迭代规则,采取GIS 和BIM 融合的数字技术记录新区成长的每一个瞬间,结合5G、物联网、人工智能等新型基础设施的建设,逐步建成一个与实体城市完全镜像的虚拟世界。

全国各地抢抓先机,开展数字孪生城市规划和建设。数字孪生城市为各地智慧城市建设提供了新思路、新模式,让城市治理者看到城市现代化治理体系以及高质量发展的曙光,让城市居民憧憬随需而动、无处不在的智能化服务。2019年5月,在第二届数字中国建设峰会数字经济分论坛上,贵阳市副市长徐昊发表了“数字孪生城市的贵阳探索”主题演讲。在实践上,贵阳提出从花果园超大型社区治理、数博大道等小型城市生态系统入手打造数字孪生城市。南京江北新区着力推动城市发展向智能化高级形态迈进,提出力争到2025年率先建成“全国数字孪生第一城”。浙江省发布未来社区建设试点实施方案,制定“未来社区”九大场景,提出构建现实和数字孪生社区要求。舟山市、西咸新区、重庆市、长三角一体化示范区等地纷纷采用数字孪生城市的建设理念和模式,先后制定智慧城市顶层设计和规划,以数字孪生城市为导向推进智慧城市建设。

产业响应,各类企业抢抓商机激活ICT 产业链

数字孪生相关企业获得资本青睐,斩获融资。2017年5月,英国虚拟仿真初创公司Improbable 完成了5.02 亿美元的B 轮融资,由软银国际领投,公司估值突破10 亿美金。该公司基于Google 的计算平台“SpatialOS 平台”,构建了一个基于蜂窝云服务的“超级虚拟世界”。2019年以来,我国以数字孪生为概念的多只股票出现涨停,数字孪生城市的价值被资本市场初步认同。看好数字孪生创新发展前景,资本巨头积极投资数字孪生相关企业,如阿里巴巴入股银江股份,超图公司获得中国人寿与光大银行的定向增发融资。51VR 完成B 轮2.1亿元融资,泰瑞数创获得启迪金控和中信建投等机构过亿元投资。

选取47例2017年3月—2018年3月期间本院收治的肺部孤立性肺结节患者纳入本次研究,经CT常规检查结果显示,47例患者肺部均存在孤立性结节,且无明显肺门转移现象,也不存在淋巴肿大等现象。47例患者中男31例,女16例;年龄35~75岁,平均年龄(57.24±9.09)岁;症状表现:存在明显胸部疼痛者9例,出现发热者7例,咳嗽、咳痰症状明显者10例,无明显症状表现者21例。

数字孪生技术重新定义智慧园区。据预测,到2022年,85%的物联网平台将使用数字孪生技术进行监控,产业园区有望率先利用数字孪生技术,重塑园区管理与服务模式。在华为和51VR 联合研发数字孪生的深圳坂田园区及东莞松山湖园区,通过实时接入园区IOT 设备、资产、能源、设施及环境等信息,建立基于园区实时运行状况的数字孪生场景,实现园区运营的可视分析、园区业务的闭环联动、园区决策的仿真模拟以及园区数据的全量集成,开创新一代园区的立体多维管理新模式。华为在廊坊经济技术开发区,利用GIS 空间信息平台,构建虚拟城市数字资源体系,一方面支撑IOC运营,同时为各个政务部门提供全空间的地理信息服务。

图1 数字孪生智慧园区

智慧城市相关投资持续保持高速稳定增长。IDC 预计,中国智慧城市技术相关投资在2016-2021年间将保持年复合增长率19.3%的稳定增长。根据IDC《全球半年度智慧城市支出指南》发布的数据,2018年中国智慧城市技术相关投资达到208 亿美元,相比2017年的173 亿美元增长了20.2%,成为全球第二大的智慧城市技术相关支出市场(仅次于美国)。数字孪生城市的提出,无疑为新型智慧城市建设注入了新的活力,不仅带动相关产业的技术研发投入,而且促进地方政府加大对智慧城市的建设投资。

资本助力,数字孪生城市板块崛起倍受市场关注

空间信息产业纷纷入局,成为数字孪生城市建设中坚力量。数字孪生和空间信息产业密切相关,需要空间信息采集、建模、开发、服务、应用全产业链的深度参与,同时空间信息产业通过数字孪生在智慧城市中找到了新的支点,多年的技术积累在巨大的市场空间得以释放活力,并造就独特的竞争优势。国内GIS 领头企业超图公司在新推出的新一代三维GIS 技术体系中,全方位支持倾斜摄影建模、激光点云、BIM 等多源异构的三维模型数据,并推出国内首个三维空间数据规范标准Spatial 3D Model(S3M),该标准融合了倾斜摄影模型、BIM、精模、激光点云、矢量、地下管线、地形、动态水面、三维栅格等多源数据,突破了大规模三维数据传输和解析的技术瓶颈,进一步促进了数字孪生的广泛应用。泰瑞数创提供了涵盖高端航测传感器、数据采集、处理服务到应用开发的数字孪生城市建模全产业链服务,还发布实景世界云平台SmartEarth,利用结构化语义模型整合了BIM/CAD 和地理测绘等技术,高效自动地构建城市信息模型,已经成功应用于智慧城市、智慧工业和自动驾驶等领域。51VR 公司运用GIS、高程、无人机斜拍点云、卫星图、街景图等技术和数据,能够快速自动化构建大规模数字孪生城市模型,复原城市的每个细节,并进行大场景动态实时渲染,在数据可视化和场景可视化基础上,实现城市运营管理的可视化和精细化。

数字孪生城市正在激活庞大的信息技术产业链。数字孪生城市自提出以来,吸引产业界广泛关注,成为技术创新和业务拓展的重要方向。多地学术机构开展关于“数字孪生”的专题研讨,探索数字孪生技术对于城市治理、工业制造等领域的应用和价值。以BIM、CIM、VR/AR、AI 等先进技术为主攻方向的科技公司发力“数字孪生”方案研发,并已应用到多个行业。数字孪生城市涉及技术门类较多,诸如新型测绘、地理信息、物联感知、三维建模、图像渲染、虚拟现实、仿真推演、深度学习、智能控制等,几乎涉及信息产业所有链条,无论是传统的智慧城市龙头企业,还是新入局的创新型中小企业,对数字孪生城市均给予了高度重视,各类企业依托自身优势加紧布局,抢占市场先机,同时推动技术方案不断完善。

场景先行,数字孪生部分应用先行先试初显成效

传统智慧城市厂商顺势而为推出数字孪生城市解决方案。科大讯飞打造数字孪生城市的“城市超脑”,基于互联网、物联网等基础设施,汇聚城市时间与空间数据,运用人工智能算法,挖掘城市发展与运行轨迹,进行即时分析和仿真建模,促进物理城市公共资源最优化。软通动力与华为合作,发布支持数字孪生城市的aPaaS 平台,为多个场景提供API 服务,涵盖交通、环保、安全等各种领域。阿里巴巴联合千方科技、银江股份、浙大中控、数源科技、海康威视等众企业,基于阿里云平台,共同打造数字孪生城市大脑,提升杭州市交通系统和城管系统的智能化水平。紫光云集成数字孪生底座,推出“1+4+N”智慧城市应用体系,重点打造安全生产“大数据”分析预测能力和“物联网”动态感知能力,有效防范和遏制重特大事故发生。

数字孪生提升智能驾驶试验精度。通过搭建真实世界1:1 数字孪生场景,还原物理世界运行规律,满足智能驾驶场景下人工智能算法的训练需求,大幅提升训练效率和安全度。如通过采集激光点云数据,建立高精度地图,构建自动驾驶数字孪生模型,完成厘米级道路还原,同时对道路数据进行结构化处理,变现为机器可理解的信息,通过生成大量实际交通事故案例,训练自动驾驶算法处理突发场景的能力,最终实现高精度自动驾驶的算法测试和检测验证。

大型工业生产制造数字孪生风行。通过数字孪生模型与仿真技术,对高成本高复杂性大型设备产品进行设计、生产、装配全流程的数字化,并借助传感器实时数据与运行数据,实现对设备产品的远程监控和预测性维护,已成为大型工业制造企业的共识。西门子建立了贯穿于产品生命周期各环节间的数据模型,仿真模拟一些工厂的实际操作空间;通用电气与ANSYS 公司借助数字孪生概念,提出物理机械和分析技术融合的实现途径,让每个引擎,每个涡轮,每台核磁共振都拥有一个数字化的“双胞胎”;德国软件公司SAP 利用数字孪生概念,在产品试验阶段采集设备的运行状况,通过分析后得出产品的实际性能,再与需求设计的目标比较,从而形成产品研发的闭环体系。波音737 MAX8 不到半年发生两次重大事故,而数字孪生技术可用于航空飞机的维护与保障。美国空军已经和波音合作构建了机体数字孪生模型。波音公司在最新的NMA 项目上,已经率先使用数字孪生技术进行研发。

数字孪生在医疗领域获得突破性进展。数字孪生给予健康医疗新的视角和手段,通过对身体器官、血液循环、神经系统、肌体骨骼、心率脉搏等进行“镜象映射”,建立人体的数字孪生体,进而通过人体标准数据库,记录人体每个细节特征,进行人体健康的实时动态管理。通过引进小型化的穿戴式设备,实时对人体进行数据收集。孪生数据还可来源于CT、核磁、心电图、彩超等医疗检测和扫描仪器检测的数据,血常规、尿检、生物酶等生化数据,医疗机构基于人体数字孪生综合数据,可对患者提供健康状况预测与及时干预,同时人体的数字孪生还将大大提高诊断的准确性和手术的成功率。

呼吸机相关性肺炎是指患者在机械通气48小时后至拔管后48小时内出现的肺炎,作为一种机械通气过程中常见的并发症,一般情况较为严重,且易导致脱机困难,增加住院时间,甚至可能威胁生命[1]。近年来,临床护理提出了集束干预护理措施,为了适应时代的发展,该措施集合了有循证依据的治疗方法及护理措施,用以改善患者临床治疗效果。基于此,本文选取2016年9月至2017年9月100例呼吸机相关性肺炎患者,探讨并研究应用集束化护理措施对降低呼吸机相关性肺炎的护理效果,现报道如下。

干部的子女当然也有“才高八斗”者。既然“才高八斗”又何必非要和父母挤在一家单位?干部的亲属当然也有“真才实学”者。既然“真才实学”又何必非要和姑父、姨夫在一个单位工作?俗话说的好,天高任鸟飞,海阔凭鱼跃,“才高八斗”哪里都能有用武之地,“真才实学”到哪里都有人欢迎。

数字孪生为智慧校园经济管理赋能。数字孪生将学校物理空间与数字空间有机衔接,全面感知校园物理环境,建立智能舒适的生活与教育环境,实现二维三维一体、虚实一体的校园精细化管理。我国多所大学已建立三维数字校园信息系统,在地上地下一体化、室内室外一体化的全三维校园空间信息中整合地下管理、能源、安全等多种传感器信息,实现对校园后勤资源、教学教育设施、能源管控、校园安全等多种管理功能。

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