在科技大爆发的时代,从不缺科技新概念,云计算、大数据、物联网、人工智能、VR、区块链、数字孪生、5G等层出不穷。科技创新,为社会发展带来巨大推动力,同时也产生了深远的影响。5G作为未来新一代通信技术基础设施,商用化进程日益逼近,与云计算、大数据、IOT、人工智能、等下一代ICT技术的融合创新,也为IOT、VR、AI应用的普及起到了推波助澜的作用。
人类社会每一次组织形式的升级和变革,都将拉动科技的创新发展,以便有效解决一些社会发展新问题。从农村、城镇、到国际化现代都市,进一步演进到数字建筑、智慧城市。城市规模越来越大,大城市病日益严重,快速发展的新一代ICT技术,正在铺就一条更加有效的城市数字化全方位治理之路。
数字孪生是智慧城市发展的必然趋势
2008年IBM提出智慧地球的理念,触发了各国政府的智慧城市建设,积极探索可持续发展的城市治理模式。自2010年以来,我国在住建部、国家发改委、工信部、科技部等多个部委的积极推动下,目前作为智慧城市试点的城市已超过400个。这么多试点,主要以IT基础设施、信息化平台建设为主,取得了一些阶段性成果,但并未形成质的跃升。
2016年国务院发布了《关于深入推进新型城镇化建设的若干意见》,城镇化建设作为重大创新和投资的驱动力,已成为重要的国家战略。
要建设智慧城市,首先要把城市的数字模型构建出来,实现物理城市与数字城市之间的虚实映射和实时交互的融合机制,这就是“孪生数字城市”。
数字孪生,是建设智慧城市的前提条件。运用云计算、大数据、区块链、人工智能、智能硬件、AR/VR等新技术,可建立起全域感知、万物互连、泛在计算、数据驱动、算法辅助决策的强大管理支撑平台。唯如此,才能实现《国家新型城镇化规划2014-2020》确立的新型智慧城市建设目标:
1、信息网络宽带化:推进光纤到户和“光进铜退”,实现光纤网络基本覆盖城市家庭,加快4G/5G在城市公共区域的网络覆盖,提升网络接入服务品质,普惠降低资费。
2、规划管理信息化:发展数字化城市管理,建立城市统一的地理空间信息平台和公共信息平台,统筹推进城市规划、国土利用、城市管网、园林绿化、环境保护等市政基础设施管理的数字化和精准化。
3、基础设施智能化:发展智能交通、智能电网、智能水务、智能管网、智能建筑,实现城市秩序、应急处理、绿色节能的智慧化管控。
4、公共服务便捷化:建立跨部门跨地区业务协同、共建共享的信息服务体系,创新发展教育、就业、社保、养老、医疗和文化的服务模式。
5、产业发展现代化:加快传统产业信息化改造,推进制造业向数字化、网络化、智能化转变,积极发展信息服务业、电商和物流业信息化集成发展,创新培育新型业态。
6、社会治理精细化:在市场监督、环境监管、信用服务、应急保障、治安防控、公共安全等领域,深化信息应用及服务体系,创新社会治理方式。
目前智慧城市建设虽然在全国各地积极推进,但提出以数字孪生为基础构建智慧城市的还是凤毛麟角,多数地方只注重宽带网络、IDC数据,、IOT物联网等基础设施的建设,只能说触及了智慧城市的“皮毛”。针对数字孪生城市新范式,产业界已做了一些研究及应用探索,逐渐落地各大城市建筑、产业园区、综合体及基础设施系统,形成了成功的标杆案例,后续将会得到迅速推广。
CIM模型将是智慧城市的核心资产
智慧城市建设过程中,孪生数字系统平台是统领信息共享与流程打通是关键,如何提高智慧城市建设的标准化也非常重要。孪生数字系统平台,是数字孪生城市的信息化底座。依托各大建筑载体、利用3DGIS+BIM+IOT等ICT技术,对城市地上地下空间规划数据、城市二三维GIS数据、城市建筑BIM数据、市政设施BIM数据、城市IOT感知数据,以及产业经济、社会民生、政务服务、交通出行等应用数据进行多元异构集成,形成基于统一标准和规范的CIM(City Information Modeling),积累完整的城市大数据资产,为智慧城市的规划、建设、管理提供统一的云平台基础支撑。
基于CIM的智慧城市/新区规建管一体化孪生数字云平台,可为城市规划、建设、运行管理全过程的进行赋能,全面提升城市规划、建设、管理的一体化运作水平,真正实现城市“一张蓝图绘到底、一张蓝图建到底、一张蓝图管到底”。
智慧城市规建管一体化方案与平台已从概念迈向了成果落地阶段,虽然各大板块信息采集、信息共享流程打通还有一个很长的时期,但是局部领域,比如智慧建筑板块已经通过BIM信息采集、建筑设施设备、人员动态数据采集,得到了微循环系统的良好应用,成为智慧城市率先落地的信用。
此外,基于CIM的智慧城市/新区规建管一体化模型目前已在雄安新区、北京新机场临空经济区、北京城市副,、福州滨海新城、青岛,商务区、北京未来科学城等进行了落地实践,起到很好的创新示范效应和社会价值。
孪生数字建筑可视化将成为新一代落地应用
到目前为止,互联网应用及IT应用系统的UI还是以HTML页面、APP为主要呈现形式,未来,数据可视化、3D建模及交互应用在智慧城市、高端装备、工业设计等领域已成为主流形式。教育、军事、医疗、文旅、地产等细分领域都已开始引入3D交互UI,随着CG、Game、GIS、BIM的进一步交叉融合,在智慧城市、融合媒体等更广阔的领域将进一步释放出更大的创新活力。
可以预见,3D交互UI的可视化系统将成为新一代智慧城市级应用系统的基本特征。
数字孪生智慧城市建设是个异常复杂的工程,政府领导、决策者往往很少使用电脑,具体业务管理人员对IT系统操作能力往往也不强。对智慧城市规划建设管理云平台的人机界面进行创新,采用新一代3D交互图形界面,将大大降低用户使用门槛及沟通、执行效率。
对于智慧城市领域最为易于落地的智慧建筑,可视化系统已然成为孪生数字建筑平台的标配。
随着5G技术的规模商用,其高带宽,大连接、低时延的特性,将允许3D交互UI得到广泛普及。不断演进中的VR设备,正在克服穿戴不便、时延晕动、显示纱窗、画面畸变等问题,使日常佩戴成为可能。互联网应用的新一轮更新迭代将不可避免,孪生数字城市应用将成为新一代互联网的核心应用,而孪生数字建筑将成为启动这一核心应用的关键。
相关链接:关于伊视贝孪生数字建筑云平台
伊视贝CWAD平台,也称,化孪生数字建筑云平台,是智慧城市之智慧建筑板块物联网核心平台。它把传统的建筑融入IoT(物联网技术),AI/ML(人工智能与机器学习),3D可视化等技术,将建筑运行大数据转化为无形资产从而带来更多的价值。BIM轻量化托管整合服务,支持快速生成孪生数字建筑,全新的楼宇节能算法,设备设施代码和位置标准化,让排查设备信息简单化。体现在能耗管理、设备运营维护、人员管理各环节中,提供愉悦的用户体验。为智慧城市的建筑与人动态信息采集提供精细化的分析依据。