建設(shè)數(shù)字孿生城市，要規(guī)避哪些「坑」？

    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)。

    隨著概念培育、科研布局的持續(xù)推進(jìn)，借助新基建的提速加持，數(shù)字孿生城市風(fēng)生水起，進(jìn)入國家決策視野。

    雄安新區(qū)、北京城市副中心、武漢等地已經(jīng)走在前沿，不斷實(shí)踐。重慶、江蘇、廣西、黑龍江等地也紛紛將數(shù)字孿生城市納入「十四五」規(guī)劃，開始試水。

    ▼ 智慧城市可視化交通運(yùn)維平臺(tái) （來源：相數(shù)科技）

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    2018年4月， 雄安新區(qū)規(guī)劃綱要獲批復(fù)，其中寫到 「堅(jiān)持?jǐn)?shù)字城市與現(xiàn)實(shí)城市同步規(guī)劃、同步建設(shè)，適度超前布局智能基礎(chǔ)設(shè)施，推動(dòng)全域智能化應(yīng)用服務(wù)實(shí)時(shí)可控，建立健全大數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理體系，打造具有深度學(xué)習(xí)能力、全球領(lǐng)先的數(shù)字城市」，并在隨后的官方解讀中， 首次提出了「數(shù)字孿生城市」的表述。

    ▼ 雄安新區(qū)地理信息服務(wù)平臺(tái)（來源：天地圖）

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    十四五」時(shí)期， 北京城市副中心將以建設(shè)世界智慧城市典范為目標(biāo)， 打造數(shù)字孿生城市，讓城市「能感知、會(huì)思考、可進(jìn)化、有溫度，提升市民獲得感」。

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    2020年10月，武漢市投資3.5億元，開展智慧城市基礎(chǔ)平臺(tái)（一期）項(xiàng)目，建設(shè)內(nèi)容包含 數(shù)字孿生城市、萬物互聯(lián)平臺(tái)、應(yīng)用支撐賦能平臺(tái)等。

    01、什么是數(shù)字孿生？

     數(shù)字孿生（Digital Twin）是指構(gòu)建與物理實(shí)體完全對(duì)應(yīng)的數(shù)字化對(duì)象的技術(shù)、過程和方法。

    這一概念包括三個(gè)主要部分：物理空間的實(shí)體；虛擬空間的數(shù)字模型；物理實(shí)體和虛擬模型之間的數(shù)據(jù)和信息交互系統(tǒng)。

    ▼ 數(shù)字孿生示意

    數(shù)字孿生有著很強(qiáng)的工業(yè)基因，起初應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)之中，目前也是第四次工業(yè)革命的通用目的技術(shù)�？梢哉f，數(shù)字孿生有望成為21世界最具顛覆性的創(chuàng)新領(lǐng)域之一。

    02、萬物皆可數(shù)字孿生

    數(shù)字孿生始于制造，集大成于城市

    城市作為一個(gè)巨大的、復(fù)雜的系統(tǒng)，最適合數(shù)字孿生。

    隨著城市的規(guī)模擴(kuò)張和無序發(fā)展，給生活帶來了極大的困擾，城市建設(shè)試錯(cuò)成本極大，沒有回頭路。數(shù)字孿生城市的建立，使運(yùn)行、管理等一切決策在虛擬世界先行仿真，而后在現(xiàn)實(shí)世界執(zhí)行，這 對(duì)于減少失誤、做出正確決策都有極大的幫助。

    ▼ 天地圖應(yīng)急頻道 （來源：天地圖）

    以災(zāi)害預(yù)警為例，2021年7月河南遭受強(qiáng)降雨，包括省會(huì)在內(nèi)的多個(gè)城市被洪水襲擊，受災(zāi)情況非常嚴(yán)重。這種罕見的狀況，以我們目前傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)和技術(shù)很難做到精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，同時(shí)也不可能通過實(shí)戰(zhàn)演習(xí)提出相應(yīng)的解決方案。

    但是在數(shù)字孿生城市的仿真系統(tǒng)中，卻可以不斷嘗試，甚至可以對(duì)100種，乃至1000種應(yīng)對(duì)方案進(jìn)行演練試錯(cuò)。

    ▼ 天地圖應(yīng)急頻道發(fā)布的河南7.20至7.21自然災(zāi)害信息 （來源：天地圖）

    如通過數(shù)字孿生城市，可以在分析雨洪地圖、預(yù)測(cè)降雨情況、優(yōu)化緊急救援流程、合理分配交通、電力、通訊承載力等方面，讓數(shù)字系統(tǒng)找到應(yīng)對(duì)災(zāi)難的最優(yōu)解， 讓決策變得更科學(xué)，真正做到「不打無準(zhǔn)備之仗」。

    這只不過是數(shù)字孿生城市很小的一個(gè)方面，而整個(gè)數(shù)字孿生城市系統(tǒng)，可以說是先進(jìn)技術(shù)的集大成者。

    數(shù)字孿生城市系統(tǒng)包括數(shù)字標(biāo)識(shí)、網(wǎng)絡(luò)連接、智能控制、平臺(tái)服務(wù)等信息技術(shù)，并且深度融合新型測(cè)繪技術(shù)、地理信息技術(shù)、3D建模技術(shù)、仿真推演技術(shù)等行業(yè)技術(shù)，形成了綜合性技術(shù)賦能體系。

    其復(fù)雜程度相當(dāng)于人類的神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

    ▼ 城市最適合數(shù)字孿生

    毫無疑問，建設(shè)數(shù)字孿生城市需要每項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟運(yùn)用，其過程中會(huì)存在極大的技術(shù)挑戰(zhàn)，我們不在這里一一解構(gòu)。

    03、數(shù)字孿生城市建設(shè)如何「避雷」

    數(shù)字孿生城市之所以備受推崇，是因?yàn)樗�的益處�?shí)在是太多了，任何關(guān)于數(shù)字孿生城市的書中都會(huì)有相關(guān)論述。這些利好就像夏娃的果實(shí)一樣，引誘著充滿夢(mèng)想的城市建設(shè)者和ICT（信息與通信技術(shù)）企業(yè)去不斷的創(chuàng)新和嘗試。

    然而， 數(shù)字孿生城市的建設(shè)需要多學(xué)科的交叉融合，對(duì)于實(shí)現(xiàn)智慧城市來講是一把「雙刃劍」，如果運(yùn)用好將成為智慧城市建設(shè)的利器，如果過度消耗理念將為城市建設(shè)帶來災(zāi)難。

    另外，投資大、牽動(dòng)多個(gè)部門和企業(yè)，可以說這是一項(xiàng)關(guān)乎城市發(fā)展命運(yùn)的決策，不能盲目上馬，如果失敗，可謂傷筋動(dòng)骨，損失慘重。

    作為城市管理者，在決策之前一定要梳理清楚，數(shù)字孿生城市「熱度不斷、向陽而生」的背面，有哪些風(fēng)險(xiǎn)因素？

    有哪些「坑」需要規(guī)避？

    數(shù)字孿生城市建設(shè)的三大誤區(qū)：

    誤區(qū)一：「新瓶裝舊酒」

    避免以數(shù)字孿生之名，行傳統(tǒng)信息化之實(shí)

    當(dāng)前，許多智慧城市項(xiàng)目 實(shí)質(zhì)上是對(duì)政府職能和工作流程的信息化改造，是對(duì)現(xiàn)有條塊分割、機(jī)械線性式城市管理系統(tǒng)的片面模仿和技術(shù)補(bǔ)丁，而非革新方案。

    如果沒有解決傳統(tǒng)信息化數(shù)據(jù)孤立、系統(tǒng)分隔的問題，則會(huì)使城市系統(tǒng)間的協(xié)同難度和管理成本由于技術(shù)屏障而進(jìn)一步增高，難以真正實(shí)現(xiàn)智慧發(fā)展。

    ①. 在技術(shù)上要做到化分割為融合

    真正的數(shù)字孿生城市不只是某項(xiàng)或者某些技術(shù)的提升，而是 從分割轉(zhuǎn)為融合，從步調(diào)不一走向均衡同步。

    它一定是「多學(xué)科技術(shù)產(chǎn)生的化學(xué)聚變反應(yīng)，是模型、數(shù)據(jù)、軟件、泛智能基礎(chǔ)設(shè)施化整為零的過程」，而不是過度追求新技術(shù)應(yīng)用的花架子。

②. 在管理上要化多部門為大部制

    長期以來，在智慧城市的建設(shè)當(dāng)中，一直沒有明確的牽頭部門，即使有些地方成立了大數(shù)據(jù)局，但協(xié)調(diào)統(tǒng)籌力度仍然不足，多張底圖如何整合，誰來整合，形成城市級(jí)統(tǒng)一的數(shù)字底圖和數(shù)據(jù)資產(chǎn)，是數(shù)字孿生城市建設(shè)首先要面對(duì)的問題。

    所以，要想實(shí)現(xiàn)真正的數(shù)字孿生城市，現(xiàn)在的政府和企業(yè)組織形態(tài)是不足以滿足「物理空間」和「數(shù)字空間」的一體化管理要求的。

    未來政府一定要打破現(xiàn)有垂直部門結(jié)構(gòu)，形成數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、機(jī)構(gòu)整合、業(yè)務(wù)協(xié)同的超級(jí)大部制。

    例如，雄安新區(qū)改變了傳統(tǒng)地區(qū)數(shù)十個(gè)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，僅設(shè)置了8個(gè)部門，分別是：管協(xié)調(diào)的黨政辦公室；管黨務(wù)、人事、群眾工作的黨群工作部；管經(jīng)濟(jì)的改革發(fā)展局；管規(guī)劃建設(shè)的規(guī)劃建設(shè)局；管社會(huì)事務(wù)、政務(wù)服務(wù)的公共服務(wù)局；管執(zhí)法的綜合執(zhí)法局；以及管安全的安全監(jiān)管局。

    目前，雖然多地已經(jīng)開展數(shù)字孿生城市相關(guān)項(xiàng)目實(shí)踐，但現(xiàn)階段數(shù)字孿生城市整體技術(shù)方案尚在探索，遠(yuǎn)未成熟，各級(jí)地方政府需要謹(jǐn)慎操作， 在技術(shù)創(chuàng)新模式和管理組織形式上，都要進(jìn)行深度變革，避免「以數(shù)字孿生之名，行傳統(tǒng)信息化之實(shí)」，防止「新瓶裝舊酒」。

    誤區(qū)二：忽略「錢的問題」

    不能簡單的唯高科技論，要有成本意識(shí)

    歷次技術(shù)革命和城市革命的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)告訴我們，技術(shù)因素雖然重要，但技術(shù)的變革和社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生活方式的變革是互動(dòng)作用的。 技術(shù)可以先行，但并不能一路絕塵，而忽視現(xiàn)實(shí)問題。尤其是城市技術(shù)。

    2003年，韓國的松島新城開始建設(shè)智慧城市，提出智慧無處不在的愿景。

    如：「覆蓋整個(gè)城市的無線網(wǎng)絡(luò)，布滿城市各個(gè)角落的感應(yīng)器，像一張大網(wǎng)一樣把城市支端末節(jié)的信息、數(shù)據(jù)匯為一體，有效管理、提高效率，更好地為市民服務(wù)；各城市管理指揮部門信息直連，在平時(shí)的狀態(tài)下，消息傳遞反饋的時(shí)間為幾秒到5分鐘，應(yīng)急狀況下可實(shí)時(shí)溝通反饋。」實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理的智慧城市。

    然而，好景不長，松島新城建設(shè)投資近400億美元，原計(jì)劃于2015年全面運(yùn)營，但隨后又推遲到了2018年，現(xiàn)在再度被推遲到2022年。目前，該地區(qū)的居民只有7萬人，不足原來設(shè)計(jì)容納人數(shù)的1/4。當(dāng)?shù)鼐用裆踔磷猿吧�活在「一座廢棄的監(jiān)獄」里。

    那為什么這么高端、先進(jìn)的新城沒人來呢？

    為什么那么多當(dāng)?shù)鼐用駥幵高x擇回到人口密集、擁擠不堪的首爾生活呢？

    其中很重要的一個(gè)原因就是松島新城「過于昂貴的生活成本」 。

    新城由美國地產(chǎn)開發(fā)公司蓋爾、韓國建筑巨頭浦項(xiàng)公司，合資成立的松島國際城市開發(fā)公司承建，資金主要來源于民間投資。

    這里采用諸多高科技手段實(shí)現(xiàn)了便利的生活、工作方式，如：擁有106棟建筑和約2.04386平方千米的LEED認(rèn)證空間，布滿城市的傳感器，這些巨大的投入，也反映在了未來居民的生活成本之中。不是富裕階層的人，可以說很難負(fù)擔(dān)的起。

    誠然，松島新城問題不僅僅是成本問題，還有產(chǎn)業(yè)和文化因素在里面。但是產(chǎn)業(yè)可以培養(yǎng)、文化可以重塑，而 「錢」這筆賬算不過來，一方面有可能會(huì)導(dǎo)致智慧城市建設(shè)夭折。另一方面對(duì)后期城市運(yùn)營也會(huì)產(chǎn)生的嚴(yán)重的影響，導(dǎo)致沒有人來，而沒有人也就談不上城市的發(fā)展。

    作為管理者， 「成本問題」是在數(shù)字孿生城市建設(shè)之前，必須要意識(shí)到、想明白、算明白的一件大事兒！

    通過以上案例的分析可見，數(shù)字孿生城市的建設(shè)，首先要破除唯高科技論的發(fā)展導(dǎo)向。

    在當(dāng)前很多城市技術(shù)都未成熟，并且各項(xiàng)技術(shù)多為分散的、割裂的智能化應(yīng)用，缺乏對(duì)城市發(fā)展規(guī)律結(jié)合的時(shí)候，我們要意識(shí)到，建設(shè)數(shù)字孿生城市不能一蹴而就、一步到位，它是一個(gè)虛擬和現(xiàn)實(shí)城市融合發(fā)展的過程，要不斷完善，一步一個(gè)腳印的扎實(shí)前行。

    其次，數(shù)字孿生城市的建設(shè)要求在前期規(guī)劃中就要極為細(xì)致，每一步都要充分考慮到建設(shè)成本的問題。

    例如，要保證在規(guī)劃城市樓宇、綠地、公路、橋梁、公共設(shè)施等每一寸土地、每一個(gè)領(lǐng)域的時(shí)候，都盡可能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

    誤區(qū)三：忽略「人的問題」

    數(shù)字時(shí)代不只有「技術(shù)沖突」，更有「人的沖突」

    近期，一些網(wǎng)絡(luò)公共服務(wù)平臺(tái)不斷被約談，如網(wǎng)約車、外賣平臺(tái)等，其中「違規(guī)收集使用個(gè)人信息問題」受到重視。網(wǎng)絡(luò)輿論上，數(shù)據(jù)安全問題迅速上升到國家安全層面，個(gè)人數(shù)據(jù)隱私與國家利益問題備受關(guān)注。

    可見，即使再成功的科技企業(yè)和商業(yè)模式，在個(gè)人隱私、數(shù)據(jù)安全問題上，也將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

    ▼ 北京市某外賣平臺(tái)的外賣員送餐路線軌跡（來源：相數(shù)科技）

     而數(shù)字孿生城市必須依托于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，在這里，人被當(dāng)作是「數(shù)據(jù)生命體」。

    當(dāng)利用公民數(shù)據(jù)建立、改善和優(yōu)化城市治理秩序與服務(wù)水平的時(shí)候，數(shù)據(jù)采集、存放、分析、應(yīng)用的主體和規(guī)則到底是什么？這是一個(gè)不容忽視的問題。

    2017年10月，谷歌旗下公司Sidewalk Labs宣布，將和Waterfront Toronto合作，投資5000萬美元，于多倫多啟動(dòng)全球第一個(gè)智慧街區(qū)項(xiàng)目：基于谷歌的前沿科技和數(shù)據(jù)，創(chuàng)建城市創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，探索未來城市發(fā)展的可能性。

    時(shí)隔3年，即2020年5月，這個(gè)備受世界矚目的多倫多Quayside項(xiàng)目宣布終止。首席執(zhí)行官Daniel L.Doctoroff解釋說：新冠病毒的經(jīng)濟(jì)影響使其在財(cái)務(wù)上無法繼續(xù)進(jìn)行資源密集型項(xiàng)目。

    然而，更多消息指出 其背后的原因是該項(xiàng)目遭到當(dāng)?shù)厝说膹?qiáng)烈反對(duì)，主要矛頭指向數(shù)據(jù)隱私問題。

    我們?yōu)槭裁次磥硪�生活在這種無時(shí)無刻的防范之中呢？」這是一個(gè)當(dāng)?shù)厥忻駥?duì)一家外國公司參與智慧城市建設(shè)的排斥，但這也并非是因?yàn)閱渭兊膫�(gè)體利益，其實(shí)質(zhì)是一場圍繞智慧城市建設(shè)的 「數(shù)據(jù)鄰避運(yùn)動(dòng)」——因擔(dān)憂智慧城市項(xiàng)目建設(shè)導(dǎo)致個(gè)人隱私數(shù)據(jù)安全的集體抗議。

    回顧智慧城市的發(fā)展歷程，大部分失敗的原因是建設(shè)、運(yùn)營，而由于市民和用戶參與的「鄰避運(yùn)動(dòng)」導(dǎo)致項(xiàng)目擱淺，尚是首例。

    可見， 未來城市建設(shè)與發(fā)展面臨的不再只是「技術(shù)沖突」，還包含由此帶來的「人的沖突」。

    有些智慧城市在建設(shè)過程中過度依賴外商的解決方案，或依托外商建設(shè)城市重要領(lǐng)域的信息系統(tǒng)，導(dǎo)致交通、能源、金融等重要信息為外商所控制，這將造成嚴(yán)重的信息安全風(fēng)險(xiǎn)隱患，是對(duì)居民的不負(fù)責(zé)任，一定會(huì)引起社會(huì)爭議。

    有多倫多的前車之鑒，數(shù)字孿生城市建設(shè)決不能忽視對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全保障體系和管理制度的建設(shè)。

    04、 總結(jié)

    數(shù)字孿生城市可以說是一種顛覆性創(chuàng)新，技術(shù)層面上有大量的問題需要解決和提升。

    但是當(dāng)一項(xiàng)技術(shù)誕生之初，作為管理者更重要的是清楚為什么要做、怎么做？希望廣大讀者在這篇文章中有所收獲！