编译来源：世界经济论坛
报告标题：DigitalTwinCities:FrameworkandGlobalPracticesInsightReport
编译：崔帅(本文为世界经济论坛联合中国信通院发布的《年数字孪生城市框架与全球实践洞察报告》节选）
随着第四次工业革命的发展，数字技术成为了城市发展和转型的重要驱动力，数字孪生技术正在成为物理世界和数字世界之间的桥梁。
数字孪生城市的运行机制包括三个层次。首先，通过物联网、信息建模和网络，收集有关交通、生态环境和城市运营的实时数据，使从现实到虚拟化的连接和映射成为可能。其次，基于城市运行模式的知识图和大数据分析算法，对数字空间存在的问题进行分析，为决策者提供科学指导。第三，通过物联网的远程控制和交互界面，通过虚拟机制控制城市，以实现建立实体城市的全生命周期管理服务、城市运营优化改进以及经济可持续发展。
目前，全球数字孪生市场正在蓬勃发展。预计到年，数字孪生技术的应用将为城市规划、建设和运营节省亿美元。就市场规模而言，到年，数字孪生市场预计将达到亿美元，并以58%的复合年增长率增长。
全球数字孪生市场规模预测
就中国而言，年中国新智慧城市的总投资规模约为2.4万亿元，中国城市信息建模(CIM)建设项目呈现快速增长的趋势，投资总额也逐年攀升。年8月，世界经济论坛和CAICT联合征集的数字孪生城市案例数据显示，一半以上的项目投资万元（万美元），89%的项目投资万元以上，平均投资达到万元。
数字孪生城市要素视图
根据数字孪生城市的研究和实践案例，数字孪生城市建设主要涵盖9个要素，包括基础设施、数据资源、平台能力、应用程序场景4个核心要素，以及战略和机制、利益相关者、资金和商业模式、标准和评估、网络安全5个外部要素。
01数字孪生城市建设四个核心要素
信息基础设施是数字孪生的数据库。物联网传感设施和城市一级物联网平台是感知城市运行条件的触角，并为城市零部件的远程控制提供了起点。数字孪生技术对大规模数据聚合和实时数据处理的需求，增加了对城市云网络资源的需求。5G网络、窄带以及泛在传感网络等网络设施为完全互联提供了通道；多级数据存储中心和云数据中心满足了整个领域全数据存储的需求；先进的高性能计算、分布式计算、人工智能计算、云计算和边缘计算等计算设施为数字孪生城市提供了可靠的数据处理。
全天候和全容量的数据资源是这个数字城市的关键组成部分。目前，数字孪生城市的建设不仅促进了政府和工业数据的融合，也促进了城市时空数据的开放获取。同时，数据收集设备和能力不断提高，通过摄影和激光扫描获取地理数据，通过深度学习等人工智能技术自动提取三维数据，所有这些措施都有助于形成一个综合的、高度精确的数字孪生城市，投射实体城市的各个方面。
数字孪生城市的建设需要得到城市级平台的支持，为数字孪生城市提供统一的对话界面、操作系统和开发环境。城市一级的平台作为一个核心枢纽，向下连接各种基础设施，聚合城市运营和城市组件的多源数据；该平台为不同应用的开发提供了一个低成本、无障碍、多因素的平台，显著降低了政府和企业的成本。同时，该平台提供了数字孪生模拟和空间计算等多种技术能力，为开发数字孪生应用的企业和享受虚拟-真实集成服务的公民提供了多维能力支持。
数字孪生尝试的应用已经进入了城市生产、生活和生态的许多领域。应用场景为数字孪生城市带来了生命。例如，通过模拟光和阴影的强度使城市照明能够得到优化，以实现安全要求和节能目标之间的平衡，这有助于城市的低碳转型和宜居性。城市规划者还可以完善能源系统的使用、运行和维护，记录城市的碳排放轨迹，促进碳中和。与此同时，数字孪生技术可以帮助监测和预测城市内人员、地点和物体的移动，实现全面和系统的提前规划和设计，避免了因施工问题而造成的昂贵和随机拆除。
在收集的案例中，目前数字孪生城市建设最热门的应用场景是公共服务或管理、社区发展、智能建筑，分别占55.6%、44.4%和40.7%。在所有的数字孪生实践中，54%与智能交通有关，31%与智能社区有关。在全球范围内，超过40%的应用侧重于环境和低碳发展。奥兰多、纽约市和悉尼等城市应用数字孪生技术来监测能源消耗和经济回报，以帮助城市的低碳发展。
数字孪生城市项目中不同的应用占比情况
02数字孪生城市建设五个外部要素
制定战略和机制，将优化数字孪生城市的政策环境，促进数字孪生技术的标准化、有序、健康的发展。战略和机制主要包括：国家、区域、城市等各级信息化战略、实施计划和行动计划；促进数字孪生相关产业发展的鼓励政策、支持政策和激励机制；规范数字孪生发展的治理原则和伦理规范。截至年6月底，中国、德国、美国、英国等主要经济体出台国家政策，推动数字孪生技术的研究、建设和应用；上海、浙江等省市出台了探索数字孪生城市建设的相关政策。
利益相关者主要包括数字孪生城市的重要设计师、建设者和用户，并将成为数字孪生城市生态系统的重要组成部分。协调和团结这些利益相关者的关键是：利益相关者之间的信任机制；各种供应商的联盟生态；丰富而积极的公民参与机制；以及长期发展的城市经营机制。
在供应方面，政府和企业应通过信任机制促进数据的共享和数据的授权操作，应鼓励企业建立数字孪生产业联盟或社区，每个供应商在自己的领域建立优势。在需求方面，鼓励和支持市民参与数字孪生城市的建设和运营。
资金和商业模式是优化资源配置和数字孪生城市规划建设和运营过程的关键手段。它们也会影响数字孪生的有效性。目前，数字孪生城市的主要资金来源仍然是政府采购。数据显示，66.7%的项目由政府资助和建设，数字孪生城市项目的主要运营模式是政府企业合作，即政府投资和提供公共基础设施，企业建设数字城市。完成后，政府利用数字城市做出预测和决策，并为该地区的居民提供服务，只有33.3%的案例是企业投资或企业与政府共同构建的项目。
标准和评价是数字孪生城市建设所遵循的规定，项目运营评价的重要参考。在标准方面，数字孪生已经受到ISO（国际标准化组织）的
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