【技术前沿】数字孪生技术在智慧城市领域的应用

在科技发达的当下，数字化成为了诸多行业领域正在进行的变革转型。世界各地相继采取措施，将数字化技术运用到能源生产、输送、交易、消费及监管等各个重要环节。对于企业而言，数字化转型既是机遇，也是挑战。

最近几年，数字孪生这个概念引发了大家愈来愈多的关注，从初期在学术界引进这个概念，到现在诸多数字化领先企业都在制定数字孪生解决方案，数字孪生无疑是成为数字化转型的核心技术手段。

数字孪生的起源和定义

关于数字孪生的想法最开始是由佛罗里达理工学院的MichaelGrieves教授在2002年的制造工程师学会会议上公开引进的，他觉得通过物理设备的数据，可以在虚拟（信息）空间创建一个可以表征该物理设备的虚拟实体和子系统，并且这种联系不是单向和静态的，而是在整个产品的生命周期中都联系在一起。Shafto和Vickers等人于十几年前在美国NASA的路线图中明确定义了数字孪生这个名词并将其运用在航空领域。

然后，科学研究中提出了许多关于数字孪生的在不同应用领域的具体定义，虽然其通用定义由于不同场景下需求不同而难以有一个统一的标准，但所有的定义都在强调两个核心特征：

1. 数字孪生是有生命或无生命的物理实体的数字副本；

2. 通过桥接物理和虚拟世界，数据可以无缝传输，进而允许虚拟实体与物理实体同时存在。

在学术界对数字孪生进行探究的期间，诸多着眼于数字化转型的企业也发现了数字孪生的价值。一直着眼于探究工业数字化的美国通用电气公司在为美国国防部提供F-35联合攻击机解决方案的时候便开始注重数字孪生。德国工业4.0的代表企业西门子公司也强调数字孪生在工业数字化中的核心作用，并将其运用到各业务领域内。从那之后，数字孪生这个概念，就逐渐风靡业界，直至今日。

数字孪生在智慧城市领域的应用

现如今，我们的城市铺满了各式各样的传感器、摄像头，大量的数据为数字孪生在智慧城市中的运用打下了强大的基础。借助包括5G在内的物联网技术，这些终端采集的数据可以更快地被提取出来，并加以运用。因此，智慧城市将成为数字孪生体最庞大的运用，即——数字孪生城市。

在城市管理阶段，通过建设数字孪生城市，将基础设施（水、电、气、交通等）的运行情况，市政资源（警力、医疗、消防等）的调配情况，通过传感器、摄像头、数字化子系统采集出来，并通过包括5G在内的物联网技术传输到云端。在采集数据后，以交互平台的形式运用这个庞大的数字孪生，以捕获和展示实时3D和4D空间数据，以便于对城市环境及建筑内部的数据传输进行建模。城市的管理人员，基于这些数据，及其城市模型，更高效地管理城市。

我国智慧城市，经历了十多年的发展，正在从过去以垂直服务为主导的传统智慧城市建设，逐步转变为以整体数字空间为载体的新型智慧城市建设，而建立实体空间的数字孪生，正在成为智慧城市建设的全新路径。目前在国家相关政策的鼓励下，数字孪生智慧城市已经从规划部署，进入到规模化实施的阶段。

塔力科技创新应用

塔力科技在数字孪生技术下，不断探索在智慧社区、智慧工业、智慧设备、智慧城市等各领域的应用与技术积累，已具有了相应的数字孪生产品。

在智慧城市场景下，塔力科技利用独有的创新技术快速生成三维城市模型：

在此基础上，再基于塔力科技自主知识产权产品“灵掌”三维可视化与智能交互引擎、“智眼”多源物联数据管理系统将城市模型与物联网数据打通，在虚拟城市场景中实时展现城市管理所需的各项数据，反馈给管理人员。

以下为塔力科技数字孪生智慧城市产品应用：

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