数字孪生城市——5G、区块链、人工智能、云计算、大数据
未完结
1、 大数据提供认识和改造世界的新方法论。
随着互联网的快速普及，信息技术和人类生产生活交汇融合，全球数据呈现爆发式增长、海量聚集的特点，大数据技术和思维对国家管理、经济发展、社会治理、人们生活都产生了重大影响。
从资源特性来看，大数据是具有体量大、结构多样性、时效性强等特征的数据。从处理架构来看，利用新型计算架构、智能算法等新技术成为大数据处理的必由之路。从大数据应用发展来看，既要强调以数据决策、数据驱动的新理念，又要强调在线闭环的业务流程优化，发行新的知识。
当前，大数据是信息化发展的新阶段，也是建设城市运营管理中心、城市决策枢纽的核心技术。例如，IBM的IOC尝试整合信息，建立一个智能、互联的环境，促进相互协作，已经在城市运营、监控、交通等领域开展试点应用。阿里巴巴的ET城市数据大脑，通过收集城市海量多元数据，进行实时处理与智能计算。
2、 数字孪生肇始于制造集大成与于城市
2012年，NASA发布了技术路线图，指出“数字孪生”是一种综合多物理、多尺度模拟的载体或系统，以反映其对应实体的真实状态。全球知名的IT研究和顾问咨询公司Gartner在《2017十大战略科技发展趋势》中指出，“数以万计的物件很快将以数字孪生来呈现”，数字孪生的概念受到广泛关注并进入公众视野。
数字孪生是仿真模拟的升级与深化。数字孪生源于仿真技术，但它不同于“仿真”，更为实时写真、虚实互动。
首先，数字孪生不是传统封闭的计算机辅助设计，而是可以紧密结合实时数据与数字模型，使管理人员能够在物理系统正常运行的同时，预先对控制与管理带来的影响进行预演和验证，动态调整、及时纠偏。
其次，数字孪生不是简单的执行预制动作序列的自动化系统，而是基于对环境的认识来理解任务，对发展状态、行为处理的情况作出反应，无须进行重新配置的自主系统。
最后，数字孪生也并非是以传感器为基础的物联网局部解决方案，而是对全生命周期过程的全要求、全过程、全维度检测与仿真，代表了完整的环境和过程状态，涵盖设计、建设、运行和管理阶段，具有统一的物理信息孪生数据源。因此，数字孪生是模拟、仿真和优化技术的重要深化，代表了新一代仿真技术的前沿方向。
数字孪生系统包括五大维度的结构：
一是作为客观存在的物理实体。通过在物理实体上部署各种传感器，可以实时监测其环境数据和运行状态。物理要素的智能感知与互联离不开信息物理融合。物理实体是数字孪生的基础，物理实体皮之不存，虚拟孪生毛将焉附？
二是多维虚拟模型。多维虚拟模型是物理实体忠实的数字化镜像，是数字孪生引擎，是实现设计制造、故障预测、运维管理、仿真决策等功能的核心组件，是数字孪生应用的心脏。多维虚拟模型集成并融合了几何、物理、行为及规则四大模型。在城市领域，多维虚拟模型包括城市人口推演模型、城市用地模型、城市密度模型、产业空间模型、城市资源模型、城市交通模型、空间形象模型、城镇群落推演模型、建设时序推演模型。
三是服务系统。服务系统集成了评估、控制、优化等各类信息系统。基于物理实体和虚拟模型提供智能运行、精准管控和可靠运维服务。服务系统为城市管理者提供了一个更便捷、更直观的交付形式，让管理者能够高效、安全地把握城市的各种特征和体征，识别城市的发展阶段，诊断城市病，从而可以提出更具建设性的城市发展方案。如果没有服务系统，数字孪生城市将无法发挥作用。
四是孪生数据。孪生数据包括物理实体、虚拟模型、服务系统的相关数据，领域知识及其融合数据，并随着实时数据的产生被不断地更新和优化。孪生数据是数字孪生运行的核心驱动，它源于物理实体、虚拟模型和服务系统，同时在融合处理后又融入各个部分，推动了各个部分的运转，是数字孪生应用的“血液”。
五是孪生实时动态连接。孪生实时动态连接是数字孪生应用的“动态血管”，它将以上4个部分进行两两链接，使信息和数据得以在各个部分间交换传递，进行实时有效的数据传输，从而实现实时交互，以保证各部分间的一致性和迭代优化。没有了各组成部分之间的交互连接，就如同人体割断动脉，数字孪生应用也就失去了活力。
数字孪生应用，正在从制造业逐步拓展至城市空间，将形成以数字技术和城市空间仿真预演为核心、突出信息技术、生态技术、仿真技术的集成应用，形成现实社会和虚拟社会融为一体的镜像孪生、虚拟互动的数字孪生城市。
数字孪生科技，将赋予城市新的基因，城市发展不再是盲人摸象，可以通过信息技术的深度应用，实现对城市复杂适应系统特性的认识、提取和应用，发现和顺应城市自身具有的自适应、自组织智慧、使不可见的城市隐形秩序显性化，达到是城市问题防患于未然、城市管理协同高效智能、城市发展动力持续强劲、城市安全韧性增强的效果。
