2022年數(shù)字孿生城市整體解決方案

1、數(shù)字孿生城市整體解決方案一、從數(shù)字孿生到數(shù)字孿生城市二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知三、數(shù)字孿生城市的實踐突破目 錄物理孿生追溯源頭 ，最初只有物理上的 “孿生” ( Twin )。在上世紀六七十年代美國宇航局的阿波羅計劃中，建造了多艘相同的太空飛行器，就像“孿生體”。在飛行準備過程中，孿生體被廣泛用于訓(xùn)練 ；在飛行任務(wù)期間，它被用來模擬地球模型上的備選方案，其中可用的飛行數(shù)據(jù)被用來盡可能精確地反映飛行條件，從而在危急情況下協(xié)助宇航員做出正確判斷。這一方法后來也用于飛機制造業(yè)，通過飛機孿生體來優(yōu)化和驗證飛機系統(tǒng)的功能。我和我的祖國一、從數(shù)字孿生到數(shù)字孿生城市生物學(xué)家Lewontin曾說道: “我對社

2、會學(xué)家所處的位置相當同情。他們面對著最復(fù)雜和頑抗的有機體的最復(fù)雜和困難的現(xiàn)象,卻不能像自然科學(xué)家那樣具有操縱他們所研究的對象的自由?！币?、從數(shù)字孿生到數(shù)字孿生城市接 受 復(fù) 雜 性簡 化 復(fù) 雜 性數(shù)字孿生，最初始于“孿生” 的物理實體，隨著技術(shù)的發(fā)展，越來越多的物理部件被數(shù)字模型取代，并擴展至產(chǎn)品生命周期的各個階段，直至形成與物理實體完全一致的虛擬數(shù)字模型，稱為“數(shù)字孿生”。2012年， NASA發(fā)布技術(shù)路線 圖， 使用 “數(shù)字孿生”一詞并 定義為： 一種綜合多物理、多 尺度模擬的載體或系統(tǒng)，以反 映其對應(yīng)實體的真實狀態(tài)”。正式定義概念萌發(fā)2003年， Michael Grieves教 授在

3、產(chǎn)品生命周期管理課程中 提出鏡像空間模型： 與物理產(chǎn) 品等價的虛擬數(shù)字化表達。引發(fā)關(guān)注2016年， Gartner發(fā)布 2017年十大戰(zhàn)略科技 發(fā)展趨勢指出 “數(shù)以 億計的物件很快將以數(shù) 字孿生來呈現(xiàn)”。探索應(yīng)用智能制造是數(shù)字孿生的 主要應(yīng)用領(lǐng)域；同步建 設(shè)物理城市與數(shù)字城市。一、從數(shù)字孿生到數(shù)字孿生城市數(shù)孿孿生包括三個必要部分： 物理實體 物理實體的虛擬數(shù)字模型 物理實體和虛擬模型之間的數(shù)據(jù)和信息交互系統(tǒng)過去和現(xiàn)有很多建模方法和應(yīng)用，最缺乏的是第三點，沒有虛實之間的數(shù)據(jù)和信息交互，就無真 正的數(shù)字孿生。數(shù)字孿生( Digital Twin ) 是指構(gòu)建與物理實體完全對應(yīng)的數(shù)字化對象的技術(shù)、過

4、程和方法。一、從數(shù)字孿生到數(shù)字孿生城市數(shù)字孿生源于仿真技術(shù)，但它不同于“仿真”，更為“寫實”。 既不是傳統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計(CAD)，因為計算機輔助設(shè)計完全局限于計算機模擬的環(huán)境中； 也不是以傳感器為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，因為物聯(lián)網(wǎng)僅可用于位置檢測和整個組件的診斷，但無法對整個 生命周期過程進行檢測。一、從數(shù)字孿生到數(shù)字孿生城市技術(shù)發(fā)展歷程示意數(shù)字孿生城市基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、 人工智能、區(qū)塊鏈等技術(shù)領(lǐng)域在城市層面的廣泛應(yīng)用，通過物理維度上的實體城市和信息維度上的 數(shù)字城市同生共長、虛實交融，構(gòu)建現(xiàn)實城市與數(shù)字城市一一對應(yīng)、 相互映射、協(xié)同交互的復(fù)雜系統(tǒng) ，實現(xiàn)人工智能與人類智慧的綜合集 成，達

5、到城市問題防患于未然、城市管理協(xié)同高效智能、城市發(fā)展動 力持續(xù)強勁、城市安全韌性的理想效果。數(shù)字孿生的應(yīng)用價值在于實現(xiàn)了現(xiàn)實世界的物理系統(tǒng)與虛擬世界的數(shù)字系統(tǒng)之間的交互和反饋 ，通過數(shù)據(jù)收集、挖掘、存儲和計算等技術(shù)確保在全生命周期內(nèi)物理系統(tǒng)和數(shù)字系統(tǒng)之間的協(xié)同和適應(yīng)。一、從數(shù)字孿生到數(shù)字孿生城市數(shù)字孿生工廠/基 于模型的工廠數(shù)字孿生建筑 /BIM“數(shù)字孿生城市”提供了啟示和借鑒。數(shù)字孿生產(chǎn)品數(shù)字孿生車間數(shù)字孿生城市數(shù)字孿生在智能制造領(lǐng)域的應(yīng)用為數(shù)字孿生城市是一個可計算的“城市實驗室”，可以在與實體系統(tǒng)對應(yīng)一致的情況中進行預(yù)測和驗證。一方面，數(shù)字孿生城市通過歸集的全主體、全要素和全過程數(shù)據(jù)，運用

6、人工智能等不斷進步的新技術(shù)識別和提取 實體城市系統(tǒng)的特征和規(guī)律，將城市“隱秩序”顯性化；另一方面，數(shù)字孿生城市通過數(shù)字城市系統(tǒng)的人工 智能，結(jié)合實體城市中人的智慧，實現(xiàn)虛實交互，為科學(xué)合理的城市決策和管理提供支持。數(shù)字孿生城市的最大創(chuàng)新是全過程“寫實”，建立起統(tǒng)一和廣泛的數(shù)據(jù)源。數(shù)字孿生城市將人、機 、物等各類城市主體，從一開始就接入數(shù)字化系統(tǒng)，并能夠?qū)崟r或定期動態(tài)更新，代表了完整的城市環(huán)境和過程 狀態(tài)。而現(xiàn)有智慧城市方案是在已有城市系統(tǒng)之上的技術(shù)補丁，“豎井式”方案在反映城市系統(tǒng)全貌和真 實狀態(tài)上存在先天缺陷。數(shù)字孿生城市與實體城市具有同步的生命周期和建設(shè)時序，能夠不斷更新。數(shù)字孿生城市隨著

7、城市發(fā)展而不斷更新，始終與城市建設(shè)發(fā)展中的問題、需求和任務(wù)共同迭代，是一個不斷進化的生態(tài)系統(tǒng)。而現(xiàn)有智慧城 市實踐限于城市的某一局部或某一階段，難以沉淀全生命周期的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)固化封閉。寫實迭代智能一、從數(shù)字孿生到數(shù)字孿生城市中國已經(jīng)成為世界上最大的智慧城市實踐國。 自2012年12月住房城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布關(guān)于開展國家智慧城市試點工作的通知，截至2016年6月，我國95%的副省級城市、 76%的地級城市，總計超過500座城市明確提出了構(gòu)建智慧城市的相關(guān)方案?，F(xiàn)有智慧城市實踐遠未預(yù)期的效果，存在四個主要問題： 2016年，中國在“十三五”規(guī)劃中進一步提出建設(shè)新型智慧城市的新要求和新目標： 為民服務(wù)全程

8、全時，城市治理高效有序，數(shù)據(jù)開放共融共享，經(jīng)濟發(fā)展綠色開源，網(wǎng)絡(luò)空間安全清朗。這是對上一階段智慧城市實踐中以單向信息為主智能化程度不高數(shù)據(jù)來源不一城市信息碎片化缺乏統(tǒng)一設(shè)計局限于業(yè)務(wù)模塊忽視需求應(yīng)用流于形象工程數(shù)字孿生城市是不是智慧城市的新說法？一、從數(shù)字孿生到數(shù)字孿生城市主要問題的糾偏。智慧城市在技術(shù)上的難點可以攻破；而對于突破固有觀念、眼前利益的障礙卻更難。技術(shù)創(chuàng)新與組織機制的變革需要攜手同行。你在生活中是否已經(jīng)感受到智慧城市帶來的便利？NO ！我感覺最大的還是花錢的便利！智慧城市建設(shè)如果形成新的專業(yè)分割和隔離，對城市系統(tǒng)優(yōu)化將造成更大的傷害，使得系統(tǒng)整合的代價更高 。智慧城市不是賦予城市

9、智慧，而是發(fā)現(xiàn)城市本身的智慧并適應(yīng)這種智慧，即尊重城市發(fā)展規(guī)律。一、從數(shù)字孿生到數(shù)字孿生城市智慧城市，還是城市智慧？一、從數(shù)字孿生到數(shù)字孿生城市數(shù)字孿生城市工業(yè)時代的城市實踐N.0智慧城市基于還原論的城市認知現(xiàn)有系統(tǒng)的技術(shù)補丁難以根本上治理城市病土地仍然是核心資源現(xiàn)有“智慧城市”實踐缺乏正確的底層邏輯 ，因此即使技術(shù)不斷升級的智慧城市N.0版本也難以消除其與城市的“排異”反應(yīng)，只能限于階段性的城市局部優(yōu)化，無法代表未來城市的發(fā)展方向。新建系統(tǒng)的全新方案城市病問題“防患于未然”上半場 中國城鎮(zhèn)化 下半場一、從數(shù)字孿生到數(shù)字孿生城市不忘初心：讓城市生活更美好數(shù)字時代的城市實踐1.0數(shù)據(jù)作為關(guān)鍵生產(chǎn)

10、要素基于系統(tǒng)論的城市認知一、從數(shù)字孿生到數(shù)字孿生城市二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知三、數(shù)字孿生城市的實踐突破目 錄2. 部分之間相互聯(lián)系和影響聯(lián)系和影響的頻次、性質(zhì)、 程度、方向等3. 具有整體性功能整體不等于部分之和，整體性功能不存在于部分中4. 系統(tǒng)嵌套 ，系統(tǒng)中有系統(tǒng)每個系統(tǒng)又是更高層次系統(tǒng)的組成部分，系統(tǒng)之內(nèi)有子系統(tǒng)隱秩序誰能不能先舉例出不是系統(tǒng)的事情？系統(tǒng)： 機械系統(tǒng) VS 生態(tài)系統(tǒng) VS 社會系統(tǒng) 簡單系統(tǒng) VS 復(fù)雜系統(tǒng)1. 由若干不同部分組成部分可能是物體、生物、人、系統(tǒng)等二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知自組織自適應(yīng)社會生活中的每個個體仍然在彼此影響不深的社會情境下進行獨立決策，并有充足

11、的時間進行謹慎思考和理性抉擇。精英決策層掌握決策數(shù)據(jù)與信息，但往往只能專注于問題的某一側(cè)面而無法顧及全局，經(jīng)常出現(xiàn)政府宏觀指導(dǎo)與微觀社會問題之間相脫節(jié)的決策偏差。 信息的生產(chǎn)與流動不再局限于精英之間，而是每個具備一定信息技術(shù)能力的社會個體都可以成為 信息的生產(chǎn)者、傳播者和消費者。 人與人之間的社會聯(lián)系基本上是地域性的小規(guī)模熟人網(wǎng)絡(luò)，人們彼此之間的交往深受地理阻隔、 交通成本限制和主權(quán)疆域的禁錮。 極其有限的數(shù)據(jù)和信息，僅掌握在統(tǒng)治者的手中。人類社會的發(fā)展史，就是一部從低度信息化向高度信息化，從弱連接狀態(tài)到強連接狀態(tài)逐步演變的歷史過程。 世界正在加速走向一體化、系統(tǒng)聯(lián)動性和高復(fù)雜不確定性。我們既

12、無法僅僅依靠捕捉幾個有限變 量而進行社會管理和政治決策，也沒有充足的時間直面洶涌而來的信息洪流而專注于謹慎思考。農(nóng)業(yè)社會二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知信息社會工業(yè)社會擁有信息的個體的絕對數(shù)量和種類明顯增加，分工細化使得各類主體之間的互動頻次和深度增加 ?？萍荚桨l(fā)達、 交往越密切，社會的關(guān)聯(lián)度和系統(tǒng)性就越強，復(fù)雜性劇 增。深度專業(yè)化造就的是掌握局部知識和經(jīng)驗的專家，每個 人都變成局部智慧的載體，鮮有智慧之集大成者。智慧分布于社會的各個角落難以集成又不可忽視，形成 共同想象的基礎(chǔ)比一張白紙更難，而實踐這種共同想象 也面臨同樣的困境。從工業(yè)社會到后工業(yè)社會(信息時代、數(shù)字經(jīng)濟時代、人工智能時代 )科技發(fā)

13、展共同 想象二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知信息爆炸智慧碎片化人心更分散復(fù)雜性劇增l 城市整體智慧并不是城市參與者的智慧之和，而是與個體 智慧不一樣的宏觀涌現(xiàn)。l 外在表現(xiàn)為規(guī)劃、建設(shè)、運營和管理的有效性，內(nèi)在機制 是智慧的提供、集成和實踐的動態(tài)反饋的過程。l 城市智慧在自適應(yīng)過程中不斷反饋積累，使城市獲得學(xué)習(xí) 能力。智慧提供的過程是分散的，體現(xiàn)訴求的多樣性，需要盡可能的獲取。智慧集成的過程是集中的，充滿多樣性 的信息，需要甄別。智慧實踐的過程是分散的，擁有多樣性 的利益，需要協(xié)調(diào)。二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知相互關(guān)聯(lián)性不可分割性不可逆性不完全可預(yù)測規(guī)劃學(xué)看到空間建筑學(xué)看到地標 經(jīng)濟學(xué)看到產(chǎn)業(yè) 地理學(xué)

14、看到區(qū)域 社會學(xué)看到人群 政治學(xué)看到權(quán)力城市復(fù)雜性超出了任何一個現(xiàn)有學(xué)科專業(yè)極限 ，專業(yè)協(xié)同和跨界創(chuàng)新成為必需。二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知單一視角，如同盲人摸象機械還原論：世界建立在物質(zhì)性、均衡性、穩(wěn)定性、決定性的動力基礎(chǔ)上，由各種結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)相加構(gòu)成，可以拆分和還原，是一個極具確定性的事物。1+1=2復(fù)雜系統(tǒng)論：構(gòu)成整體的各個部分以不同的方式相互作用，聚合之后的整體會呈現(xiàn)出各個部分所不具有的功能和特征，具有顯著的非線性特征。1+12城市是一個復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng), 要用系統(tǒng)思維方法二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知圣菲學(xué)派繼承了貝塔朗菲的一般系統(tǒng)論，圍繞 “涌現(xiàn)”來建立關(guān)于復(fù)雜性系統(tǒng)的理論 和模型。約翰 霍蘭

15、提出的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng) ( Complex Adaptive System，CAS ) 理論， 創(chuàng)造了“適應(yīng)性主體 ( adaptive agent) ”的概念，認為復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的組成元素本 身就的有智能的，而不是機器元件，適應(yīng)性主體能夠聚集成更大的適應(yīng)性主體 ，層層 涌現(xiàn)，最終形成復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)。第二代系統(tǒng)理論：耗散 結(jié)構(gòu)論、協(xié)同論、超循 環(huán)論的誕生第一代系統(tǒng)理論：系統(tǒng) 論、控制論、信息論的 誕生第三代系統(tǒng)理論：系統(tǒng) 動力學(xué)與復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng) 理論系統(tǒng)論超越了還原論，而強調(diào)復(fù)雜性的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論又超越了以往的系統(tǒng)論二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知 /complexity- map

16、. html聚集內(nèi)部模型主體復(fù)雜系統(tǒng)的一般認知框架：l 以適應(yīng)性主體為起點l 四個特性(聚集、非線性、流、多樣性)l 三種機制(標識、內(nèi)部模型、積木塊)二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)：適應(yīng)性造就復(fù)雜性流積木塊多樣性非線性標識習(xí)近平總書記在全國城市工作會議上提出了以人民為中心的城市治理觀: 即“做好城市工作，要順應(yīng)城市工作新形勢、改革發(fā)展新要求、人民群眾新期待，堅持以人民為中心的發(fā)展思想，堅持人民城市為人民”。 以人民為中心 的城市治理，確立了城市發(fā)展的核心價值，即以人為本。系統(tǒng)元素具有主動適應(yīng)性 ( Adaptive ) ，體現(xiàn)在其能夠感知外界信息刺激，通過學(xué)習(xí)來調(diào)整自己的行為, 被稱

17、為主體。主體間，主體 與環(huán)境的相互影響和相互作用是系統(tǒng)演變和進化的主要動力。 在城 市語境中，系統(tǒng)主體是城市中的人，同時也包括城市中與人的活動 緊密相關(guān)的城市部件。物質(zhì)載體+人的活動物聯(lián)網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知1. 以城市主體為認知起點2. 主體聚集產(chǎn)生新的系統(tǒng)系統(tǒng)具有聚集特征，聚集不是簡單的合并，也不是原有主體的消失，而是新的、更高層次主體的出現(xiàn)，產(chǎn)生出原來主體無法具備的特性, 稱為”涌現(xiàn)”。社區(qū)、街道、城市功能區(qū) 、城市、 城市群依次由下一層次主體構(gòu)成，但具有與構(gòu)成主體不同的系統(tǒng)能力。中小城市二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知農(nóng)村地區(qū)大城市小城鎮(zhèn)兩種不同城市空間形態(tài)：西班牙與特克斯城市

18、功能區(qū)可視化圖片來源于城市數(shù)據(jù)團3. 要素流是主體互動的載體主體間互動是通過“流”來實現(xiàn)的。“流”的順暢能促進主體的互動，反之則割斷主體間的聯(lián)系。“流”在主體間的傳遞渠道和傳遞速度決定了互動效果，進而決定系統(tǒng)的進化水平。在城市系統(tǒng)中，城市主體之間通過物質(zhì)流、信息流和資金流等產(chǎn)生聯(lián)系，城市發(fā)展的活力與這些“要素流”的強弱和質(zhì)量直接相關(guān)。二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知4. 標識引導(dǎo)主體有選擇的互動標識是主體在環(huán)境中搜索和接收信息的具體實現(xiàn)方法。主體通過標識在系統(tǒng)中選擇互動的對象，實現(xiàn)有選擇的互動。不同的城市為了競爭產(chǎn)業(yè)資源，提出各種產(chǎn)業(yè)定位、人才政策 、優(yōu)惠待遇、 城市形象宣傳等，都是標識機制的體現(xiàn)。

19、資源具有靶向性，如果能很好的識別各個主體的特點，便可以有效的促進相互選擇，引導(dǎo)城市中主體互動朝著設(shè)想的方向優(yōu)化發(fā)展。畢業(yè)后，你們選擇去哪個城市？二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知5. 呈現(xiàn)非線性發(fā)展特征非線性意味著整體不等于部分之和 。在城市系統(tǒng)中，影響因素千千萬萬，這些因素之間并非完全獨立，而是相互交錯，無法用切分和加總的方法來分析。圣塔菲研究所有研究表明, 不同城市規(guī)模倍增會帶來社會經(jīng)濟學(xué)變量1.15倍的指數(shù)增長。城市的負面產(chǎn)物如犯罪、流感爆發(fā)等等，也是超線性增長， 但所需的基礎(chǔ)設(shè)施和資源量只需增加約0.85倍。非線性效應(yīng)：成本投入1+12。每個城市都有自己的增長指數(shù)，數(shù)字經(jīng)濟的增長指數(shù)更高。二、

20、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知“被設(shè)計或規(guī)劃出來的社會秩序一定是簡單的圖解，他們經(jīng)常會忽略真實的和活生生的社會秩序的基本特征。嚴格服從規(guī)則工作(work-to-rule)的失敗表明，任何生產(chǎn)過程都依賴于許多非正式的和隨機的活動，而這些活動沒有被正式設(shè)計在規(guī)劃中 往往不 承認，甚至壓抑非正式過程，這不僅損壞了目標人群的利益，也最終導(dǎo)致設(shè)計者的失敗”。國家的視角那些試圖改善人類狀況的項目是如何失敗的內(nèi)部模型是主體間具有的互動規(guī)則。由于內(nèi)部模型的存在，主體可以對事物進行前瞻性的判斷，并根據(jù)預(yù)判對互動行為做出適應(yīng)性變化。內(nèi)部模型有隱性與顯性之分。隱式內(nèi)部模型的作用要靠顯式內(nèi)部模型來保 障，而顯式內(nèi)部模型的作用

21、要通過隱式模型來實現(xiàn)。法律 VS 道德規(guī)范 VS 習(xí)俗 政策 VS 民意二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知7. 互動規(guī)則形成內(nèi)部模型四大基本子系統(tǒng)不是城市的一個個側(cè)面，也不是被割裂開的局部，而是一個個可以繼續(xù)拆分的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)，使得各子系統(tǒng)既能保持相對獨立，又可以提煉出子系統(tǒng)的特性標識，還能分析子系統(tǒng)之間的聯(lián)動關(guān)系，找到聚合原則。主體是不可拆分的基本元素，而積木塊是可拆封的子系統(tǒng)。積木塊的概念為分析復(fù)雜系統(tǒng)不同層次的問題提供了方法，它把下一層次的內(nèi)容和規(guī)律即內(nèi)部模型 “封裝”起來，暫時忽略或擱置其內(nèi)部細節(jié)，作為一個整體參與較高層次系統(tǒng)的相互作用。規(guī)劃系統(tǒng) 城市的智慧 系統(tǒng)基本公共服務(wù) 系統(tǒng) 城市的平衡

22、 系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng) 城市的動力 系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng) 城市的物理 支撐系統(tǒng)l 系統(tǒng)之外有大系統(tǒng)l 系統(tǒng)向內(nèi)有子系統(tǒng)l 平級系統(tǒng)之間有協(xié)同二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知8. 系統(tǒng)可拆封為”積木塊”四 大 基 本 城 市 子 系 統(tǒng)八個基本概念 貫穿一體 不可偏廢以“適應(yīng)性主體”為起點的這八個基本概念之間有著嚴謹?shù)倪壿嬯P(guān)系，貫穿一體，因此只挑選其中某些概念而拋開其他，無法正確的認識系統(tǒng) ，做系統(tǒng)分析時必須完整呈現(xiàn)上述基本概念。 主體是系統(tǒng)研究的出發(fā)點； 涌現(xiàn)由“主體聚集”而形成； 主體間相互作用的載體是“要素流”； “特點標識”是互動選擇機制，決定了要素流的方向和活躍度； 系統(tǒng)通過主體聚集和要素流持續(xù)的共同作

23、用逐步達成“多樣性”； 不論是主體聚集的過程、要素流的運動過程，還是系統(tǒng)朝著目標多樣性的運動過程都 普遍存在著“非線性發(fā)展” ； 將同一層級的不同子系統(tǒng)分別加以封裝，就構(gòu)成了系統(tǒng)的“積木塊”； “內(nèi)部模型”是主體或子系統(tǒng)間的互動規(guī)則。二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知標識要素流非線性多樣性可視化呈現(xiàn)物理城市數(shù)字城市數(shù)字城市中知識和智能的交互反饋現(xiàn)實城市中數(shù)據(jù)和信息的實時更新數(shù)字孿生城市概念框架建設(shè)在城市系統(tǒng)認知的基礎(chǔ)之上，是一個具有包容性的跨學(xué)科范式，有利于城市多學(xué)科領(lǐng)域的專業(yè)融合，并實現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用方案與城市系統(tǒng)特性的高度匹配，達到城市發(fā)展管理的“知行合一”。二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知基于城市系統(tǒng)認知的

24、數(shù)字孿生城市概念框架主體聚集內(nèi)部模型積木塊積木塊聚集數(shù)字化底層智能化識別內(nèi)部模型要素流數(shù)字化非線性多樣性智能化網(wǎng)絡(luò)化主體標識數(shù)字孿生城市是以數(shù)據(jù)為核心驅(qū)動，可以憑借統(tǒng)一的數(shù)據(jù)底層，實現(xiàn)城市政務(wù)數(shù)據(jù)資源和社會數(shù)據(jù)資源的融合、 共享，形成人類生產(chǎn) 、生活和生態(tài)數(shù)據(jù)的有機統(tǒng)一，構(gòu)建 人、機、物三元融合的數(shù)字化城市鏡像。全面數(shù)字化是數(shù)字孿生城市的基底。只有通過全方位、 全流程和全系統(tǒng)的數(shù)據(jù)歸集，城市的物化表現(xiàn)和人類智慧 才能夠更好的結(jié)合，這不僅僅是對局部了解的深化和細化， 更重要的是提升了獲得系統(tǒng)全面信息的能力，讓更多的城 市主體參與到城市管理中來。1. 以主體、聚集和要素流的全面數(shù)字化為起點二、數(shù)字

25、孿生城市的系統(tǒng)認知2. 可視化呈現(xiàn)城市非線性和多樣性的真實狀態(tài)數(shù)字孿生城市不執(zhí)著于一因一果的單向關(guān)系，將通過不同來源的數(shù)據(jù)匯集和交融為跟蹤和監(jiān)測城市的非線性發(fā) 展，如實記錄城市動態(tài)反饋過程，盡可能預(yù)見到政策干預(yù)對各個子系統(tǒng)的影響，包括可能出現(xiàn)的各種規(guī)避行為、時 間延遲和信息損失等問題，充分順應(yīng)系統(tǒng)的自組織和自適應(yīng)能力，適時地進行改變 、糾正或擴大，把“學(xué)習(xí)”功能 融入城市管理過程之中，最終達到增加城市系統(tǒng)整體福利的理想效果。二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知相數(shù)科技發(fā)布的可視化界面3. 動態(tài)識別城市主體的互動標識和內(nèi)部模型與傳統(tǒng)的政府發(fā)號施令，以 “他組織”和整齊劃一”為主的模式相比，數(shù)字孿生城市以發(fā)

26、現(xiàn)和尊重城市隱性規(guī)則為前提，對城市發(fā)展進行適度干預(yù)，避免人為的對城市系統(tǒng)造成不必要、不恰當?shù)膭×覕_動 。城市治理將從避免傳統(tǒng)城市管理中的一元化 、一刀切問題，轉(zhuǎn)向多元化、 差異化 、個體化、體驗化的轉(zhuǎn)變?！罢R劃一”不是精細化，尊重多樣性需求才是真正的精細化。隨著公眾數(shù)字素養(yǎng)的提高，數(shù)字孿生城市能夠更好的尊重公眾的參與感，加強個人自律，創(chuàng)造 “他律”與“自律”相結(jié)合的社會環(huán)境，促進政府監(jiān)管和公眾自律的良性互動。改變單向化思維面向主體，理解訴求扭轉(zhuǎn)碎片化局面立足系統(tǒng)，梳理要素 建立協(xié)同型組織整合利益、激活主體 形成適應(yīng)性機制動態(tài)反饋，糾錯學(xué)習(xí)全面透徹的感知能力廣泛即時的互聯(lián)能力 智能融合的決策能

27、力 開放參與的創(chuàng)新能力二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知4. 城市系統(tǒng)“積木塊”的靈活解構(gòu)和智能耦合數(shù)字孿生城市以城市作為整體對象，并不是建立一個單一城市整體模型，而是擁有一個模型集，模型之間具有耦合關(guān)系，其價值就在于通過對“塊數(shù)據(jù)”的挖掘 、分析 、靈活組合，使不同來源的數(shù)據(jù)在城市系統(tǒng)內(nèi)的匯集交融產(chǎn)生新的涌現(xiàn)，實現(xiàn)對城市事物規(guī)律的精準定位，甚至能夠發(fā)現(xiàn)以往未能發(fā)現(xiàn)的新規(guī)律，為改善和優(yōu)化城市系統(tǒng)提二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知供有效的指引。相互獨立的豎井式靈活耦合的矩陣式一、從數(shù)字孿生到數(shù)字孿生城市二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知三、數(shù)字孿生城市的實踐突破目 錄論文人工智能與現(xiàn)代生產(chǎn)率的悖論結(jié)論啟示：如果舊經(jīng)濟

28、中的固有的商業(yè)模式和組織形態(tài) 等不適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展，當期的生產(chǎn)率不會 提高，反而會下降，出現(xiàn)生產(chǎn)率悖論；而當 新技術(shù)作為一種通用性技術(shù)已經(jīng)發(fā)展完備， 經(jīng)濟中的組織等也與新技術(shù)實現(xiàn)了有效的重 組，此時一系列互補式創(chuàng)新便會涌現(xiàn)，生產(chǎn) 率便會加快發(fā)展，技術(shù)的紅利將會充分顯示 出來。技術(shù)決定論人類生存方式是一個具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的大系統(tǒng)，這個系統(tǒng)由居于結(jié)構(gòu)底層的技術(shù)系統(tǒng)、居于結(jié)構(gòu)中層的社會系統(tǒng)和居于結(jié)構(gòu)上層的觀念系統(tǒng)這三個亞系統(tǒng)構(gòu)成，其中技術(shù)系統(tǒng)是基本的和首要的。技術(shù)的可能性、存在的問題和經(jīng)濟需求之間相互反應(yīng)，并衍生出相應(yīng)的社會安排，而這些又會創(chuàng)造更多的可能性、技術(shù)和技術(shù)變遷是社會構(gòu)成或者建構(gòu)的產(chǎn)物，而非為

29、某種自我發(fā)展的路徑?jīng)Q定。三、數(shù)字孿生城市的實踐突破社會決定論 VS 技術(shù)決定論問題、反應(yīng)和下一步的安排。布萊恩 阿瑟技術(shù)的本質(zhì)社會決定論規(guī)劃投資 建設(shè) 管理 運營以大數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理體系為紐帶的共建共享三、數(shù)字孿生城市的實踐突破“系統(tǒng)集成+數(shù)據(jù)智能”是數(shù)字孿生城市的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)數(shù)字時代，數(shù)字化的知識和信息成為關(guān)鍵生產(chǎn)要素。數(shù)字孿生城市建設(shè)覆蓋從城市規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運維的全 生命周期，能夠形成最完整的城市數(shù)字應(yīng)用場景，成為數(shù)字經(jīng)濟和人工智能的創(chuàng)新試驗場 ，推動城市治理模式創(chuàng) 新，真正滿足人們對美好生活的需求。系統(tǒng)集成物理城市加強城市 “規(guī)劃-設(shè)計-建設(shè)-管理-運營”全生命周期的系統(tǒng)集成， 探索

30、構(gòu)建適應(yīng)于數(shù)字時代的部門協(xié)作、組織方式和業(yè)務(wù)流程。沉淀從城市規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運維全生命周期的數(shù)據(jù)資產(chǎn)， 通過智能應(yīng)用以更低成本、更高效率、更好質(zhì)量開展城市服務(wù)?！皵?shù)據(jù)智能”使 “ 系統(tǒng)集成”發(fā)揮出無限效應(yīng)“系統(tǒng)集成”為 “ 數(shù)字智能”提供了實現(xiàn)前提二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知數(shù)據(jù)智能數(shù)字城市國家領(lǐng)導(dǎo)人多次談到系統(tǒng)性l 我國改革已經(jīng)進入攻堅期和深水區(qū)，進一步深化改革， 必須更加注重改革的系統(tǒng)性、整體性、協(xié)同性， 統(tǒng)籌推進重點領(lǐng)域和關(guān) 鍵環(huán)節(jié)改革。 2012年12月，廣東考察時講話。l 全面深化改革是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程 ，需要加強頂層設(shè)計和整體謀劃，加強各項改革關(guān)聯(lián)性、系統(tǒng)性、可行性研究。 201

31、3年9月黨外人士座談會講話l 統(tǒng)籌規(guī)劃、建設(shè)、管理三大環(huán)節(jié)，提高城市工作的系統(tǒng)性。城市工作要樹立系統(tǒng)思維，從構(gòu)成城市諸多要素、結(jié)構(gòu)、功能等方 面入手，對事關(guān)城市發(fā)展的重大問題進行深入研究和周密部署，系統(tǒng)推進各方面工作。 2015年，中央城市工作會議要求。l 改革越深入，越要注意協(xié)同 ，既抓改革方案協(xié)同，也抓改革落實協(xié)同，更抓改革效果協(xié)同，促進各項改革舉措在政策取向上相 互配合、在實施過程中相互促進、在改革成效上相得益彰，朝著全面深化改革總目標聚焦發(fā)力。 2017年6月，在中央全面 深化改革領(lǐng)導(dǎo)小組第三十六次會議上講話。l 前期重點是夯基壘臺、立柱架梁，中期重點在全面推進、積厚成勢，現(xiàn)在要把著力

32、點放到加強系統(tǒng)集成、協(xié)同高效上來。 二、數(shù)字孿生城市的系統(tǒng)認知2019年中央深改委第十次會議上講話。三、數(shù)字孿生城市的實踐突破政府主導(dǎo)？企業(yè)主導(dǎo)？還是華為城市神經(jīng)系統(tǒng)京東城市操作系統(tǒng)阿里城市大腦創(chuàng)新過程比較封閉，缺乏開放式主體互動 創(chuàng)新實踐主要封閉在政府內(nèi)和政府 間，以公民為中心的創(chuàng)新經(jīng)驗十分 稀缺。政府，企業(yè)、社會組織和公 民的仍然以單向溝通為主，缺乏多 元主體間的活躍互動，導(dǎo)致創(chuàng)新局 限在行政審批和社會管控等較窄的 服務(wù)范疇。創(chuàng)新成效邊際遞減，缺乏多維度發(fā)展目標 以時間為單位的效率目標擺在了首 位，從“一網(wǎng)通辦”、“最多跑一 次”到“秒批”、“毫秒批”，創(chuàng) 新成效似乎邊際遞減，走入了另一

33、個極端。以人為本構(gòu)建“設(shè)備適應(yīng) 人”的服務(wù)場景才是保證創(chuàng)新成效 邊際遞增的關(guān)鍵所在。創(chuàng)新流于表面形式，缺乏深層次職能轉(zhuǎn)變 政府管理模式仍然是工業(yè)時代盛行 的 自上而下的科層制，以分工 為主的功能分立天然與數(shù)字技 術(shù)帶來的扁平化、網(wǎng)絡(luò)化、去中心 化、協(xié)同化等管理模式有著根本差 異。根深蒂固的組織形式和制度安 排使其變得更加復(fù)雜，并且使其更 能抵制深層次變革。身體已經(jīng)邁進數(shù)字時代，頭腦還停留在上個時代！三、數(shù)字孿生城市的實踐突破以電子政務(wù)實踐問題為例去掉不必要的摩擦、阻力、障礙弱化時間地點的限制無縫協(xié)作，減少溝通成本機制、標準、規(guī)則無感有感參與感、體驗感、獲得感精準化、個性化、定制化“美好生活需要

34、”究竟需要什么?三、數(shù)字孿生城市的實踐突破以數(shù)字技術(shù)來增權(quán)賦能數(shù)字技術(shù)因其高度聯(lián)通的技術(shù)特點，有助于實現(xiàn)城市用戶在不同公共服務(wù)生產(chǎn)者之間的自由選擇，形成一個公共服務(wù)的自由市場。未來，更多的公共服務(wù)將跨越公共和私人之間的邊界來提供 ，成為數(shù)字經(jīng)濟的重要組成部分。智能化降低公共服務(wù)供需匹配的交易成本智能化的價值就在于使現(xiàn)實中的資源配 置最大限度的接近信息對稱、交易成本 為零的狀態(tài)，極大的降低公共服務(wù)成本， 使有限的預(yù)算能夠提供更廣泛、更充足 的公共服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)化使公共服務(wù)中 02 的集體行動成為可能網(wǎng)絡(luò)互動呈現(xiàn)社群化特征，創(chuàng)造出 易于溝通的社會環(huán)境，使現(xiàn)實生活 中涉及人數(shù)眾多的集體行動在線上 呈現(xiàn)出熟人社會的特點。數(shù)字化減少公共服務(wù)中 的信息不對稱問題公共服務(wù)領(lǐng)域借助數(shù)字技術(shù)能 夠較為準確的掌握用戶信息， 將“不確定的多數(shù)”變?yōu)?“確 定的用戶”。數(shù)字孿生城市可能使城市公共管理服務(wù)成為重要的數(shù)字經(jīng)濟業(yè)態(tài)三、數(shù)字孿生城市的實踐突破0301未來城市公共服務(wù)提供將從“服務(wù)傳遞”向“價值共創(chuàng)”轉(zhuǎn)