城市是一個復雜的開放性系統(tǒng)，既包括建筑、道路、管網(wǎng)等基礎設施，也包括人車物等各類主體，更涵蓋水電氣等各種要素。

隨著城市快速發(fā)展、規(guī)模不斷擴張，各種數(shù)據(jù)信息在空間上縱橫交錯，由此帶來的交通擁堵、環(huán)境污染、資源緊張等問題也越來越突出，給城市治理帶來諸多挑戰(zhàn)。應用科技手段來提高城市治理效率、打造智慧城市，已經(jīng)成為現(xiàn)代城市發(fā)展的必然選擇。

隨著數(shù)字化、智能化技術(shù)的發(fā)展，智慧城市建設進程的加快，作為一種新型的數(shù)字化技術(shù)——數(shù)字孿生技術(shù)飛速發(fā)展，并為城市的規(guī)劃建設和治理管理帶來新思路、新方案。數(shù)字孿生技術(shù)通過對物理上的城市要素進行數(shù)字化處理，在虛擬的數(shù)字空間構(gòu)造出與現(xiàn)實城市完全對應的“副本”，這就是數(shù)字孿生城市。

在數(shù)字孿生城市與現(xiàn)實世界實時映射、虛實交互的過程中，通過對數(shù)字“副本”的調(diào)控，現(xiàn)實城市變得更“聰明”，城市治理變“智理”。

在數(shù)字孿生城市中，城市中的各類對象或要素均映射到數(shù)字空間中，并在運行過程中留下數(shù)據(jù)和信息。借助大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新一代信息技術(shù)的綜合集成應用，這些數(shù)據(jù)信息得以為城市的交通信號控制優(yōu)化、電熱能源調(diào)度、重大項目周期管理、基礎設施選址建設等提供指引。此外，數(shù)字孿生城市在模擬仿真、實時分析等方面的應用還可以對城市運行過程中的潛在風險提供智能預警和對策建議。

事實上，數(shù)字孿生城市已在不少地方落地，幫助城市極大提升了治理效能。比如，濟南的四維地質(zhì)環(huán)境可視化信息系統(tǒng)平臺，可以通過自動“剖切”提供有關軌道交通沿線的地層結(jié)構(gòu)、巖性、巖溶發(fā)育特征等信息，幫助我們更好作出軌道交通線路適宜性分析；上海楊浦大橋的數(shù)字孿生項目可對各類橋梁設施病害實施“智能巡查、自動派單、及時處置、智能確認”的閉環(huán)管理；蘇州通過對古建筑全方位、高精度現(xiàn)狀信息的留存，為其保護和修繕提供支撐；北京市西城區(qū)城市管委會通過“綜合交通治理輔助決策系統(tǒng)”，使高峰期的人民醫(yī)院車輛排隊時間從1個多小時減至10分鐘……

數(shù)字孿生城市既是實現(xiàn)數(shù)字化治理和發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟的重要載體，也是未來城市提升長期競爭力，實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的關鍵。《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》提出，“完善城市信息模型平臺和運行管理服務平臺，因地制宜構(gòu)建數(shù)字孿生城市”。當前，國內(nèi)眾多城市提出了建設數(shù)字孿生城市的目標，但是挑戰(zhàn)仍然存在。比如在數(shù)據(jù)方面，數(shù)字孿生城市數(shù)據(jù)類型多、體量大，對于平臺的支撐能力、網(wǎng)絡帶寬等都是考驗。此外，在數(shù)據(jù)共享、標準體系建設、資金投入等方面，也存在亟待解決的問題。

數(shù)字孿生技術(shù)為解決城市治理問題提供了“鑰匙”，但現(xiàn)實城市存在的基礎設施建設、生態(tài)環(huán)境保護以及教育、養(yǎng)老、醫(yī)療等民生問題，不能僅依賴數(shù)字孿生技術(shù)解決。在建設數(shù)字孿生城市的過程中，需要積極推進物理空間和數(shù)字空間一體建設、協(xié)同發(fā)展，讓技術(shù)手段和人文關懷共同進步、相得益彰，讓數(shù)字孿生城市在不斷滿足人民日益增長的美好生活需要方向上向前發(fā)展。

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