白皮書由中國電子技術標準化研究院聯(lián)合中國信息通信研究院、騰訊云計算、軟通智慧、五一視界、中國聯(lián)通智能城市研究院、華為等41家單位共同編制。

2022年1月10日，由全國信標委智慧城市標準工作組組織編制的《城市數(shù)字孿生標準化白皮書（2022版）》（以下簡稱“白皮書”）正式發(fā)布。白皮書由中國電子技術標準化研究院聯(lián)合中國信息通信研究院、騰訊云計算(北京)有限責任公司、軟通智慧科技有限公司、深圳市南山區(qū)政務服務數(shù)據(jù)管理局、盈嘉互聯(lián)（北京）科技有限公司、北京五一視界數(shù)字孿生科技股份有限公司、中國聯(lián)合網(wǎng)絡通信有限公司智能城市研究院、華為技術有限公司等41家單位共同編制。

當前，城市數(shù)字孿生已經(jīng)發(fā)展成為支撐智慧城市的重要技術手段。為做好城市數(shù)字孿生標準化工作整體規(guī)劃，有序推動相關標準制定與應用實施工作，全國信標委智慧城市標準工作組組建了城市數(shù)字孿生專題組，并組織編制了白皮書。白皮書在系統(tǒng)研究城市數(shù)字孿生內(nèi)涵、典型特征、相關方等基礎上，構建了城市數(shù)字孿生技術參考架構，梳理了城市數(shù)字孿生關鍵技術和典型應用場景，總結了城市數(shù)字孿生發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、面臨的問題與挑戰(zhàn)及國際國內(nèi)標準化現(xiàn)狀。在此基礎上，白皮書探索形成了“城市數(shù)字孿生標準體系總體框架（1.0版）”，并提出了擬研制標準建議和標準化工作建議。白皮書構建了城市數(shù)字孿生標準化路線圖，為后續(xù)相關標準研制、應用實施指明了方向。

多維度構建參考架構，立體刻畫城市數(shù)字孿生內(nèi)涵

白皮書對“城市數(shù)字孿生”概念進行了系統(tǒng)地梳理和分析，創(chuàng)新性地從概念、技術、相關方等不同視角構建了城市數(shù)字孿生參考架構。

白皮書認為，城市數(shù)字孿生是利用數(shù)字孿生技術，以數(shù)字化方式創(chuàng)建城市物理實體的虛擬映射，借助歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)以及算法模型等，仿真、預測、交互、控制城市物理實體全生命周期過程的技術手段，可以實現(xiàn)城市物理空間和社會空間中物理實體對象以及關系、活動等在數(shù)字空間的多維映射和連接。

從概念視角，城市數(shù)字孿生以城市物理空間、社會空間以及數(shù)字空間在時間維度和空間維度更加精準的映射、更加緊密的聯(lián)接和更加多維的聯(lián)動，實現(xiàn)三元空間的協(xié)同演進和共生共智，滿足“人”在城市生活、生產(chǎn)、生態(tài)的各類需求，服務“以人為本”的智慧城市建設初心。

圖1 城市數(shù)字孿生概念模型

從技術視角，需對物理空間以及社會空間中的物理實體對象、事件對象以及關系對象進行數(shù)字空間的虛擬表達以及映射，通過信息基礎設施的轉化傳輸以及處理形成數(shù)據(jù)資源，在通用服務能力的支撐下進一步融合數(shù)字孿生技術形成能夠對外提供的數(shù)字孿生服務，并通過交互服務實現(xiàn)與上層應用場景的融合。同時，需提供立體化安全管理以及全生命周期的運營管理，保障數(shù)字空間各類資產(chǎn)以及服務的安全高效運行。

圖2 城市數(shù)字孿生技術參考架構

從相關方視角，城市數(shù)字孿生由城市數(shù)字孿生咨詢服務提供方、建設技術提供方、運營服務方三方多類主體聯(lián)動構建。

圖3 城市數(shù)字孿生相關方

梳理發(fā)展現(xiàn)狀，總結城市數(shù)字孿生趨勢與問題

白皮書梳理了城市數(shù)字孿生國家及地方相關政策，分析了產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展現(xiàn)狀。同時，提出了城市數(shù)字孿生發(fā)展的總體發(fā)展趨勢及面臨的主要問題和挑戰(zhàn)。

圖4 城市數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)生態(tài)

隨著各地城市數(shù)字孿生探索與落地，智慧城市建設也將進入新的發(fā)展階段。隨供需雙發(fā)力，城市數(shù)字孿生的技術創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、標準規(guī)范等將快速發(fā)展，呈現(xiàn)物理城市和數(shù)字城市并行共生的新發(fā)展格局。

●城市數(shù)字孿生將成為智慧城市建設技術底座。城市數(shù)字孿生將成為智慧城市發(fā)展新階段的核心底座，為城市構建虛實共生的數(shù)字基礎設施能力。

●城市數(shù)字孿生將在智慧城市中迎來深度應用。城市數(shù)字孿生相關產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，市場規(guī)模不斷擴大，以城市大腦、城運中心、城市信息模型、城市數(shù)字孿生運營管理為主的相關領域市場迅速升溫。

●城市數(shù)字孿生將形成跨行業(yè)協(xié)作生態(tài)共融。數(shù)據(jù)融合、技術融合和業(yè)務融合推動城市數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)鏈上下游的多元主體在競爭中發(fā)展出共生關系，生態(tài)共融正成為行業(yè)共識。

城市數(shù)字孿生從概念培育逐步走向建設實施，各項支撐技術日漸成熟，但仍面臨著供應鏈安全性不足、數(shù)據(jù)支撐不足、應用深度不足、產(chǎn)業(yè)聯(lián)動不足和標準支撐不足等問題與挑戰(zhàn)。

構建標準體系，以標準化助力高質量發(fā)展

當前，城市數(shù)字孿生標準化處于起步階段，亟需開展標準體系頂層設計。白皮書探索構建了“城市數(shù)字孿生標準體系總體框架（1.0版）”，將城市數(shù)字孿生標準劃分為“01總體”“02數(shù)據(jù)”“03技術與平臺”“04安全”“05運維/運營”“06應用”六大類。