数字孪生城市
“坚持数字城市与现实城市同步规划、同步建设……推动全域智能化应用服务实时可控,建立健全大数据资产管理体系,打造具有深度学习能力、全球领先的数字城市”。
通过加快BIM管理平台建设,雄安新区率先提出了“规、建、管”的新型标准体系、政策体系和流程体系,探索以数字孪生城市的预建、预判、预防来支撑实际城市的具体建设工作,体现了数字孪生体在城市建设和管理中的应用潜力和价值。
数字孪生城市为各地城市建设和管理提供了新工具,迅速吸引了各地政府的关注。2019年5月,贵阳市副市长做了《数字孪生城市的贵阳探索》报告,要求从小型城市生态系统打造数字孪生城市;南京江北新区表示将力争2025年建成“全国数字孪生第一城”;2020年8月,海南省发布了《智慧海南总体方案(2020—2025年)》,提出打造“数字孪生第一省”。
数字孪生体来自航空航天领域,在降维策略的指引下,从要求较低的城市管理、建筑和能源等领域率先应用,推动技术完善和产业链专业化分工,这有助于数字孪生体产业的发展。由于数字孪生城市充分体现了降维策略的效果,本书把它放到仅次于数字孪生制造的位置,以突出其典型意义。
智慧城市的前世今生
在2008年IBM提出“智慧地球”之前,“智慧城市”已经被广为传播,1993年,新加坡自称为“智能城市”,即便如此,由于缺乏知名企业应用,智慧城市这个概念并不广为接受。随着IBM时任CEO萨缪尔·帕拉米萨诺在2008年11月参加美国外交关系协会(CFR,Council on Foreign Relations)举办的研讨会上,以《建设一个智慧地球》(Building a Smarter Planet)为题做了演讲,由此掀起了一股智慧城市建设热潮。
IBM主要提出了改善人类社会的智慧地球愿景,但人们只记住了其中的智慧城市,甚至忘记了智慧地球——毕竟地球还是距离普通人比较遥远。智慧城市是一个好概念,IBM推广的效果也不错,由此还获得了2010年美国市场营销协会(AMA,American Marketing Association)的艾菲(Effie)奖,该奖主要是颁给营销沟通效果突出的方案。
事实上,帕拉米萨诺就是一位具有丰富经验的销售人员。他在1973年加入IBM的时候主要工作就是销售,经过29年的勤奋工作,最终成为IBM的CEO。他秉承创始人托马斯·沃森的理念,希望做比销售电脑更多的事情,就任CEO之后不久就收购了普华永道的咨询业务,并把个人电脑业务卖给了联想公司。
2008年是全球金融危机爆发的一年,但帕拉米萨诺仍然推出了“智慧地球”计划,以此以一种核心理念展示IBM的新形象。相关数据显示,到2010年,智慧地球战略已产生了30亿美元的收入。毫无疑问,通过智慧地球战略,IBM进入了高端行业,例如医疗健康、油气、能源、交通、电信、银行等领域。
2011年10月25日,帕拉米萨诺宣布将让贤给金尼·罗睿兰(Ginni Rometty),从而结束了其十年CEO的职业生涯。IBM股价从2002年时的58美元,一直涨到了帕拉米萨诺2012年离开IBM时的200美元,接任其职位的罗睿兰上任之后,股价就开始慢慢下跌,直到现在的125美元,我们不得不佩服帕拉米萨诺的先见之明和急流勇退。
无论如何,IBM智慧地球(特别是智慧城市)的概念深得不少国家政府的喜爱,诸如新加坡、英国、韩国和中国等。各国纷纷依照IBM描绘的智慧城市蓝图,开始设计本地方案。从学术上来说,智慧城市并不是严格的技术概念,不少学者曾尝试对智慧城市做严格的定义,例如,马克·迪金(Mark Deakin)和胡萨姆·阿尔·沃尔(Husam Al Waer)为《智能建筑国际》撰写了《从智能到智慧城市》(From Intelligent to Smart Cities)评论。追根溯源,智能城市研究工作开展得相对较早,例如,早在2002年,尼克斯·可姆尼诺斯(Nicos Komninos)就撰写了Intelligent Cities:Innovation,Knowledge Systems and Digital Spaces一书。
在IBM提出智慧城市的时候,它指出智慧城市应满足“3I”特征,即感知(Instrumented)、连接(Interconnected)和智能(Intelligent)。感知指的是通过监控设备、传感器等设备打造广泛的感知;连接是指通过宽带、无线和移动通信网络形成全面的物联网;智能则要求利用数据科学等大数据分析手段,形成更深入的智能效果。
之所以会出现这样的状况,是因为智能(Intelligence)便于度量,而智慧(Smart)似乎不太容易评价。即便如此,在实际应用中,人们并不过分区分两者,在一些情况下,智慧城市不过是信息化或信息系统的另外一种说法,成为各地政府或企业信息技术投资建设的概念。
按照笔者2018年发表的《重新定义智能制造》一文中对一些描述性概念的提法,智慧城市似乎也是“中庸假说”,即缺乏严格定义的概念体系,通常不以范式的方式存在。一言蔽之,智慧城市成为一个通俗的提法,并不具有特定含义,它以整体出现,不适合咬文嚼字进行分析。经过十年时间的过度营销,大家对智慧城市已经“麻木”,不再认为它是具有特别含义的词汇,这可以通过传播学得到很好的解释。
不少提供智慧城市解决方案的企业,都借用了IBM的智慧城市架构,通常在方案中都有一个智慧城市平台。各地政府根据自己的需要,聚焦到一两点来开展建设工作,例如,不少政府主动推进智慧城市的时候,都会把工商、税务等政府服务作为治理的重点,通过一站式服务,提升工商企业的体验,这甚至成了招商引资的主要卖点。
数字孪生城市的主要服务内容如图.
统计数据显示,我国目前有500多个智慧城市相关试点项目,2018年智慧城市技术相关投资比2017年增长20%,达到1400亿元,成为全球第二大智慧城市支出市场,而且预计到2025年将达到5000亿元。因此,智慧城市解决方案是一个具有吸引力的市场,其中不仅有专业的智慧城市建设企业,互联网公司、传统信息技术企业、电信运营商也纷纷进入该领域,以求从不断增长的智慧城市市场中分得一杯羹。
经过十年时间的发展,智慧城市承载的系统和内容越来越多,促使其成为一个复杂的系统,甚至系统的系统,这开始接近工业领域的复杂系统。以工业化视角来看,可以把高度复杂的城市系统看成一个工业体系,统计数据显示,我国目前有500多个智慧城市相关试点项目,2018年智慧城市技术相关投资比2017年增长20%,达到1400亿元,成为全球第二大智慧城市支出市场,而且预计到2025年将达到5000亿元。因此,智慧城市解决方案是一个具有吸引力的市场,其中不仅有专业的智慧城市建设企业,互联网公司、传统信息技术企业、电信运营商也纷纷进入该领域,以求从不断增长的智慧城市市场中分得一杯羹。
经过十年时间的发展,智慧城市承载的系统和内容越来越多,促使其成为一个复杂的系统,甚至系统的系统,这开始接近工业领域的复杂系统。以工业化视角来看,可以把高度复杂的城市系统看成一个工业体系,