數(shù)字孿生城市到底要做什么？

張靖笙

我很認同一個觀點，數(shù)字孿生城市不是智慧城市的N.0版本,而是數(shù)字時代城市實踐的全新探索(1.0版)，雖然兩者在云大物移智這些技術(shù)構(gòu)成要素和呈現(xiàn)方式等方面有相當(dāng)大的重合度，但兩者在理念上有很大的不同，不過話說回來，我也不認為數(shù)字孿生城市是對智慧城市的替代或淘汰，智慧城市應(yīng)用還是要發(fā)展下去的，數(shù)字孿生城市的出現(xiàn)可以有效彌補了目前智慧城市應(yīng)用體系的一些不足。

正如一位詩人所認為的，一個系統(tǒng)就是對世界的一種看法，在我們構(gòu)思這個系統(tǒng)的時候，我們同樣面臨了哲學(xué)家、文學(xué)家和詩人們常有的困惑―――“如何去獲取生活的真相”，也就是我們的系統(tǒng)該如何“恰如其分”地表達對現(xiàn)實世界的看法。很多人對智慧城市和數(shù)字孿生城市的認識，第一印象是智慧的東西和數(shù)字孿生的東西，憑此就把這兩樣事物歸入信息技術(shù)一類，而這種認識其實是一種巨大的誤導(dǎo)，這兩個概念的本質(zhì)還是城市，所描述的還是城市的存在和發(fā)展方式，簡單來說還是城市生活的方式。

當(dāng)前，全球已經(jīng)有超過一半的人口生活在城市，城市正成為人類發(fā)展的焦點，甚至可以說城市生活的美好程度決定了人類社會的福祉。然而，城市病從工業(yè)革命之后便伴隨著城市化進程，成為每個時代不得不竭力應(yīng)對的頑疾，并且隨著越來越多的社會資源和要素向城市聚集，越來越多社會新時尚在城市出現(xiàn)，城市的復(fù)雜性也與日俱增?，F(xiàn)實中我們生活在城市里的人猶如深處廬山之中而不認識廬山的真面目，如何能夠及時和清晰地掌握城市生活的各種大事小情、態(tài)勢狀況，是擺在每一位城市管理工作者面前的難題。

我們需要認識到，城市生活由關(guān)系到城市主要功能的多個領(lǐng)域組成：政府管理與服務(wù)、公共安全、交通、醫(yī)療衛(wèi)生、能源與水、環(huán)境保護、城市規(guī)劃與城市管理、經(jīng)濟發(fā)展、社會服務(wù)、教育等等，這些領(lǐng)域不是零散孤立的，是以一種需要協(xié)作的方式相互銜接。而城市本身，則是由這些領(lǐng)域所組成的最復(fù)雜的人造宏觀系統(tǒng)，從技術(shù)上呈現(xiàn)其真實狀態(tài)，并跟蹤預(yù)測似乎是一件不可能的事情。

我這里舉一個社會統(tǒng)計學(xué)的問題為例，這個問題是考慮一條廣告信息在社會關(guān)系網(wǎng)絡(luò)中的傳播效果，假設(shè)傳播者不對信息內(nèi)容做任何修改，只是隨機的原封不動地告訴下一位。

如果我們不考慮特定人群，假設(shè)每個人接受和轉(zhuǎn)發(fā)到這條信息的機會是均等的，是等概率的，這樣我們應(yīng)該可以比較精確地預(yù)測到這條信息的接收人的數(shù)量，并計算出廣告的預(yù)期效果；但是，如果人群或者傳播規(guī)律存在一些非隨機的特性，比如選擇社會關(guān)系中比較親近的人，那么基于等概率來統(tǒng)計所做的簡單預(yù)測就可能大大偏離實際的廣告效果了。

而如果我們考慮把這個問題和特定人群的人數(shù)掛鉤，如果人數(shù)很小，我們可以通過跟蹤人際交往的情況，對可能的傳播效果有一個清晰準確的了解，但是如果放到城市環(huán)境下的大量人群，這種對社會關(guān)系準確跟蹤的方法用傳統(tǒng)的信息技術(shù)手段是很難做得的，我們不得不放棄準確計算社會關(guān)系模式的想法，而代以前面簡單計算平均值的方法來預(yù)測在大數(shù)人群廣告?zhèn)鞑バ?yīng)，這樣，大數(shù)環(huán)境下我們選擇了采取平均統(tǒng)計方法，同時也阻止了我們用小數(shù)環(huán)境下精確計算的解析方法。  

用這個圖來理解這個概念，橫坐標表示人口的數(shù)量，縱坐標表示個體的差異，左下角區(qū)域1表示具有很多差異不大的小規(guī)模人群，由于變量個數(shù)不會太多，還可以用精確計算的方法來求解；區(qū)域2表示個體的差異太大，已經(jīng)具備了足夠的隨機性了，前面的機會均等假設(shè)也得以成立，可以據(jù)此采用平均概率預(yù)測的統(tǒng)計方法，而兩者之間的區(qū)域3，則表示人群的差異很大，但又具有一定的結(jié)構(gòu)而不能用平均統(tǒng)計模型來處理。

如果我們把人口數(shù)量看成是復(fù)雜程度，個體差異概括為隨機性，則：

l  區(qū)域1可以成為“有序的簡單”，可以用精確的分析和計算的方法，屬于力學(xué)原理可以解決的范疇，這樣的系統(tǒng)我們可以稱之為小數(shù)系統(tǒng)；

l  區(qū)域2是“無序的復(fù)雜”,可以采用統(tǒng)計的方法，屬于種群、集合的范疇，這樣的系統(tǒng)我們可以稱之為大數(shù)系統(tǒng)；

l  而兩者之間張著大嘴的區(qū)域3表現(xiàn)出了“有序的復(fù)雜（Organized complexity）”，復(fù)雜得難以進行精確分析和計量方法，然而又有序得不適合采用統(tǒng)計方法的平均數(shù)假設(shè)，介于小數(shù)和大數(shù)之間，我們稱之為中數(shù)系統(tǒng)。

很明顯，對于我們城市生活中所面對的大部分問題，區(qū)域1和區(qū)域3都是非常極端的情況，嚴格意義滿足小數(shù)和大數(shù)條件的問題在現(xiàn)實城市生活中都是很少存在的，大量城市社會的問題對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型都是中數(shù)系統(tǒng)，非常典型的例子，股票交易市場就是一個中數(shù)系統(tǒng)，所以導(dǎo)致經(jīng)濟學(xué)家的對股市的預(yù)測有時還不如大猩猩砸香蕉皮得到的預(yù)測結(jié)果準確。

對于中數(shù)系統(tǒng)而言，可以預(yù)計它與任何理論都或多或少存在偏差。生物學(xué)家Lewontin曾說道:“我對社會學(xué)家所處的位置相當(dāng)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”。很明顯，大數(shù)和小數(shù)這兩類構(gòu)成現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)的思維方法都顯得過于理想化，明顯地缺乏處理我們城市生活中大多數(shù)問題的能力。

無論技術(shù)如何發(fā)展并應(yīng)用于城市，“城市是什么”都是一個最根本的問題。追溯現(xiàn)代城市規(guī)劃思潮和實踐，每一個時代都在努力找尋城市的“真相”，而對城市本質(zhì)的不同認識決定了不同的城市實踐方法。自1961年Jane Jacobs在《美國大城市的死與生》中把城市定義為“有序的復(fù)雜、一種最為復(fù)雜、最為旺盛的生命”

開始，對城市復(fù)雜性的樸素認知經(jīng)常反映在城市與生物體之間的經(jīng)典類比上。隨著系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展，城市模型深受青睞，被看作是檢驗規(guī)劃設(shè)想的手段，甚至被視為能夠預(yù)測城市未來的可靠方法。不過，著名的規(guī)劃大師John Friedmann在晚年認為，“城市建模本質(zhì)上是還原論的，做研究很有用，對實踐則意義稍遜，因為實踐要面對現(xiàn)實中的城市，要求即時性”。在中國，錢學(xué)森先生早在1985年就提出城市是一個復(fù)雜的巨系統(tǒng)，要用系統(tǒng)科學(xué)的方法對城市進行研究，早期影響了一批規(guī)劃學(xué)者，近年來，由于信息通訊技術(shù)對城市生產(chǎn)生活方式產(chǎn)生了巨大的影響，線性、機械切分的城市管理方式受到極大挑戰(zhàn)，城市是一個復(fù)雜系統(tǒng)的認識逐漸回歸。

傳統(tǒng)城市發(fā)展是在一個特定物理空間范圍內(nèi)的，要取得發(fā)展必需不斷注入更多的物質(zhì)資源，比如需要更多的人口、土地、能源、水、食物、交通工具、生產(chǎn)資料和生活用品等等，但在一個物理時空內(nèi)，物質(zhì)資源總是有限的，當(dāng)物質(zhì)資源對于城市發(fā)展井噴的需求難以承載和負荷的時候，各種城市生活中的社會矛盾和問題就會接踵而至，老百姓過日子是不能停擺的，很多問題都迫在眉睫亟待解決，不能及時處置就出大亂子了，這讓城市管理者的工作像消防隊長，哪里出火頭就往哪里撲，為了滿足越來越復(fù)雜的管理需要，城市管理機構(gòu)也越來越龐大臃腫，政府太大了，政府各職能部門很容易陷入各自為政，各干各的局面。雖然工業(yè)化催生了現(xiàn)代城市和豐富多彩的城市生活，但在沒有應(yīng)用信息技術(shù)之前，城市管理者和市民在城市的一切活動都依賴物理空間，城市各方面功能的發(fā)展都與物理空間有一一對應(yīng)的線性關(guān)系，不同功能領(lǐng)域的發(fā)展又信息不對稱，帶來了很多物質(zhì)資源的浪費和低效利用，可能大家還有印象，很多城市的馬路被各種施工原因反復(fù)剖開給自己生活造成的麻煩和不方便。

信息化則讓城市跳脫出這種線性發(fā)展方式，正如1989年Manuel Castella在《信息化城市》中所指出，“在信息時代，傳統(tǒng)的城市空間將逐漸被信息空間取代，信息通信技術(shù)造就的信息流動空間將社會文化規(guī)范形式和整個物理空間進行區(qū)分并重新組合，進而形成了一個新的‘二元化城市’”。以互聯(lián)網(wǎng)為代表的新信息科技把人類文明帶入了新時代，數(shù)字化也賦予了城市新的基因，數(shù)字化城市還是城市，但肯定不再是傳統(tǒng)城市了。

數(shù)字城市的早期階段是業(yè)務(wù)驅(qū)動的信息化建設(shè)，城市各功能領(lǐng)域（教育、醫(yī)療、公安、產(chǎn)業(yè)等）紛紛建設(shè)了滿足各自業(yè)務(wù)需求的數(shù)字系統(tǒng)，這些信息化應(yīng)用也產(chǎn)生了與之對應(yīng)的信息空間，雖然這些信息系統(tǒng)在局部范圍內(nèi)優(yōu)化了業(yè)務(wù)和管理，但由于這些信息系統(tǒng)都是服務(wù)局部的業(yè)務(wù)需求，從城市全局來看，這些信息空間一方面是相互割裂的，二方面由于數(shù)據(jù)主要是人工方式采集和錄入的，存在嚴重的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，和城市物理空間的實際情況存在嚴重的脫節(jié)，所以這樣的信息空間里面的功能并不能避免和減少現(xiàn)實城市生活中對于很多物質(zhì)資源要素的消耗，傳統(tǒng)城市發(fā)展的結(jié)構(gòu)性問題并沒有得到根治，反而帶來了新管理上的問題。

智慧城市的概念起源于IBM提出的智慧地球，2008年11月IBM提出“智慧地球”概念，2009年1月，美國奧巴馬總統(tǒng)公開肯定了IBM“智慧地球”思路，并且IBM“智慧地球”戰(zhàn)略已經(jīng)得到了各國的普遍認可，2009年8月，IBM又發(fā)布了《智慧地球贏在中國》計劃書，正式揭開 IBM“智慧地球”中國戰(zhàn)略的序幕。

按照IBM的定義，“智慧地球”包括三個維度：第一，能夠更透徹地感應(yīng)和度量世界的本質(zhì)和變化；第二，促進世界更全面地互聯(lián)互通；第三，在上述基礎(chǔ)上，所有事物、流程、運行方式都將實現(xiàn)更深入的智能化，組織因此獲得更智能的洞察。

IBM“智慧地球”英語原文是Smart Earth, 如果直譯，應(yīng)該只是聰明地球的意思。我們說，耳聰目明，耳和目，都是感知器官，所以聰明的本意是一個人對外界環(huán)境很快很好的感知能力，因此表現(xiàn)敏捷伶俐，我們的古人用語是很嚴謹?shù)?，聰明無論如何也不能等同于智慧，英文單詞智慧也不是smart，Smart Earth應(yīng)該說是謙虛的，也是恰當(dāng)?shù)?，可是IBM中國公司把這個概念2009年引進中國的時候，翻譯中用智慧替代了聰明，我認為含義上并不太恰當(dāng)，而時任總理提出了“感知中國”的解讀，與“智慧中國”相比，這種解讀無疑是很到位的。

智慧城市也繼承了智慧地球的定義和概念，在商界、政府以及學(xué)術(shù)界引發(fā)了廣泛關(guān)注，被認為是解決城市病問題的靈丹妙藥和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。然而至今已有十多年，與繁榮的技術(shù)工程市場相比，智慧城市項目并未取得其標榜的效果，特別是“搞智慧城市的人卻不懂城市”無疑是一個巨大而根本性的諷刺。雖然信息技術(shù)是把握城市復(fù)雜性的有效手段，但已有智慧城市項目仍然沒有跳出機械還原各城市功能領(lǐng)域業(yè)務(wù)物理場景的認知模式，大多數(shù)冠以“智慧”標簽的城市行業(yè)應(yīng)用除了簡單模仿人工業(yè)務(wù)流程中的信息傳遞和處理，并沒有對推動城市傳統(tǒng)管理方式發(fā)生結(jié)構(gòu)性的變革，當(dāng)前許多智慧城市項目實質(zhì)上是對政府職能和工作流程的信息化改造，是現(xiàn)有條塊分割、機械線性式城市管理系統(tǒng)上的片面模仿和打上信息技術(shù)補丁，而非革新方案，而且實踐中也并沒有解決傳統(tǒng)信息化數(shù)據(jù)孤立、條塊林立、系統(tǒng)分隔的問題，使城市系統(tǒng)間的協(xié)同難度和管理成本由于技術(shù)屏障而進一步增高，難以真正實現(xiàn)智慧發(fā)展。因此就目前已有的智慧城市建設(shè)方式而言，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)，只能達到階段性的城市局部優(yōu)化效果，無法真正起到引領(lǐng)未來城市發(fā)展方向的作用。但話說回來，智慧城市概念作為一種比較容易理解和接受的未來城市發(fā)展理念，對于激發(fā)城市各功能領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型升級需求，推動信息技術(shù)在城市各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用還是有相當(dāng)積極的作用，只是在具體的建設(shè)手段上要采取全新的認知和策略。

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)、過程和方法。這一概念包括三個主要部分：物理空間的實體；信息空間的數(shù)字虛擬模型；物理實體和數(shù)字虛擬模型之間的數(shù)據(jù)和信息交互系統(tǒng)，數(shù)字孿生源于仿真技術(shù)，但它不同于“仿真”，更為“寫實”，有下面三方面的特征：

首先數(shù)字孿生要求信息空間里面的虛擬數(shù)字模型是“寫實”的，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)”。數(shù)字孿生可以將物理空間里實體的實時數(shù)據(jù)與虛擬數(shù)字模型緊密結(jié)合，使管理人員能夠更容易掌握物理實體運行狀態(tài)

其次數(shù)字孿生代表了完整的環(huán)境和過程狀態(tài)。數(shù)字孿生是一個高度動態(tài)的系統(tǒng)，涵蓋整個全生命周期，從設(shè)計、建設(shè)、直到運行和管理階段，具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源，避免了數(shù)據(jù)孤島問題。由傳感器感知或由執(zhí)行系統(tǒng)生成的所有數(shù)據(jù)都存儲在虛擬數(shù)字模型的歷史數(shù)據(jù)庫中，并隨著物理實體系統(tǒng)的變化而實時更新，這樣積累下來的歷史數(shù)據(jù)對于創(chuàng)新所需要的知識發(fā)現(xiàn)是有重大價值的。

而最重要的意義是，在及時掌握物理實體運行狀態(tài)的基礎(chǔ)上，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)所發(fā)掘出來的變化規(guī)律，管理人員可以針對與物理實體對應(yīng)一致的數(shù)字虛擬模型進行模擬控制與管理帶來的影響進行預(yù)演和驗證，根據(jù)模擬結(jié)果推演出更好的行動計劃，這樣就能翻過來更加有效地改進在物理空間的各項活動安排，避免不必要的物質(zhì)資源的損失和浪費，并且動態(tài)調(diào)整，及時糾偏。

從這些特征可以看到，數(shù)字孿生對物理實體的高度“寫實”體現(xiàn)了實事求是的世界觀和方法論，我們可以把數(shù)字孿生理解為數(shù)字時代的實事求是新手段，以前我們沒有這樣的信息空間，事實求是只能在物理空間中實地調(diào)研管理對象，這樣的工作當(dāng)然也需要消耗巨大的時間和資源，今天當(dāng)我們擁有這樣一個“反映其對應(yīng)實體的真實狀態(tài)”的信息空間后，實事求是工作就可以放在這樣一個信息空間進行了，這將從根本上改變我們傳統(tǒng)的認知方式和習(xí)慣，我們將邁入一個徹底數(shù)據(jù)驅(qū)動實事求是的時代。

而數(shù)字孿生涵蓋整個全生命周期和推動物理實體的優(yōu)化又體現(xiàn)了巨大時代意義，今天已經(jīng)邁入了創(chuàng)新驅(qū)動的新時代，我們針對虛擬數(shù)字模型所做的各種創(chuàng)新方案的預(yù)演和驗證，基本不需要承擔(dān)什么物質(zhì)成本，將大大降低創(chuàng)新的風(fēng)險和成本，也讓大眾創(chuàng)新提供了最有力的支持。

數(shù)字孿生城市是數(shù)字孿生技術(shù)在城市層面的廣泛應(yīng)用，通過構(gòu)建城市物理世界及網(wǎng)絡(luò)虛擬空間一一對應(yīng)、相互映射、協(xié)同交互的復(fù)雜系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)空間再造一個與之匹配、對應(yīng)的孿生城市，實現(xiàn)城市全要素數(shù)字化和虛擬化、城市狀態(tài)實時化和可視化、城市管理決策協(xié)同化和智能化，形成物理維度上的實體世界和信息維度上的虛擬世界同生共存、虛實交融的城市發(fā)展新格局。數(shù)字孿生城市是徹底以數(shù)據(jù)驅(qū)動為核心的新的城市生活方式，可以憑借統(tǒng)一的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建人與人、人與物、物與物多元融合的數(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，讓更多的城市主體通過在這樣一個高度寫實城市各種物理實體的統(tǒng)一的信息空間，參與到城市管理和發(fā)展工作中來，回應(yīng)前面關(guān)于眾多城市生活問題“有序的復(fù)雜”的中數(shù)系統(tǒng)，大眾的參與則可能把相同的問題分解為“有序的簡單”小數(shù)系統(tǒng)，毫無疑問這才是徹底解決這些城市問題的正道，政府無法通過集中方式解決的問題，如果激活每位市民的參與采取一致的行動很可能就成了大家的舉手之勞，而現(xiàn)在我們做不了這樣的事情不是因為市民沒有參與的熱情，而是沒有有效參與的渠道和手段，這樣一個與物理城市高度一致的數(shù)字孿生城市信息空間將極大地奠定這種可能性。

這樣的數(shù)字孿生城市目標對當(dāng)下來說毫無疑問還是有些高遠的，如何邁出第一步才是關(guān)鍵。結(jié)合筆者最近的一個咨詢工作經(jīng)驗，筆者提出了智慧城市應(yīng)用和城市孿生數(shù)據(jù)融合的基本構(gòu)想。

一是做好市政基礎(chǔ)設(shè)施通訊、物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計，加強傳感設(shè)備通信及數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，出臺相應(yīng)的管理辦法和建設(shè)標準，為新建項目工程提供規(guī)范指導(dǎo)。推進光纖網(wǎng)絡(luò)覆蓋，加強窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推廣，同時促進3G、4G、5G等無線技術(shù)與智能感知物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，以此全面推進“無線+有線”的傳感網(wǎng)建設(shè)，形成高效感知環(huán)境，打造暢順高效、全域覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)感知“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”。

二是加快攝像頭、水質(zhì)傳感器、溫濕度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器、聲音傳感器、紅外探測器、氣象監(jiān)測儀器等物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備在市政設(shè)施、安全管理、產(chǎn)業(yè)等各領(lǐng)域布局。加強對市政基礎(chǔ)設(shè)施（交通設(shè)施、井蓋、路燈、消防栓、橋梁、地下管線等）、交通狀況（道路、停車位、車流量、信號燈等）、環(huán)境狀況（空氣質(zhì)量、噪聲、水環(huán)境質(zhì)量等）、園林狀況（土壤墑情、病蟲害、遠程灌溉等）和公共安全防護狀況（視頻監(jiān)控、人臉識別、煙感漏電等）的感知能力和數(shù)據(jù)自動采集能力，讓這些能自動采集數(shù)據(jù)的智能傳感器成為“神經(jīng)末梢”。

三是針對市政基礎(chǔ)設(shè)施物理實體設(shè)置數(shù)字孿生模型庫，采用“物理幾何-----功能-----規(guī)則”多維度多尺度建模與仿真技術(shù)、多維度多尺度模型集成與融合技術(shù)，模型融合過程主要涉及多維模型的構(gòu)建、評估與驗證、關(guān)聯(lián)與映射、融合、一致性分析等過程，保證物理幾何、功能、規(guī)則等各位模型與其所刻畫的感知層的基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備實際物理對象的一致性，以指導(dǎo)對同一實際物理對象狀態(tài)采集數(shù)據(jù)的集成工作，通過數(shù)字孿生模型指導(dǎo)數(shù)字孿生市政基礎(chǔ)設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)云平臺來具體實施對市政基礎(chǔ)設(shè)施“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”采集來的各種數(shù)據(jù)根據(jù)數(shù)據(jù)孿生的要求完成城市設(shè)施孿生數(shù)據(jù)集成工作，通過“神經(jīng)末梢”對各項市政基礎(chǔ)設(shè)施采集的數(shù)據(jù)有規(guī)模海量、多源異構(gòu)、多維多尺度等大數(shù)據(jù)特征，要實現(xiàn)數(shù)字孿生“虛實交互”環(huán)境下的一體化數(shù)據(jù)集成和融合，數(shù)據(jù)融合指針對同一實際物理對象所采集的相關(guān)數(shù)據(jù)，進行生成、清洗、關(guān)聯(lián)、聚類、挖掘、迭代、演化、融合等操作，真實地刻畫和反映其實際運行狀態(tài)、行為或功能、演化規(guī)律和統(tǒng)計學(xué)特征等孿生數(shù)據(jù)維護工作，這是實現(xiàn)數(shù)字孿生市政基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境的基礎(chǔ)性工作，因此數(shù)字孿生市政基礎(chǔ)設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)云平臺實際上肩負了一個“神經(jīng)中樞”的作用；

四是通過城市應(yīng)用云平臺支撐各城市功能領(lǐng)域細化的智慧城市應(yīng)用的大數(shù)據(jù)匯聚和存儲加工工作，并且根據(jù)業(yè)務(wù)的需求實現(xiàn)智慧城市應(yīng)用和城市孿生數(shù)據(jù)的融合工作，以高質(zhì)量的城市孿生數(shù)據(jù)支撐各個城市管理和運營和市民服務(wù)領(lǐng)域?qū)φJ知“真實城市面貌和環(huán)境”的大數(shù)據(jù)應(yīng)用需求。如此通過智慧城市應(yīng)用和城市孿生數(shù)據(jù)的融合工作所建構(gòu)的一體化的信息空間，智慧城市每個功能領(lǐng)域（教育、醫(yī)療、公安、產(chǎn)業(yè)等）與城市的其他資源形成良好業(yè)務(wù)互動和協(xié)同工作，從而更好地整合資源為政府和市民服務(wù)，這才能讓智慧城市各項應(yīng)用成為真正的“城市大腦”里具有自主學(xué)習(xí)能力的人工智能應(yīng)用。

城市市政各項基礎(chǔ)設(shè)施是城市正常運行和健康發(fā)展的物理環(huán)境基礎(chǔ)，對于改善人居環(huán)境、增強城市綜合承載能力、提高城市運行效率、穩(wěn)步推進新型城鎮(zhèn)化具有重要作用，直接關(guān)系到市民城市生活體驗的基礎(chǔ)要素，將直接影響老百姓對高品質(zhì)城市生活的獲得感。因此對城市市政各項基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用數(shù)字孿生方式實時獲取物理實體運行狀態(tài)，從而建構(gòu)一個體現(xiàn)“真實城市面貌和環(huán)境”的信息空間，既能解決我國當(dāng)前快速城市化進程中很多問題，又能為未來的城市發(fā)展方向奠定基礎(chǔ)，而且由于所有城市的市政基礎(chǔ)設(shè)施基本上是同質(zhì)的，這樣的技術(shù)路線也具備易推廣、易復(fù)制的優(yōu)勢。

（此稿完成于2019年1月4日凌晨）