始於製造,集大成於城市:「數字孿生城市」建設三大誤區

原標題:始於製造,集大成於城市:「數字孿生城市」建設三大誤區 來源:澎湃新聞·澎湃號·政務

(來源:Wikipedia)

短短數年,數字孿生從一個技術概念,演變成一種新轉型路徑、新變革動力,

數字孿生城市正在成為智慧城市的升級版和必選項。

(來源:Wikipedia)

隨著概念培育、科研布局的持續推進,藉助新基建的提速加持,數字孿生城市風生水起,進入國家決策視野。

雄安新區、北京城市副中心、武漢等地已經走在前沿,不斷實踐。重慶、江蘇、廣西、黑龍江等地也紛紛將數字孿生城市納入「十四五」規劃,開始試水。

智慧城市可視化交通運維平台(來源:相數科技)

★★★

2018年4月,

雄安新區

規劃綱要獲批複,其中寫到「

堅持數字城市與現實城市同步規劃、同步建設

,適度超前布局智能基礎設施,推動全域智能化應用服務實時可控,建立健全大數據資產管理體系,打造具有深度學習能力、全球領先的數字城市」,並在隨後的官方解讀中,

首次提出了「數字孿生城市」的表述

雄安新區地理信息服務平台(來源:天地圖)

★★★

「十四五」時期,

北京城市副中心將以建設世界智慧城市典範為目標,打造數字孿生城市,讓城市「能感知、會思考、可進化、有溫度,提升市民獲得感」。

★★★

2020年10月,武漢市投資3.5億元,開展智慧城市基礎平台(一期)項目,建設內容包含

數字孿生城市

、萬物互聯平台、應用支撐賦能平台等。

01

什麼是數字孿生?

MEASURE THE WORLD

數字孿生(Digital Twin)是指構建與物理實體完全對應的數字化對象的技術、過程和方法。

這一概念包括三個主要部分:物理空間的實體;虛擬空間的數字模型;物理實體和虛擬模型之間的數據和信息交互系統。

數字孿生示意
(來源:Wikipedia)

02

萬物皆可數字孿生

數字孿生始於製造,集大成於城市

MEASURE THE WORLD

城市作為一個巨大的、複雜的系統,最適合數字孿生。

隨著城市的規模擴張和無序發展,給生活帶來了極大的困擾,城市建設試錯成本極大,沒有回頭路。數字孿生城市的建立,使運行、管理等一切決策在虛擬世界先行模擬,而後在現實世界執行,這對於減少失誤、做出正確決策都有極大的幫助。

天地圖應急頻道(來源:天地圖)

以災害預警為例,2021年7月河南遭受強降雨,包括省會在內的多個城市被洪水襲擊,受災情況非常嚴重。這種罕見的狀況,以我們目前傳統的信息系統和技術很難做到精準預測,同時也不可能通過實戰演習提出相應的解決方案。

但是在數字孿生城市的模擬系統中,卻可以不斷嘗試,甚至可以對100種,乃至1000種應對方案進行演練試錯。

天地圖應急頻道發佈的河南7.20至7.21自然災害信息(來源:天地圖)

如通過數字孿生城市,可以在分析雨洪地圖、預測降雨情況、優化緊急救援流程、合理分配交通、電力、通訊承載力等方面,讓數字系統找到應對災難的最優解,

讓決策變得更科學

紐約市雨洪地圖,整合多部門的基礎數據,為未來風險、影響、以及洪水防護進行繪圖(來源:NYC)

這只不過是數字孿生城市很小的一個方面,而整個數字孿生城市系統,可以說是先進技術的集大成者。

數字孿生城市系統包括數字標識、網路連接、智能控制、平台服務等信息技術,並且深度融合新型測繪技術、地理信息技術、3D建模技術、模擬推演技術等行業技術,形成了綜合性技術賦能體系。

其複雜程度相當於人類的神經系統結構。

城市最適合數字孿生

毫無疑問,建設數字孿生城市需要每項技術的不斷發展和成熟運用,其過程中會存在極大的技術挑戰,我們不在這裏一一解構。

03

數字孿生城市建設如何「避雷」

MEASURE THE WORLD

數字孿生城市之所以備受推崇,是因為它的益處實在是太多了,任何關於數字孿生城市的書中都會有相關論述。這些利好就像夏娃的果實一樣,引誘著充滿夢想的城市建設者和ICT(信息與通信技術)企業去不斷的創新和嘗試。

紐約遊客遊覽線路地圖,用於指導旅遊線路優化及城市管理(來源:flickr)

然而,

數字孿生城市的建設需要多學科的交叉融合,對於實現智慧城市來講是一把「雙刃劍」

,如果運用好將成為智慧城市建設的利器,如果過度消耗理念將為城市建設帶來災難。

另外,投資大、牽動多個部門和企業,可以說這是一項關乎城市發展命運的決策,不能盲目上馬,如果失敗,可謂傷筋動骨,損失慘重。

作為城市管理者,在決策之前一定要梳理清楚,數字孿生城市「熱度不斷、向陽而生」的背面,有哪些風險因素?

有哪些「坑」需要規避?

數字孿生城市建設的三大誤區:

誤區一:「新瓶裝舊酒」

避免以數字孿生之名,行傳統信息化之實

當前,許多智慧城市項目

實質上是對政府職能和工作流程的信息化改造

,是對現有條塊分割、機械線性式城市管理系統的片面模仿和技術補丁,而非革新方案。

如果沒有解決傳統信息化數據孤立、系統分隔的問題,則會使城市系統間的協同難度和管理成本由於技術屏障而進一步增高,難以真正實現智慧發展。

①. 在技術上要做到化分割為融合

真正的數字孿生城市不只是某項或者某些技術的提升,而是

從分割轉為融合,從步調不一走向均衡同步

它一定是「多學科技術產生的化學聚變反應,是模型、數據、軟體、泛智能基礎設施化整為零的過程」,而不是過度追求新技術應用的花架子。

②.在管理上要化多部門為大部制

長期以來,在智慧城市的建設當中,一直沒有明確的牽頭部門,即使有些地方成立了大數據局,但協調統籌力度仍然不足,多張底圖如何整合,誰來整合,形成城市級統一的數字底圖和數據資產,是數字孿生城市建設首先要面對的問題。

所以,要想實現真正的數字孿生城市,現在的政府和企業組織形態是不足以滿足「物理空間」和「數字空間」的一體化管理要求的。

未來政府一定要打破現有垂直部門結構,形成數據驅動、機構整合、業務協同的超級大部制。

例如,雄安新區改變了傳統地區數十個機構的結構,僅設置了8個部門,分別是:管協調的黨政辦公室;管黨務、人事、群眾工作的黨群工作部;管經濟的改革發展局;管規劃建設的規劃建設局;管社會事務、政務服務的公共服務局;管執法的綜合執法局;以及管安全的安全監管局。

在技術創新模式和管理組織形式上,都要進行深度變革,避免「以數字孿生之名,行傳統信息化之實」,防止「新瓶裝舊酒」。

誤區二:忽略「錢的問題」

不能簡單的唯高科技論,要有成本意識

歷次技術革命和城市革命的經驗已經告訴我們,技術因素雖然重要,但技術的變革和社會經濟、生活方式的變革是互動作用的。

技術可以先行,但並不能一路絕塵,而忽視現實問題。尤其是城市技術。

2003年,韓國的松島新城開始建設智慧城市,提出智慧無處不在的願景。

如:「覆蓋整個城市的無線網路,布滿城市各個角落的感應器,像一張大網一樣把城市支端末節的信息、數據匯為一體,有效管理、提高效率,更好地為市民服務;各城市管理指揮部門信息直連,在平時的狀態下,消息傳遞反饋的時間為幾秒到5分鐘,應急狀況下可實時溝通反饋。」實現數字化管理的智慧城市。

▼ 韓國松島新城

目前,該地區的居民只有7萬人,不足原來設計容納人數的1/4。當地居民甚至自嘲生活在「一座廢棄的監獄」里。

那為什麼這麼高端、先進的新城沒人來呢?

為什麼那麼多當地居民寧願選擇回到人口密集、擁擠不堪的首爾生活呢?

其中很重要的一個原因就是松島新城「過於昂貴的生活成本」。

新城由美國地產開發公司蓋爾、韓國建築巨頭浦項公司,合資成立的松島國際城市開發公司承建,資金主要來源於民間投資。

這裏採用諸多高科技手段實現了便利的生活、工作方式,如:擁有106棟建築和約2.04386平方千米的LEED認證空間,布滿城市的感測器,

這些巨大的投入,也反映在了未來居民的生活成本之中

松島新城成為富裕階層聚集區

誠然,松島新城問題不僅僅是成本問題,還有產業和文化因素在裏面。但是產業可以培養、文化可以重塑,而

「錢」這筆賬算不過來,一方面有可能會導致智慧城市建設夭折

。另一方面對後期城市運營也會產生的嚴重的影響,導致沒有人來,而沒有人也就談不上城市的發展。

作為管理者,

「成本問題」是在數字孿生城市建設之前,必須要意識到、想明白、算明白的一件大事!

通過以上案例的分析可見,數字孿生城市的建設,首先要破除唯高科技論的發展導向。

在當前很多城市技術都未成熟,並且各項技術多為分散的、割裂的智能化應用,缺乏對城市發展規律結合的時候,我們要意識到,建設數字孿生城市不能一蹴而就、一步到位,它是一個虛擬和現實城市融合發展的過程,要不斷完善,一步一個腳印的紮實前行。

▼ 豐田智慧城市Woven City已開始建設,其數字與現實的融合能力有待觀察(來源:flickr)

其次,

數字孿生城市的建設要求在前期規劃中就要極為細緻,每一步都要充分考慮到建設成本的問題。

例如,要保證在規劃城市樓宇、綠地、公路、橋樑、公共設施等每一寸土地、每一個領域的時候,都儘可能實現經濟效益最大化。

誤區三:忽略「人的問題」

數字時代不只有「技術衝突」

更有「人的衝突」

近期,一些網路公共服務平台不斷被約談,如網約車、外賣平台等,其中「違規收集使用個人信息問題」受到重視。網路輿論上,數據安全問題迅速上升到國家安全層面,個人數據隱私與國家利益問題備受關注。

可見,即使再成功的科技企業和商業模式,在個人隱私、數據安全問題上,也將面臨嚴峻挑戰。

北京市某外賣平台的外賣員送餐路線軌跡(來源:相數科技)

而數字孿生城市必須依託於數據驅動,在這裏,人被當作是「數據生命體」。

當利用公民數據建立、改善和優化城市治理秩序與服務水平的時候,數據採集、存放、分析、應用的主體和規則到底是什麼?這是一個不容忽視的問題。

2017年10月,谷歌旗下公司Sidewalk Labs宣布,將和Waterfront Toronto合作,投資5000萬美元,於多倫多啟動全球第一個智慧街區項目:基於谷歌的前沿科技和數據,創建城市創新實驗室,探索未來城市發展的可能性。

預測和反應社區狀況的模型(來源:SidewalkLabs)

時隔3年,即2020年5月,這個備受世界矚目的多倫多Quayside項目宣布終止。首席執行官Daniel L.Doctoroff解釋說:新冠病毒的經濟影響使其在財務上無法繼續進行資源密集型項目。

然而,更多消息指出

其背後的原因是該項目遭到當地人的強烈反對,主要矛頭指向數據隱私問題。

「我們為什麼未來要生活在這種無時無刻的防範之中呢?」這是一個當地市民對一家外國公司參與智慧城市建設的排斥,但這也並非是因為單純的個體利益,其實質是一場圍繞智慧城市建設的

「數據鄰避運動」

個人數據的隱私,成為人們越來越關心的問題(來源:Wikipedia)

回顧智慧城市的發展歷程,大部分失敗的原因是建設、運營,而由於市民和用戶參與的「鄰避運動」導致項目擱淺,尚是首例。

可見,

未來城市建設與發展面臨的不再只是「技術衝突」,還包含由此帶來的「人的衝突」。

有些智慧城市在建設過程中過度依賴外商的解決方案,或依託外商建設城市重要領域的信息系統,導致交通、能源、金融等重要信息為外商所控制,這將造成嚴重的信息安全風險隱患,是對居民的不負責任,一定會引起社會爭議。

有多倫多的前車之鑒,數字孿生城市建設決不能忽視對網路安全保障體系和管理制度的建設。

阿布扎比建設中的馬斯達爾智慧城市飽受爭議(來源:flickr)

04

總結

MEASURE THE WORLD

數字孿生城市可以說是一種顛覆性創新,技術層面上有大量的問題需要解決和提升。

但是當一項技術誕生之初,作為管理者更重要的是清楚為什麼要做、怎麼做?

希望廣大讀者在這篇文章中有所收穫!

本文轉載自丈量城市,作者:1/6圖片工作室

原標題:《建設數字孿生城市,要規避哪些「坑」?》

加入好友

台灣疫情資訊

台灣疫苗接種

相關熱門