城市仿真為何成為大勢所趨？

文｜通訊員 陳思宇

不知從何時起，人們開始從城市的角度構想，未來可以建設一個虛擬城市，來映射真實城市的運行，再進一步管理真實城市的運行。現在，這種構想已經初步實現。

城市仿真風起云涌

2015年5月，中國城市科學研究會智慧城市聯合實驗室數字仿真研究院正式成立。

2016年9月，數字仿真研究院發布第一代城市仿真系統（CSS）平臺。

2017年6月，第一屆城市大數據及城市仿真論壇圓滿召開。

2018年2月，數字仿真研究院發布第二代城市仿真系統（CSS）集群平臺。

2018年9月20日，中國城市科學研究會智慧城市聯合實驗室與浪潮就城市仿真、科研簽署戰略合作協議。

2018年12月18日，中國城市科學研究會智慧城市聯合實驗室在智慧城市標準化論壇暨智慧城市聯合實驗室年會上啟動“城市仿真”項目。

2019年1月2日，阿里巴巴達摩院官網發布2019年十大科技趨勢，基于城市實時仿真技術的智能城市被視為2019年科技趨勢之首。

2019年4月，京東城市總裁鄭宇表示，通過仿真模擬，“AI+大數據”助力火電行業降本增效。

2019年5月22日，騰訊發布自動駕駛城市仿真平臺。

2019年5月23日，基于城市仿真系統的ISO 智慧城市國際標準《智慧城市規劃多源數據集成標準》立項成功。該標準旨在協調城市發展資源配置，優化城市空間功能布局，促進城市科學發展，通過智能城市基礎設施空間規劃數據集成，協助政府智慧決策，為智慧城市規劃、建設提供重要的指導。

2019年6月5日，超圖軟件與法國達索宣布雙方將在地理信息系統基礎上實現精準3D建模，實現“數字孿生”。

2019年6月28日，武漢城市仿真實驗室技術聯盟成立。

2019年7月，通過與阿里云的合作，上海浦東臨港建立起一套全新的智慧城市精細化管理模式，可實現交通仿真推演、無人機自動巡查、建筑工地污染防控、海岸線巡邏預警、旅游趨勢預測等。

2019年8月，中城智慧（北京）城市規劃設計研究院有限公司（CSCI）研究落地數字城市創新實驗室，開展城市仿真研究。

截止2019年，智慧城市聯合實驗室數字仿真研究院在進一步精細化基礎上，計算能力也呈幾何級遞增，實施的風環境仿真面積已超5000km2，已具備實施國內一線城市整體仿真的能力。

城市仿真：助力城市發展

國內一些城市啟動城市仿真實驗室的研究和建設工作，企業也積極開發相關平臺軟件。為何城市、企業都紛紛開始進行城市仿真研究、實踐？

城市仿真，是基于人口、交通、環境、經濟等學科的基礎理論，將“虛擬現實”技術應用在城市規劃、建筑設計等領域，分析城市的實際問題，預測城市的發展。

古希臘哲學家亞里士多德曾認為,“人們為了生活，聚集于城市；為了生活得更好，而留居于城市。”城市，是為了人的生活而發展起來的。但是，當前城市卻面臨種種問題，單從城市環境而言，大氣污染、城市內澇、城市通風不暢、熱島效應等問題就嚴重影響人們生活生產。如何利用科學技術手段讓生活更加舒適健康成為了許多人的共同理想。

城市仿真可以說是新時代的“風水師”，可以預測各種災害和意外突發事件并提出應急預案，預測城市人口的變化以及人口在城市中的分布，預測城市交通流量的變化和新規交通設施的使用效果。

中國城市科學研究會智慧城市聯合實驗室首席科學家（仿真）范秦寅表示，城市仿真為城市規劃、管理、防災減災等提供科學依據的一種手段。通過城市仿真可以實現城市問題診斷、解決方案輔助設計、方案驗證、城市未來預測，從而為城市善治提供數據、決策支持。

近期，北方某特大城市（新區）計劃打造水環境仿真水質監測相關產品，已在區域內建立了一套以水質監測站、無人船、無人機為主的監測站網，將進行水上水下全方位監測。將通過仿真，預測污染物擴散路徑或趨勢，對區域內水域環境進行實時監測，在治理上更好決策。

就“城市風環境仿真”而言，在城市范圍，可預測臺風災害、優化應急預案；可通過地形分析，進行風電選址，并分析其對城市的影響；還可進行城市風、水、污染物、熱島等現象的仿真。

當前，智慧城市聯合實驗室已與某全國性房產集團達成合作，將共同推進城市仿真在城市建設、城市更新、老舊小區改造等方面的應用。

城市仿真已在城市各領域開始實踐

城市仿真現已在城市的各個領域開始實踐，復旦大學人口研究所所長王桂新表示，隨著精細化管理及精準化服務的提倡和推進，把握小區域人口動態及未來趨勢愈益迫切，由此使實現把握小區域人口動態及未來趨勢的小區域人口預測也日漸重要起來。仿真是一個重要手段。一般來說，短期（如5年內）預測結果可作當前制定政策、實施精細化管理和精準化服務的依據，長期預測結果能作為制定未來發展規劃的參考。

“無人駕駛”作為城市未來交通的新領域，它給我們帶來全新世界、全新系統，但是也給我們帶來新的挑戰。怎樣用仿真對下一步的挑戰進行研究，來推動無人駕駛的發展，將是未來改變社會的重要依據。清華大學教授、清華大學-劍橋大學-麻省理工學院“未來交通”研究中心主任吳建平表示，仿真不僅是人們看到的畫面，更重要的功能是給出定量的結果，如旅行時間、車流穩定性、能力提升等各方面。未來交通仿真會對新交通模式的出現做出更大的貢獻。

當前仿真應用涉及的利益相關者及學科領域越來越多樣，特別是在研究全球性問題的時候，它們的影響與空間、時間密切相聯。英國某學術團隊，就氣候變化造成的影響進行了仿真研究：未來一百年海平面的上升對于倫敦泰晤士河的周邊地區造成的影響。根據《政府間氣候變化組織》（IPCC）的預測，該團隊認為必須通過整合一系列模型和仿真技術重新評估，包括洪水預測模型、人口微仿真模型、國內能源模型等。相比于用單一的模型進行城市仿真，各類模型的整合需要更加細致的驗證工作。

未來已來，面對基于城市仿真的智慧城市，你準備好了嗎？