未來十年城市的數字變革圖景

文｜泛華建設集團

2020年，住房和城鄉建設部會同中央網信辦等部門印發指導意見，推進基于數字化、網絡化、智能化的新型城市基礎設施建設(下稱“新城建”)。在這種背景下，一方面城市經濟正在從依靠規模經濟發展方式向范圍經濟轉變，并向生產力全要素深度滲透，產業、數字、人才、科創、資本和空間等創新要素進一步有機融合，并導入數字經濟等創新要素，發生著動能轉化；另一方面數字化也在向城市的全過程、全要素和全場景滲透:不僅涉及規劃、建設、管理和產業運營的全過程數字化轉型；同時數字化也將使得城市里的人、事、物和空間、生態等全要素實現在線化網絡化連接；也將觸發一系列的數字應用場景創新，無論從政府治理、社區管理、園區招商及人們的生活和出行模式都將發生顛覆性的變革。

本輪新型智慧城市有別于上一輪的“城市+信息化”，是一場全要素智慧城市變革。它是城市的數字化和數字化的城市的有機結合，更是以數字為驅動、以產業為動能、以現代農業為基礎、以新型城鎮化為載體的“新四化”的高度融合。需從頂層設計入手，通過戰略、產業、空間規劃的結合，將政府信用和市場信用相結合，建立結構化金融發展體系，并將城市地上和地下空間綜合開發。

一、城市數字新基建

基礎設施是支撐城市經濟社會運行的泛在服務載體，智慧城市建設需要加大5G、大數據、云計算、物聯網、移動互聯網、人工智能等“新基建”的建設，通過統一規劃、統一管理、統一實施打破傳統智慧城市的“信息煙囪”“數據孤島”；并對傳統基礎設施進行智能化升級，促進新舊基礎設施的高效連接、不斷融合、疊加，為城市未來經濟發展提供高經濟性、高可用性、高可靠性的基礎支撐。

二、數字孿生平臺

數字技術正在解構一個舊世界，建立一個新世界，即一個數字孿生世界。并通過“數字基座”實現物理世界與數字孿生世界的相互映射、實時交互、高效協同。

通過BIM+3DGIS+IOT+大數據等技術構建時空一體化云平臺，形成對天地空一體化的全息信息數據、城市全過程、全場景、全參與方的數據，及地理信息數據、規劃數據、運營管理數據、產業數據、生態環境能源數據等數據、人的行為數字軌跡等集成，形成“城市數字孿生模型”。數字虛體與物理實體實現相互映射，就變成了一個賦能城市（園區）的規劃、建設、管理等全生命周期的“城市數字基座”，是物理世界與數字世界的連接器，主要包括：

1.城市產業育城平臺

主要包括：創新設計平臺、數字協同平臺、科創平臺、產業教育平臺、金融創新平臺組成的產業育城運營平臺IEOP，是推動區域產業協同創新發展的孵化器、連接器和加速器。同時還可以結合不同地區的具體情況，增加產業大腦、數字社區、數字商業等系列子平臺。

2.建設產業育城平臺

主要是基于時空信息化平臺和“數字孿生數據模型”，形成規建管一體化平臺，實現城市的規劃、建設、運營一體化管理和數據貫通。

3.數字生態治理平臺

運用先進的物聯網、云計算、大數據、移動互聯和空間信息等先進技術與理念，依托“生態云”平臺，通過環境物聯網系統動態融合一個區域的GIS 地理信息數據、水質、土壤、氣體、聲、風等多個環境要數據素，形成數字生態孿生模型。構建“數字孿生”的生態體系和“孿生管理治理體系”——通過“數字孿生”的環境影響模擬、網點監測、綜合分析診斷和控制，全面提高生態資源的資源配置效率和運轉狀態。構建生態環境大數據庫，建設河長制信息化管理系統、水資源監測平臺、基礎設施信息化監測平臺、濕地公園生態環境、分布式能源管理系統的信息化系統。通過環境監測物聯網系統，形成線上數字化治理和監控系統和線下生態治理系統建設的“實時在線、泛在連接、虛實互聯”。

三、智慧城市應用

數字孿生平臺將改變傳統的建設模式，賦予數字化、智能化等新技術，推動城市建設模式更加綠色低碳、智能、合理，也推動著新的建設產業模式的形成壯大。同時，“新城建”聚焦城市安全、社區建設、市政服務等民生領域，助力提高城市治理水平，讓人民群眾在城市生活得更方便、更安全、更舒適。圍繞城市規劃、建設和管理的全生命周期，包括以下幾方面智慧應用：

1.城市智慧規劃

通過可視化的規劃一張圖輔助模型系統，實現多種規劃協同編制、跨部門數據實時共享，真正實現多規合一。并對城市和園區的土地資源、生態資源、空間利用進行智能匹配分析，讓城市更集約發展。還可通過對水文地理、氣候環境、建設項目、市政工程等城市數據的集成計算，實現針對城市發展、市政、交通、公共服務等關鍵決策領域資源的智能動態規劃。協助城市管理者更直觀與全面地對比城市設計方案，更好地做出城市規劃決策。服務于城市規劃、建設、運營全生命周期，為城市綜合指揮中心各部門提供一張在線的藍圖，為后續城市建設提供支持。

2.城市智慧建設

圍繞城市及重要基礎設施的建設和管理運營，積極參用GIS+BIM+云大物移智等數字化技術，打造城市智慧建設平臺，實現建筑市場與施工現場的兩場聯動，實現項目過程的管理前置、多方協同，多級聯動，科學決策。并輔助城市建設主管部門實現對建設工程項目從項目報建、質量安全備案與注冊、施工運行狀態、竣工交付信息等建設全生命周期的高效監管，推動行業管理從粗放型監管向效能監管、規范監管和聯動監管轉變。搭建區域維度的多項目管理平臺，實現對重大建設工程項目從設計圖紙審查、建造過程監督和竣工交付的全生命周期管理，全面提升城市的工程項目管理質量。搭建建筑產業互聯網平臺，通過數字協同設計、集中采購、智慧施工，建設高質量的城市空間。

3.城市智慧管理

通過BIM+3DGIS+IOT 等技術構建的時空一體化云平臺，疊加、集成和融合城市和園區的地理信息數據、區域能源數據、生態環境數據及水、電、交通、綜合管廊設施運行狀況數據，形成城市的全要素的“數據中臺”，賦能智慧交通、智慧能源、智慧應急和智慧管廊建設，提升城市的運行效率；創新智慧物業、數字社區、智慧停車場、智慧樓宇等應用場景，為居民提供現代化智能化生活環境。

升級城市基礎設施為融合“新基建”，以城市基礎設施為數字運營平臺。通過可視化BIM 系統，實現能源管理、安防管理、環境監測、智慧消防等多系統融合。并對園區的燃氣、給水、排水等地下管網和綜合管廊、橋梁等市政設施的實時監測與智能分析，及時發現問題，事前預測風險，讓安全防患于未然。并通過生態環境監測系統，有效建立城市環境監測網絡和水環境預警監測體系，實時監測城市水環境的水質、水量、雨污水輸送和園區大的PM2.5、噪聲等環境參數，為市民提供綠色、生態和宜居的產業新城生態環境。在應急管理方面，以應急管理需求點為牽引，對周邊監控、人員、事件快速調度與指揮，實現事件觸發、多維響應、協同聯動應急管理業務閉環。

4.城市智慧產業運營

依托產業育城運營平臺（IEOP），以產業園區為載體，構建產業鏈、供應鏈、資金鏈、服務鏈、創新鏈五鏈融合的產業互聯生態圈。一是導入創意設計、職業教育、科技創新、供應鏈金融、數字化工廠等新產業要素，形成以服務“專精特新”中小企業的數字產業育城平臺。構建產業鏈上中下大中小企業為代表的產業生態，與以政產學研金介用為代表的創新生態實現協同演進與閉環發展。推動特色產業信息化、數字化、網絡化、智能化融合發展，通過全過程溯源、檢驗檢測、品牌認證、數字供應鏈、5G 場景應用等，實現垂直產業場景化應用創新，從而推動產業園區整體數字化轉型；二是基于產業大腦，推進產業上下游資源共享和業務協同，提升園區和企業內部數字化水平：一是內置產業鏈魚骨圖、供應鏈關系圖、產業空間秩序圖等可視化圖形功能，讓園區決策者一目了然縱覽全局；二是提供產業運行監測、風險處置、供需對接、產業鏈評價、精準招商、人才招引和合作服務等應用工具，幫助園區管理者更高效的管理和運營園區。并提供了園區運營服務一張圖：匯總顯示園區招商、運營、高新技術企業、知識產權、就業、稅收等核心數據；三是圍繞產業園區的主導產業進行品牌化、產業IP 化建設，并建設視商產業創新中心、數字電商體驗中心、異地消費體驗基地等一系列數字新零售平臺，形成“注意力經濟和流量經濟”，并把流量轉化為生產力，以需求側帶動供給側改革，借助C 端流量、市場需求反向配置園區的生產資源，消費互聯網拉動產業互聯網，通過C2M 模式倒逼產業端轉型發展，在消費反向決定生產的基礎上，促進園區產業的智能化升級，再造新型產業組織方式。

5.城市數字體檢

按照“發揮優勢、補齊短板、治理問題”的總體思路，“從滿意度調查、指標設計、指標計算分析，到把脈城市特征、短板與問題，提出措施建議，實施動態監測”的體檢工作機制，根據生態環境、產業發展、社會包容度、城市活力等多個緯度對城市進行診斷，推動城市更新。并打造城市宜居指數平臺、城市安全韌性評估、城市交通便捷監測、城市創新發展評估等系列數字化診斷。

總之，全要素智慧城市系統解決方案是貫穿城市發展的全生命周期，聚集“產業+金融+科技+人才+信息+交通+生態+土地”等全要素，并從智慧空間、數字平臺、智慧建設管理、智慧城市運營、智慧產業等多維度實現智慧城市建設落地，最終增強智慧城市自我造血機能和實現智慧城市的可持續發展。