数字孪生之术，城市转型之道——数字孪生城市现状和发展的三点思考

佛学思想里“智”和“慧”各有含义，借此解释一下我心目中的智慧城市：智是认识世间万物的洞察力；慧是领悟超越世间万物法则的能力；城”主要是为了防卫，并且用城墙等围起来的地域。《管子·度地》说“内为之城，外为之廓”。“市”则是指进行交易的场所，“日中为市”。因此智慧城市就是通过洞察城市的规律和需求，领悟和创造一种能力与规则，保障市民安全，促进经济繁荣。

随着第四次工业革命技术的发展和成熟，以物联网，5G，人工智能等技术为主要驱动力，以数据为核心生产资料的城市发展和转型之路显得越来越清晰可见。数字孪生技术（Digital Twins，又称数字双胞胎），可以将其视为物理世界和数字世界之间的桥梁，通过数字化虚拟的构建，将城市的物理空间映射到赛博空间，通过模拟、监控、诊断、预测和控制，解决城市规划、设计、建设、管理、服务的复杂性和不确定性问题，让城市的管理和运行在时空尺度上更加自由和形象。

Markets and Markets预测，到2023年全球数字孪生市场规模将达到157亿美元，到2025年将突破260亿美元，复合年增长率将达到38%。中国数字孪生城市投资活跃，预计到2023年，本地新型智慧城市市场规模将达到1.3万亿元。中国城市信息模型（CIM）相关投标项目从2018年的2项快速增长至2020年的19项，仅城市信息模型公开招投标项目规模已经超过8亿元^[1]。英美和新加坡等国也从国家战略层面，加大了对数字孪生技术与城市融合的研究和探索。数字孪生城市也已成为中国智慧城市建设的主流模式，雄安新区政府已经明确提出，要数字城市和物理城市同步规划、同步建设；海南也把数字孪生第一省作为自由贸易港2035远景发展核心目标之一；上海市，浙江省等都在积极探索并出台鼓励政策。

锅热了，水开了，食材和配料都齐了，客人满怀期待的等着“数字孪生城市”这道大菜，如何掌握火候，如何保证菜品的稳定质量和口感，如何做的有营养？这是业界最关注的话题，目前也是行业发展最关键的时刻。我有以下三点感受和大家分享探讨：

“道”是战略目的，“术”是战略手段和路径。以人为本的城市可持续发展是“道”，数字孪生技术是“术”。目前城市数字化发展需要警惕不以城市禀赋和需求为基础，过度投资，盲目上马，最后地方财政难以为继，又没有可持续的商业模式能够跟进，泡沫破灭，变成“数字鬼城”。

每座城市都有自己独特的愿景、目标和发展战略。比如说新加坡作为全球数字孪生城市的标杆得到国际的关注和认可，他们的需求包含城市和国家职能两个层面，从科层制上是二维一体的；而上海作为中国数字城市发展和治理的领头羊，除了满足自身城市定位，还有符合国家战略需求和带动长三角城市群发展的任务，具有更复杂的纵向与横向决策逻辑框架。参考新加坡或者上海的经验，政府主管部门和规划机构需要能够考虑到资源禀赋、产业特征、人才能力、文化背景、地理环境甚至宗教等综合因素，因地制宜地制定“千城千面”的数字孪生城市战略和实施方案，让数字孪生之“术”成为城市治理之“道”的利器。

清华大学国家金融研究院院长，世界经济论坛董事会董事朱民编撰的新书《未来已来：全球领袖论天下》中，有一篇奇绩创坛的创始人陆奇的演讲，他说：“在「AI+5G」这个阶段的数字化浪潮里，人类要解决的关键问题是，如何避免让数字世界和物理世界脱节。”

陆奇认为：“数字化浪潮带来的一个世界级的需求是：需要创造一个信息结构，能够足够清晰地去界定实体社会应该怎么样被数字化，信息应该如何被获取、传输、处理和为人所用，把这些东西界定清楚，那数字世界和物理世界才算真正被打通，数字世界才能真正服务于人。”

数字孪生技术就是要让数字世界和物理世界产生强联系，让数字融入城市管理和市民生活中，成为城市转型的重要新型基础设施。如果城市更加深入的拥抱数字浪潮，可能需要从以下维度深入思考，：

城市是多方参与的复杂系统，在运用数字技术赋能城市未来发展的过程中，“破”与“立”的尺度和边界是一个动态的多边博弈过程，需要政府的高超治理水平，产业界不断的摸索试错和公众的理解参与，也需要多方不断地沟通协调，逐渐产生共识。

在诺贝尔经济学奖得主奥尔森的名著《集体行动的逻辑》中讲到：“大集体想要产生集体行动，得采用联邦制结构，而联邦制结构的每个成员都是小集体，小集体就能行动。”

从复杂系统和局面下的突破，中国是有40年的宝贵经验的 ——“先行试点，百花齐放，量体裁衣，优胜劣汰”。目前数字孪生技术还是发展的早期阶段，需要中国城镇化发展和数字化转型目标的引导下逐步开展，数字孪生城市的建设规模可达数十亿到数百亿元，持续时间可能是十年或数十年，影响的行业更是不计其数。城市要量力而行，选准切口和突破领域，由点及面，探索前行。在这样规模的超大社会转型过程中，从点开始，先突破，再联接，成面构体，循序渐进的走可能是比较实际的途径。

以打通数据的互操作性为例，伏羲智库的CTO王伟博士提供了一个思路：“数字孪生可能会在数据互操作上遇到大挑战，不可能期望一下子拿出一个解决方案或者拿出一个标准要求所有人遵守。我们可以以互联网的思维，一点一点解决这个问题，第一步先让你的数据能够被别人发现，先解决数据不可见的问题。第二步应该有平台，允许希望利用这些数据的主体有机会和接口，把他们对某种数据的需求或者对数据的使用的信息注入到这里面来，把供需两方的信息打通。有需求，有供给，才有市场，才能有目标的思考和构建数据的分级流通机制和管理模式。

三点阐述完，我们再思考一个根本问题：数字孪生城市的目标是什么？

答案很多，我的理解是为了“以人为本”的良序社会，为了全社会的公共福祉和城市的可持续发展提供助推。这里的人是所有人，因此不应该有数字歧视，要保护隐私和安全；这里的公共福祉要求数字孪生城市基础是公共品而不是纯粹的商业品；这里的可持续发展需要数字孪生技术能够为节能增效，绿色环保，双碳目标提供积极的支持作用。

数字孪生不是万能药，也不是救命草，它是一种新型思维模式和先进科技力量。技术是一把双刃剑，比如核能技术既可以造原子弹，毁灭地球，也可以做发电站，造福人类。“运用之妙，存乎一心”，对数字孪生技术的教育、理解、祛魅，对科技治理框架的摸索、讨论、共识，对应用场景的孵化、扶持、规范，这些都是长期而重要的工作，需要多利益相关方的通力合作，共同进步。

法国哲学家德勒兹说过：“未来社会是成百上千座伟岸的高原，人们在高原上游牧而又彼此相联。人们将通过无限链接展开的空间化，从不同性质的处境的阻隔中创造奇迹。”我想，数字孪生技术将为人与万物相联创造基本条件，未来城市将不仅仅成为人类生存发展的物质空间，也将成为人类对新事物不断拥抱和向往的数字精神家园。

[1] 中国信通院，2020年《数字孪生城市白皮书》

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校对：王思雨