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1、 (2022024 4 年年)中國信息通信研究院產業與規劃研究所 中國互聯網協會數字孿生技術應用工作委員會 蘇州工業園區大數據管理中心 2024年12月 數字孿生賦能城市全域數字化轉型數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告研究報告 版權聲明版權聲明 本報告本報告版權屬于版權屬于中國信息通信研究院中國信息通信研究院、中國互聯網協會中國互聯網協會和蘇州工業園區大數據管理中心和蘇州工業園區大數據管理中心，并受法律保護，并受法律保護。轉載、摘轉載、摘編或利用其它方式使用編或利用其它方式使用本報告文字或者觀點的，應本報告文字或者觀點的，應注明注明“來“來源：中國信息通信研究院源：中國信息通信研究院、中國

2、互聯網協會中國互聯網協會和蘇州工業園區和蘇州工業園區大數據管理中心大數據管理中心”。違反上述聲明者，。違反上述聲明者，編者編者將追究其相關法將追究其相關法律責任。律責任。前前 言言 隨著數字技術的迭代創新、數據要素制度的持續完善和數字中國建設進程的顯著加快，我國城市數字化轉型逐步形成全域覆蓋、縱深推進、系統構建的發展趨勢。2024 年 4 月，習近平總書記在重慶考察時指出，要加快智慧城市建設步伐，讓城市治理更智能、更高效、更精準。5 月，國家發展改革委、國家數據局、財政部、自然資源部聯合印發關于深化智慧城市發展 推進城市全域數字化轉型的指導意見，提出“整體性重塑智慧城市技術架構、系統性變革城市

3、管理流程、一體化推動產城深度融合，全面提升城市全域數字化轉型的整體性、系統性、協同性”的發展要求，為城市未來發展擘畫藍圖。11月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發關于推進新型城市基礎設施建設打造韌性城市的意見，提出“推動新一代信息技術與城市基礎設施建設深度融合”“構建智能高效的新型城市基礎設施體系”“打造承受適應能力強、恢復速度快的韌性城市”，為城市基礎設施躍升指明方向?！皵底謱\生城市”自 2017 年被首次提出以來，在建設認知、產業生態、技術能力、應用創新等方面取得了顯著成效。數字孿生城市發展與以數據融通推進城市一體化建設和協同治理的城市全域數字化轉型理念十分契合。由多源異構數據按實體對象語

4、義重構的數字孿生體為城市數據融通利用提供有效方法、為城市可信數據空間提供流通載體。全面融入感知、建模、AI、仿真等各類組件化能力的城市數字孿生底座為城市智能中樞迭代發展、生態共建、按需調用奠定能力 基礎。數字空間中基于海量數據仿真推演的數字孿生系統推動實現城市發展態勢全面感知、趨勢智能研判、協同高效處置。數字孿生城市逐漸成為推進城市全域數字化轉型的必由之路。本報告主要由四部分內容構成。一是洞察城市全域數字化轉型趨勢，研判城市數字化轉型階段，分析面臨問題與發展要求、總體趨勢。二是深入分析數字孿生城市最新進展，當前數字孿生城市建設與認知逐漸深化，復雜系統機理孿生顯著加強；產業規模壯大，生態組織日益

5、增多；核心技術取得突破進展，應用創新能級躍升。三是研究提出數字孿生賦能城市全域數字化轉型七大主要路徑，即數字孿生底座平臺夯實城市數字化共性基礎、數字孿生建設成為城市經濟發展的重要引擎、數字孿生核心能力助力城市精準智治和智慧體驗、數字孿生完善數字基礎設施布局與利用、數字孿生體的流通利用推動形成城市可信數據空間、數字孿生賦能城市一體化可視化運維體系、數字孿生加促形成長效迭代和生態共建模式。四是因地制宜提出分類推進數字孿生城市建設策略建議，根據城市發展水平、定位特征和特色需求，針對區域帶動型城市、特色開拓型城市和新城新區型城市提出具體策略建議。目目 錄錄 一、城市全域數字化轉型發展態勢.1（一）城市

6、數字化轉型進入全面變革提升期.1（二）城市數字化轉型存在四大突出問題.3（三）國家制定整體性系統性城市數字化轉型框架.6 二、數字孿生城市建設現狀.11（一）數字孿生城市建設與認知逐步深化.11（二）數字孿生城市產業與生態逐漸完善.17（三）數字孿生城市技術能力供給豐富.20（四）數字孿生城市建設面臨挑戰.24 三、數字孿生賦能城市全域數字化轉型建設路徑.25（一）總體思路.25（二）全領域推進城市數字化轉型.26（三）全方位增強城市數字化轉型支撐.38（四）全過程優化城市數字化轉型生態.40 四、分類推進策略建議.42（一）區域帶動型城市推進模式.43（二）特色開拓型城市推進模式.46（三）

7、新城新區型城市推進模式.50 圖圖 目目 錄錄 圖 1 城市數字化轉型三階段.1 圖 2 上海一網統管改革-城市大腦.2 圖 3 城市全域數字化轉型框架.6 圖 4 數字孿生城市建設與認知逐步深化.12 圖 5 數字孿生賦能城市全域數字化轉型路徑.26 表表 目目 錄錄 表 1 分類推進數字孿生城市建設策略建議.42 數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）1 一、城市全域數字化轉型發展態勢（一）（一）城市數字化轉型進入全面變革提升期城市數字化轉型進入全面變革提升期 隨著信息技術的迅猛發展，城市數字化轉型逐漸成為全球趨勢。自 2008 年以來，中國的城市數字化轉型經歷了從局部探索

8、到集成應用，再到全面變革提升的三個關鍵階段。近年來，隨著政策的不斷推進和技術的快速發展，地方政府加速了一體化數字底座的建設，呈現出諸多亮點。目前，我國的城市數字化轉型正處于快速落地期，從概念探索到實際應用取得了顯著進展。來源：中國信息通信研究院 圖 1 城市數字化轉型三階段 第一階段是局部建設探索期（2008 年-2013 年），概念提出，啟動試點。2008 年，IBM 提出“智慧地球”這一理念，進而引發了智慧城市建設的浪潮。2012 年，住房和城鄉建設部開展國家智慧城市試點工作，于次年公布首批國家智慧城市試點名單。2013 年，工業和信息化部指導成立中國智慧城市產業聯盟。該階段以概念驅動自發

9、探索、以試點驅動城市管理模式升級，通過積極開展智慧城市建設，數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）2 提升城市管理能力和服務水平，促進產業轉型發展，推動新型城鎮化。第二階段是綜合集成發展期（2014 年-2020 年），條線整合，集成應用。2014 年，國家八部委聯合印發關于促進智慧城市健康發展的指導意見，25 個部委組成“促進智慧城市健康發展部際協調工作組”，協同指導地方智慧城市建設，各部門依據管理職能提供“條線”數字化應用和服務。2016 年，國家提出“新型智慧城市”概念，強調以人為本，著力推進技術融合、數據融合和業務融合，打破信息孤島和數據分割，促進新一代信息技術與城市管

10、理服務相融合。2017年，雄安新區在全國范圍內首次提出“數字孿生城市”概念，率先實現數字城市與現實城市全域同步建設。2019 年，上海率先啟動一網統管改革，構筑城市大腦“賦能中心”和“城市運行”雙內核，強調智能中樞的統一調度和能力集成。該階段以“互聯網+”為手段，推動以服務為導向、以集成應用為重點的智慧場景建設，加快系統上云，促進數據共享，跨部門、跨業務的城市治理與服務效能大幅增加。來源：中國信息通信研究院 圖 2 上海一網統管改革-城市大腦 第三階段是全面變革提升期（2021 年至今），統籌共建，數據貫通。自“十四五”規劃開局之年起，國家提出分級分類推進新型智慧城市，探索建設數字孿生城市，全

11、國各地都將智慧城市列為重要發能力沉淀應用數據技術要素資源科創匯聚與整合運行中心賦能中心城市大腦城市運行管理中心城市集成平臺各部門業務系統各層級業務系統社會機構平臺其他數據或系統集成與融通一屏觀天下一網管全城主要面向各級政府部門數字孿生城市模型數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）3 展任務，正式拉開城市數字化轉型新篇章。2021 年，上海市印發關于全面推進上海城市數字化轉型的意見，提出整體性轉變、全方位賦能和革命性重塑的工作思路。浙江省發布浙江省數字化改革總體方案及 6 大建設方案，以數字化改革 V 字模型統領全域轉型，打造全球數字變革高地。廣東省印發關于加快數字化發展的意見，

12、圍繞數字生態、數字經濟、數字社會、數字政府四個方面，全面推進廣東經濟社會各領域數字化轉型發展。2024 年 5 月，國家四部委聯合印發 關于深化智慧城市發展 推進城市全域數字化轉型指導意見，提出全面提升城市全域數字化轉型的整體性、系統性、協同性的總體要求。該階段城市數字化發展向數字技術賦能、數據要素貫通、數字制度創新協同轉變，在數字中國整體規劃布局下，數字化貫穿城市規劃、建設、服務、運營全領域各方面。（二）（二）城市數字化轉型存在四大突出問題城市數字化轉型存在四大突出問題 歷經十余年城市數字化建設的探索與實踐，在城市建設快速發展、取得階段性突破的同時，也面臨著智慧城市頂層規劃與建設效果不佳、公

13、共數據管理、流通和利用效率較低、城市數字化轉型長效運營機制不健全、城市數字化轉型與產業發展聯動較弱等問題。1.智慧城市頂層規劃與建設效果不佳 一是在智慧城市規劃中，規劃的整體性和業務的協同性不足，無法切實解決城市管理的實際問題。城市數字化規劃需要具備全局視角，規劃者容易忽略城市作為復雜巨系統的特性，未能充分考慮多層級、多領域的關聯。一方面，各條線和各業務部門在數據共享和業務協同數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）4 方面都面臨困難，涉及數據格式和涉密、統一標準、互操作性、資源分配等問題。另一方面，城市數字化規劃過程中容易過度關注數字化呈現，缺乏對實際應用場景的深度理解和對城市

14、需求的深入分析，在規劃過程中只關注算法邏輯，忽視社會和業務邏輯，導致對復雜問題的不當建構，無法有效解決問題。二是在智慧城市建設中，數字化項目建設與規劃存在時間差，無法滿足實際業務需求。由于規劃和建設之間存在明顯的時間差，許多城市數字化項目在建成時已不能適應當前的技術水平和實際需求，已建成的平臺無法滿足持續變化的業務需求，缺乏必要的靈活性和可擴展性。2.公共數據管理、流通和利用效率較低 一是公共數據資產確權與估值模式不完善，數據管理難度大。地方城市在探索城市公共數據資產化時發現，數據的生成往往涉及多個部門和多方主體，導致數據資產難以劃分權屬、確權變得復雜。同時，由于缺乏統一的確權和估值標準，數據

15、資產的價值難以量化，這限制了數據在市場中的流通和交易，影響了數據要素潛能的發揮。二是公共數據跨部門跨層級融會貫通不充分，數據流通賦能不足。在智慧城市建設中，由于缺乏統一的數據管理平臺，各個部門之間的數據無法有效整合，易形成數據孤島。例如，交通部門的監控數據和公安部門的治安數據未能實現共享，導致在城市交通管理和公共安全事件響應上存在信息不對稱，無法形成聯動效應。三是公共數據開放和共享不充分，數據價值難以發揮。部分城市數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）5 在建立公共數據開放平臺后由于缺乏有效的數據開放和共享政策，導致平臺數據更新緩慢，數據質量不高，難以滿足企業和公眾的需求。此外

16、，由于缺乏明確的數據共享規則和激勵機制，部門之間在數據共享方面的積極性不高，導致數據的價值未能得到充分發揮。3.城市數字化轉型長效運營機制不健全 一是智慧城市“重建設、輕運營”問題由來已久。以某市的智慧城市項目為例，該市在建設初期大量投資于智能照明和監控系統，但由于忽視了后期的運營和維護，導致這些系統在建成后不久就因為技術落后和維護不善而無法有效運行。項目完成后缺乏持續的運營和管理，系統的故障率和維修需求居高不下，不僅影響了市民的生活質量，也使得城市數字化建設的經濟效益大打折扣，投入的成本無法通過有效的運營得到回收和增值。二是城市數字化建設缺乏場景創新、長效運營、績效評估等機制。雖然一些地方城

17、市已經陸續探索開展數字化轉型應用場景揭榜掛帥項目，建立首席數據官制度等創新舉措，但由于在實施過程中缺乏有效的過程監管和績效評估，導致制度的執行和落實不到位，缺乏對城市數字化建設長效運營的管理手段。4.城市數字化轉型與產業發展聯動較弱 城市數字化建設在促進本地產業發展的過程中聯動不足。以智慧社區的建設為例，理想狀態是智慧社區建設提升管理服務能力和居民生活質量，同時通過吸引服務產業鏈、技術供應商等企業落戶形成智慧社區領域產業集聚效應，并幫助傳統制造業、物流業等實現數字化數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）6 轉型，進而推動城市經濟結構優化。然而，當前數字化建設場景對于如何利用數字

18、化轉型推動產業升級和創新業態的培育則顯得不足，未能充分發揮數字化建設在推動經濟發展中的潛力。（三）國家制定整體性系統性城市數字化轉型框架針對當前城市數字化建設中存在的問題，國家發展改革委、國家數據局等四部委聯合印發關于深化智慧城市發展 推進城市全域數字化轉型的指導意見（以下簡稱指導意見），明確推進城市全域數字化轉型要做好“全領域、全方位、全過程”。來源：中國信息通信研究院圖 3 城市全域數字化轉型框架 1.全領域推進城市數字化轉型是發展方向系統工程：強調整體性、系統性推進一體化應用。指導意見主要聚焦城市共性基礎、城市數字經濟、新型產城融合、城市數字治理、城市數字服務、城市智慧宜居、城市安全韌性

19、等領域，謀劃整體數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）7 性轉變策略。城市數字化共性基礎將城市運行智能中樞作為系統性的決策指揮調度樞紐，核心解決跨領域、跨層級數據、技術等數字資源融通，有力支撐城市一體化應用場景建設。城市數字經濟將產業數字化與新型數字技術產業化作為抓手，推動數字經濟高質量發展。新型產城融合以“數字更新”創新開放城市數字化轉型場景。城市數字治理向高效協同、共治智治全面推進。城市智慧宜居以精準治理促進數字化綠色化協同轉型。城市韌性安全注重物理與數字空間安全整體提升。專欄1.全領域推進城市數字化轉型地方實踐 實踐實踐 1：重慶市一體化智能化公共數據平臺：重慶市一體化智

20、能化公共數據平臺 當前，重慶市率先打造一體化智能化公共數據平臺，統一化構建數據資源體系，打造數字資源“一本賬”，建成全國首個市域一體建設、兩級管理、三級貫通的公共數據資源體系，形成上聯國家政務大數據平臺，橫接 126 個市級部門、中央在渝機構、公共企事業單位，外聯四川政務信息資源共享平臺，下貫全市所有區域鎮街的一體化數據底座。建設一體化數據資源系統（IRS），實現全量化編目、一體化申請、智能化開通、全周期管理。統籌管理云、網、數、能力組件等數字資源，打造開放兼容、精準管理、服務高效、安全可靠的綜合性集成性基礎環境，有效支撐數字政務、數字經濟、數字治理等重點領域制度重塑和流程再造，培育多跨融合的

21、應用場景體系，系統性整體性提升市域治理體系和治理能力現代化水平。實踐實踐 2：重慶市三級數字化城市運行和治理中心：重慶市三級數字化城市運行和治理中心 數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）8 重慶市結合扁平化管理特點，以一體化平臺為支撐，創新打造“市-區（縣）-鄉鎮（街道）”三級治理中心，完善感知預警、決策處置、監督評價、復盤改進閉環工作機制，構建全局“一屏掌控”、政令“一鍵智達”、執行“一貫到底”、監督“一覽無余”數字化協同工作場景，用數字化改革推動數據融合、業務融合、技術融合，實現跨層級、跨地域、跨部門、跨系統、跨業務。目前，重慶市已實體化運行 1 個市級治理中心、41 個

22、區（縣）治理中心和 1031 個鄉鎮（街道）治理中心。2.全方位增強城市數字化轉型支撐發展動能 融通工程：重視數字基礎設施與數據要素雙輪驅動。指導意見整體布局網絡、算力、流通、安全等數據基礎設施與城市智能基礎設施、智能網聯汽車等數字基礎設施多力協同發展。構筑數據新要素賦能新體系，充分發揮數據的基礎資源和創新引擎作用，促進數據資源合規、高效的流通利用。以數字基礎設施、數據要素賦能體系“一軟一硬”兩大根基，夯實城市全域數字化轉型基礎，全方位賦能城市迭代進化、加速創新。專欄2.全方位增強城市數字化轉型支撐地方實踐 實踐實踐 1：上海市加快數字基礎設施建設：上海市加快數字基礎設施建設 上海市加快推動云

23、網底座、區塊鏈基礎設施、人工智能算力等方面的數字基礎設施建設，為城市的數字化轉型和智能化升級提供堅實基礎。在云網底座建設方面，上海市打造“IP+光城市一張網”，采取“聯通”和“撤網并入”兩類方式，對 14 條市級條線專網進行整數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）9 合，加強全市一張網的統籌管理。同時，提升電子政務云服務能級，實現“上云遷移，應遷盡遷”，完成 200 余家市級單位信息系統全量上云遷移，機柜數量超 800 個、存儲總量超 100PB、互聯網帶寬超100GB。在區塊鏈建設方面，當前已初步完成區塊鏈算力底座基礎設施 500 臺設備組網服務，形成節點服務、算力加速、智能

24、合約、通用存證等 20 余項共性服務能力。在人工智能算力建設方面，上海市已完成智算集群一期建設，實現算力逾 14000P 規模，并建成上海市智能算力公共服務平臺，向各類大模型客戶提供智能算力服務。實踐實踐 2：杭州市探索數據要素市場化改革配置：杭州市探索數據要素市場化改革配置 杭州市積極探索數據要素市場化改革配置，從數據供應、數據流通和數據應用三個環節同步推進。在數據供應環節，杭州通過建立三級公共數據平臺，實現數據的全量歸集，確保了數據的準確性、完整性、一致性、及時性、唯一性和關聯性。同時，杭州市倡導“一數一源一標準”的原則，通過制定詳盡的標準并嚴格執行，保障了數據的高質量管理。在數據流通環節

25、，杭州通過建立授權運營的配套體系，推動了公共數據的開放運營。目前，杭州已授權 15 個運營單位，涵蓋了 12 個數據領域，包括人工智能、金融和交通等。在數據應用環節，杭州主要拓展了政務服務一網通辦、一網統管城市運行和社會治理一網統治等場景，實現了辦事流程的優化，提高了政務服務的效率。3.全過程優化城市數字化轉型生態是發展保障 協作工程：加強數字化運營生態構建和適數化制度改革。城市全域數字化轉型以創新謀長遠之勢，建立適數化的城市管理流程機制，數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）1 重塑數字時代的城市運行生態，營造開放、協同、共享的發展格局。指導意見提出，要推進適數化制度創新，創

26、新運營運維模式，推動數字化協同發展。鼓勵城市開展管理服務手段、管理服務模式、管理服務理念的適數化變革，推進城市公共數據授權運營，創新長效化運營模式和一體化運維體系，推動區域間、城鄉間以及國際間數字化協同合作1。專欄3.全過程優化城市數字化轉型生態地方實踐 實踐實踐 1：國內多地探索公共數據授權模式：國內多地探索公共數據授權模式 國內多地探索適數化改革，組建新型合作生態，如在公共數據授權領域初步形成統一授權、領域授權、場景授權、分級授權四種典型模式2。一是統一授權模式，數據管理部門不區分場景將公共數據整體運營權授予地方性平臺公司（數據集團、大數據公司、城投公司等），尤其作為公共數據運營的主要載體

27、，承擔開發利用工作，典型代表城市為成都市。二是領域授權模式，數據管理部門將公共數據劃分為多個業務領域，每個業務領域分別進行授權，獲得授權的運營單位針對該領域數據進行場景設計規劃，常見于分期滾動開發的情況，典型代表城市為北京市。三是場景授權模式，運營機構向數據管理部門提出具體應用場景和所需數據內容，經審核通過后可獲取特定數據進行特定場景的開發利用。相比于領域授權模式，場景授權模式更加鼓勵先進行場景設計規劃，再獲取公共數據的運營授權，典型代表城市為杭州市。四是分級授權模式，按照整體運營鏈條中各主體職責的不同進 1 高國力，專家解讀|準確把握戰略性、系統性、協同性特征 全面推進城市全域數字化轉型實施

28、 2 國家信息中心全國公共數據運營年度發展報告（2023）數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）1 行縱向分類，一級機構（運營機構）與二級機構（即各類市場主體）分別負責數據初加工和深加工，平臺公司這類運營機構作為一級機構，只開發初級數據產品，典型代表城市為廈門市。實踐實踐 2：廣州啟動數字運維保障中心：廣州啟動數字運維保障中心 2024 年 9 月 24 日，全國首個超大城市數字運維保障中心在廣州正式啟用，該中心通過整合碎片化、差異化、個性化運維資源及標準，重構全市基礎運維運管模式，為全市 350 余家政府及事業單位提供一體化信息基礎設施運維服務。這是貫徹國家數據局的規劃和部署

29、，開展數字基礎設施一體化管理與運營，推進城市全域數字化轉型的重要改革措施。廣州數字運維保障中心聚焦桌面終端、網絡傳輸以及機房環境等關鍵基礎設施運維管理，通過云上系統集約化管理、云下資產數據化運維，實現項目管理、云管理、安全管理、基礎運維管理等數據對接，形成全市數字資源“一本賬”；通過制定運維服務管理辦法、服務目錄、管理細則，實現運維服務標準化管理、規范化實施、體系化運作，形成全市信息基礎設施運維“一盤棋”；通過構建數字運維智能管理平臺，實現服務需求及時獲取、信息資產靈活感知、設施故障實時監控，形成全市智能化運維“一張圖”。截至目前，廣州數字運維保障中心已累計處理工單 9 萬余件、巡檢 2.5

30、萬余次、提供重要會議和應急保障 5500 余次，服務滿意度達 99.94%。二、數字孿生城市建設現狀（一）（一）數字孿生城市建設與認知逐步深化數字孿生城市建設與認知逐步深化 自 2017 年數字孿生城市建設以來，建設與認知主要經歷了四個數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）1 逐漸深化的階段。最初數字孿生城市主要集中建設城市信息模型（CIM）平臺鏡像再現物理城市，達到“可視”。在實現可視的目標后，逐漸強調數字孿生城市要圍繞數字孿生體進行數據融合，實現“可用”。同時推進數字孿生底座建設，提高建設效率促進“可持續”發展。目前的建設重點是實現城市復雜巨系統的精準表達，實現系統“可預測

31、可控制”。來源：中國信息通信研究院 圖 4 數字孿生城市建設與認知逐步深化 1.數字孿生城市被認為是物理城市的鏡像再現 在建設需求方面，數字孿生城市需要“精準映射”物理城市的形數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）1 態。在數字孿生城市建設的初期，大多數城市對其核心功能的認知集中于“精準映射”的特點。這一階段的重點是通過建立 CIM 平臺3，以物理城市為藍本，構建其在數字空間中的鏡像再現。2018 年住建部開始城市信息模型平臺建設試點工作，以 CIM 平臺作為新型基礎設施支撐智慧城市建設。2022 年，自然資源部辦公廳印發關于全面推進實景三維中國建設的通知，明確了實景三維中國建

32、設的目標、任務及分工等。2024 年，工業和信息化部等十一部門聯合印發推動新型信息基礎設施協調發展有關事項的通知，提出全面建設實景三維中國，搭建數字中國時空基座和數據融合平臺，完善國土空間基礎信息、時空大數據、城市信息模型等基礎平臺，推進平臺功能整合，為城市數字化轉型提供統一的時空框架。在建設內容方面，實現鏡像再現依賴于技術的深度融合。數字孿生城市通過 CIM 平臺展示城市的數字形態。CIM 平臺融合物聯網傳感器、地理信息系統（GIS）、三維建模等技術，廣泛收集并整合多種空間數據，實現對城市道路、橋梁、建筑等基礎設施的全面數字化建模，構建出一個高度逼真的 3D 可視城市。這種 3D 可視化不僅

33、僅是對物理空間的靜態呈現，更是一個動態的、實時更新的系統，通過與物聯網設備的聯動，能夠實時反映城市的運行狀態。在建設成效方面，鏡像再現逐步推動城市治理精細化。3D 可視化為城市管理和決策提供科學依據和技術支持，城市管理者能夠在數字空間中實時掌握城市全域的動態，精準定位問題和潛在風險，并迅 3 中國信息通信研究院數字孿生城市白皮書（2020 年）數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）1 速做出應對。例如，在應急管理中，通過數字孿生城市平臺，管理者可以在第一時間獲取事故發生地點的實時數據，進行風險評估和資源調度，大幅提高應急響應的效率。此外，數字孿生還為基礎設施的精準維護提供了技術

34、支撐，利用實時數據監測和預測分析，提前發現和解決潛在的設施問題，從而減少資源浪費，降低管理成本。2.數字孿生城市深化孿生體的多源語義數據融合 在建設需求方面，數字孿生城市需要充分進行數據融合實現協同共治。雖然 CIM 平臺成功地將多項技術有機融合，并實現了新興技術在智慧城市建設中的初步落地，但在實際使用過程中，仍然暴露出一系列問題，信息孤島現象依舊存在，各業務系統之間難以實現協同共治。這些問題讓數字孿生城市的建設者逐漸意識到，數據融合是下一階段亟需解決的核心問題。在建設內容方面，具有豐富語義的數字孿生體是實現數據有效融合的理想載體。數據孿生體是城市實體對象在數字孿生城市中的呈現形式，包括自然人

35、、法人、自然實體、管理實體、建筑與人工構筑物、物品與設備、運載工具以及其他八大類。數字孿生體不僅僅是數據的簡單匯總，它將城市實體對象的全生命周期數據進行邏輯聚合，通過數據虛擬化、主動元數據管理、自動化數據平臺、數據知識圖譜等技術，實現同一實體的幾何模型數據、時空數據、感知狀態數據以及業務運行數據等多源異構數據在同一數字孿生體上融合，從而實現城市實體對象全要素數字化和語義化表達。在建設成效方面，圍繞數字孿生體進行數據融合提高了城市治理數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）1 效率?；跀底謱\生體建設的統一數據平臺有效打破了過去各業務系統之間的信息孤島，實現了數據的互聯互通。不同部

36、門之間的協同能力顯著提升，城市治理也因此變得更加高效和精準。城市管理者能夠通過調度某一對象的數字孿生體，從數字空間中直接控制物理實體，實現“由虛控實”的目標。3.數字孿生城市提供開放兼容、長效迭代的底座 在建設需求方面，數字孿生城市需要構建復用性強、可擴展的底座支撐不同應用場景的快速搭建和演進。隨著數字孿生城市建設的應用場景變得越來越復雜和多樣化，所需的技術和功能性平臺也日益增多。然而，各個項目在推進過程中往往各自為政，缺乏統一的技術底座，這導致了重復建設、資源浪費，以及技術擴展性不足等問題，阻礙了整體效率的提升。必須構建具備高可擴展性和靈活性的數字孿生底座適應未來可能出現的新需求，并保證數字

37、孿生城市建設的系統性、整體性和協同性。在建設內容方面，數字孿生底座通過將單一功能平臺融合互通，成為整個數字孿生城市的基礎支撐平臺。它通過城市大數據平臺和城域物聯感知平臺采集海量的動靜態運行數據，并圍繞“數字孿生體”融合多源異構數據。數字孿生底座聚合了九種核心孿生能力，能夠為上層應用場景提供包括數據支撐、標準編碼和能力供給在內的服務，確保各類技術和能力之間的兼容性與開放性，從而實現主流技術廠商的能力整合與共享。在建設成效方面，數字孿生底座支持了數字孿生城市的持續發展數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）1 和創新。數字孿生底座能夠支持多種應用場景的建設，具備靈活的接口和高效的數據

38、處理能力，能夠快速響應新需求。這不僅減少了重復建設，提升了資源利用效率，還使項目之間能夠共享基礎設施和技術資源，實現更高效地迭代和擴展。4.數字孿生城市助力城市復雜巨系統的精準推演 在建設需求方面，數字孿生城市需要精準表達物理城市各系統及系統之間的動態關系。城市本身是一個包含交通系統、城市治理系統、安全系統等多個子系統的復雜巨系統。當前大多數城市運行模型往往將城市視為自上而下構建的線性系統，主要關注行業運行規則和短期效應，而忽略了系統之間的長期動態關系和相互影響。這種局限性使得城市無法準確推演和預測未來的發展趨勢。當前迫切需要基于多尺度跨學科的復雜性方法，將城市運行規則進行語義化、數字化精確表

39、達。在建設內容方面，數字孿生城市通過數字化語義化積累，為復雜巨系統提供校準和驗證。隨著數字孿生體、數字孿生業務模型、城市運行規則數字化語義化的不斷積累，數字孿生城市將為復雜巨系統提供校準和驗證，得到更貼切現實的機理模型，更好支撐城市自上而下的決策。在建設效果方面，復雜巨系統的精準表達促進城市治理智能化。通過多系統集成和仿真能力，城市管理者能夠全面了解系統之間的動態聯動效應，在應對重大事件或系統性風險時能夠從全局視角提供更科學、智能的預測和應對策略，顯著提升風險管理的能力。與此同時，數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）1 需要建立與復雜系統相適應的統籌機制，并加強多方合作與協同

40、推進數字孿生城市建設，確保在城市運行模型中能夠精準表達和管理城市這個復雜巨系統。（二）（二）數字孿生城市產業與生態逐漸完善數字孿生城市產業與生態逐漸完善 自數字孿生城市建設啟動以來，眾多廠商紛紛進軍這一新興領域，共同推動產業規模的持續擴大。各類機構與廠商攜手組建的產業聯盟，不僅加速了全產業鏈的協同發展，還助力數字產業向基地化方向邁進。隨著行業的不斷進步與創新，一系列創新模式應運而生，數字孿生技術不僅引領了相關產業的發展浪潮，更為傳統產業注入了新的活力，煥發出勃勃生機。1.數字孿生技術應用產業規模持續壯大 我國數字孿生產業規模迅速增長，行業參與者多元化，應用場景廣泛涌現，助力城市數字化轉型。從

41、2022 年開始，中國數字孿生行業的招標需求呈現井噴式上升，2023 年招標需求達到 9023 條，顯示出市場需求的快速增長4。數字孿生行業的參與者主體逐漸擴充，包括 GIS、測繪企業，建模、仿真企業，建筑信息模型(BIM)企業以及集成商和運營商。隨著行業熱度的提升，互聯網企業、大數據公司、人工智能科技企業、規劃設計院等也開始進入這一領域。在我國，超過半數的地級行政區已經開展數字孿生城市的建設，市場規模累計達到 600 億元5，已在城市、水利、交通、能源等領域涌現出一批態勢 4 邱聰，預見 2024：2024 年中國數字孿生行業全景圖譜(附市場規模、競爭格局和發展前景等)，2024-03-22

42、2024-10-11 https:/ 5 中國信息通信研究院 數字孿生城市白皮書（2023 年）數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）1 感知、仿真推演、智能決策的應用場景。隨著市場規模的不斷擴大，更多的資金和資源將投入到數字孿生技術的研發和應用中，進一步加速城市數字化轉型的進程。2.數字孿生產業生態合作日益密切 全國各地積極建設數字孿生產業基地，加速數字孿生技術的集聚與應用，構建開放、互助的資源集聚生態平臺。2021 年，中國互聯網協會數字孿生技術應用工作委員會正式成立，由中國信通院聯合多家企事業單位共同組建。為促進數字孿生技術創新、應用升級和產業發展搭建了產學研各界交流對話

43、的平臺。2022 年，寧波數字孿生產業聯盟成立，為從事數字孿生應用與大數據產業的相關政府單位、科研機構、企業和個人提供一個集多方面資源于一體的平臺，助力打造數字孿生成果轉化先行地。2023 年，數字孿生信創生態聯盟的啟動，聚焦于數字孿生底座平臺的打造、應用場景建設、標準制定、產業孵化、品牌打造和生態合作，推動了全產業鏈的國產替代。同年，上海成立了業內首個“數字孿生戰略合作特設組”，加速了長三角區域智慧交通數字孿生產業生態圈的建設。2024 年浙江省水利廳倡議發起的浙江數字孿生水利產業技術聯盟，匯聚了多家行業領軍企業、科研機構及高校等，共同探索數字孿生水利的新技術、新應用。同年，江蘇省互聯網協會

44、數字孿生和元宇宙工作委員會正式成立，將加強數字孿生與元宇宙等新興技術的融合應用，推動智慧城市、智能制造、智慧交通等各領域的快速發展，為產業創新和數字化轉型注入新的活力。數字孿生產業基地和聯盟的成立，推動了數字孿生技術與產業解數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）1 決方案的標準化建設，提高了聯盟內企業產品的互操作性和可信性，進一步促進了行業的創新應用，為數字孿生技術在產業的落地生根提供了有力支持，推動區域間數字化轉型的協同發展。3.數字孿生城市促進數字經濟創新發展 數字孿生創新為傳統信息行業帶來深遠影響，加速產業發展。隨著數字孿生技術的應用范圍擴大，對相關信息技術和服務的需求也

45、隨之增長，促進了市場規模的擴大。數字孿生城市的建設要求對測繪、地理信息等相關產業提出了明確需求，帶動了相關產業的技術升級和創新。一是數字孿生推動傳統測繪在生產和更新效率、模型覆蓋領域、數據組織結構等方面升級，從而實現智能化轉型。二是以行業信息整合為依托的數字孿生驅動的制造服務新模式的誕生，有效提高了產業的智能化水平。數字孿生跨行業的特性也促進了技術融合與創新發展。數字孿生產業發展為傳統行業的迭代升級創造嶄新的機遇，促進新業態繁榮發展。數字孿生技術的融合推動了商業、醫療、文旅、工業等傳統產業的數智化升級，在科技革命和產業變革中發揮了重要作用。在商業領域，中國電信安徽分公司推出的“天翼云圖”平臺利

46、用 3D重建技術將實體商業空間轉化為線上數字空間，提供 AR 導航、虛擬試妝等新型消費體驗。在醫療領域，數字孿生技術通過建立“醫療數字孿生體”實現對患者健康狀況的實時監控和精準醫療診斷。在文旅領域，“元宇宙鼓浪嶼”項目則通過數字孿生技術在虛擬世界中重現廈門鼓浪嶼景區，讓用戶體驗文化遺產的魅力。在工業領域，北京冬奧會的場館仿真系統為開幕式、賽事以及場館管控、基礎設施運維提供數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）2 了全過程、多場景的服務支撐，展示了數字孿生技術在推動傳統行業創新發展中的潛力。隨著數字化轉型進程推動，涌現出一系列創新模式帶動數字孿生產業發展。一是“揭榜掛帥”機制的引

47、入為行業帶來了新的發展機遇?！敖野駫鞄洝睓C制以問題為導向，以結果為驅動，以人才為根本，以創新為目標，有效地激發了科技工作者的創新活力，加速科技成果的轉化，對提升企業技術創新能力產生了深遠影響。二是數字孿生公共服務平臺的建立，整合了資源匯聚、創新孵化、公共服務供給、生態培育和應用示范等多功能，促進了產業的高質量發展和創新升級。這些創新機制不僅推動了數字孿生產業在技術研發和應用實踐上取得顯著成果，而且在產業規模和市場影響力上實現了持續擴大，充分顯示了創新模式對產業發展的巨大推動作用。（三）（三）數字孿生城市技術能力供給豐富數字孿生城市技術能力供給豐富 隨著數字孿生相關技術不斷擴展和深化、融合發展，

48、全面增強了城市技術支撐和智能分析能力，并激發數字孿生城市應用創新能力。AI 芯片、算力、高速網絡、實時渲染等數字基礎設施和底層技術的快速發展為數字孿生技術提供了堅實的基礎。AI 輔助建模、仿真推演和智能決策等智能分析技術的發展深化，提升了數字孿生智慧化水平，為科學精準的決策提供有力支撐。XR、低代碼等各類新技術涌現，與數字孿生融合發展，為數字孿生應用創新提供強大活力。1.基礎支撐能力取得長足進步 國產 AI 芯片的發展為數字孿生大規模部署和運行提供了強大的數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）2 支持。企查查數據顯示，2023 年我國 AI 芯片企業注冊量達 19307 家，同

49、比增長 22.6%。2024 年 1-5 月，我國 AI 芯片企業注冊量達 7141 家，主流的 AI 芯片企業在國內達到數十家6。近日，國內某 AI 芯片廠商宣布完成基于國產全功能 GPU 千卡集群的 3B 規模大模型實訓，千卡訓練與單機訓練相比，擴展效率超過 90%，彰顯了高效的并行計算能力。當前 AI 芯片不僅在性能上不斷提升，滿足了數字孿生計算需求，還在能效比、軟硬件協同、生態建設等方面進行了優化，為數字孿生提供強大的計算和加速能力，推動數字化轉型。強大的算力為數字孿生處理海量數據提供支撐。我國算力結構的不斷調整，智算規模的快速增長，存力規模的持續擴大，以及“東數西算”工程推進算力資源

50、的整合，均使運力質量的顯著提升。截至2024 年 6 月，我國在用算力中心超過 830 萬標準機架，算力規模達到 246 EFLOPS（FP32），智算同比增速超過 65%7。特別是國星宇航發布的“星河”AI 一體機，作為全球首款集衛星三維數字孿生、數據、算法、算力于一體的產品，為客戶提供了一站式 AI 服務，顯著降低了采用 AI 服務的門檻。算力資源和服務的提升都為數字孿生城市建設提供了精細化、精準化、自動化感知和管理的可能。高速網絡的發展，特別是 5G 技術的廣泛應用，為數字孿生系統的數據采集和實時反饋提供了支撐。截至 2024 年 6 月末，5G 基站累計達到 391.7 萬個，5G 移

51、動電話用戶達到 9.27 億戶，5G 移動用戶普 6 中商產業研究院2024-2029 年中國人工智能芯片行業市場發展監測及投資潛力預測報告 7 中國新聞網 智能算力年增速達 65%中國智算中心建設提速,(2024-10-01)2024-10-11 https:/ 數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）2 及率超過 50%8。5G 應用在多個領域實現了規模復制推廣，促進了新應用、新業態、新模式的涌現，不僅提升了數字孿生數據傳輸的速度，還降低了延遲，為數字孿生技術的應用提供了堅實的網絡基礎。渲染技術發展提升數字孿生可視化和實時反饋能力。通過實時云渲染技術，GPU 服務器運行項目文

52、件，每一幀視頻渲染成視頻流并通過網絡傳輸給終端操作，客戶端進行操作，操作指令上傳到云端，云端應用作出響應，再將視頻流推送給終端，整個過程以高分辨率、高幀率、網絡動態調節的碼率和低于 30 毫秒的延時完成渲染9。數字孿生用戶可以通過最輕量的終端訪問真實的三維內容并進行交互，從而實現終端輕量化、云端無限的目標。2.智能分析能力迎來重大突破 AI技術的發展突破了傳統3D建模和渲染技術的限制并大幅降低數字孿生三維建模成本。AI 輔助 3D 建模為用戶提供高速、個性的建模能力，能夠定制紋理、照明等細節，基于用戶描述性語言生成 3D模型，甚至通過深度學習算法分析視頻幀，提取關鍵特征，構建出三維模型，在將視

53、頻內容轉換為 3D 模型。并且隨著技術和相關設備發展，能夠在常規硬件上實現超過每秒 100 幀的速率，用戶無需掌握復雜的 3D 建模技巧，也能便捷地對三維環境進行修改和個性化設置。AI賦能的3D技術因其對通用設備的兼容性，更易于被廣泛市場接納，加速了技術的傳播和應用。8 中國通信企業協會 390 萬基站，5G 需要破局,(2024-07-26)2024-10-11 https:/ 9 Paraverse 平行云，LarkDAY 演講實錄|實時云渲染為數字孿生提供新質生產力,(2024-07-31)2024-10-11 https:/ 數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）2 仿

54、真推演技術的發展推動數字孿生城市多模態感知、實時交互和智能生成等能力提升。仿真推演技術在數字孿生城市災害影響評估、極端天氣下的交通管控、大型活動的安全保障以及環境污染防控等關鍵業務場景中發揮著重要作用。隨著多維感知技術的應用進一步增強了數字孿生系統與物理世界的一致性和信息的全面性，AI 框架的應用提高了仿真模型的校準速度和準確性，而高性能計算的混合調度能力提升了百萬級并發的仿真計算效率，仿真推演技術實現從單一對象到復雜系統的擴展、從靜態模擬到動態演化的轉變、從單向感知到雙向交互的發展，以及從離線到在線運行的遷移，并由傳統基于城市模型的仿真推演逐步轉向一體化的推演、訓練和決策支持，為復雜場景提供

55、了有效的解決方案。在算法和技術驅動下，為數字孿生用戶提供更智能的決策方案。通過數據驅動的運營決策，機器學習、運籌優化和仿真優化技術得以有效應用，實現規?；某杀窘档秃托侍嵘?。利用 AI 系統，可以整合資源、快速獲取準確信息，并進行深入數據分析，從而加速決策過程。結合歷史和實時數據，智能決策支持系統能夠進行預測性分析，提供定制化解決方案，并模擬不同政策或規劃對社會系統的影響，評估潛在風險和收益，增強智能社會治理的透明度和公眾參與度。此外，通過迭代分析和仿真推演，智能決策還能優化流程和推動智能化改造，實現方案自動調優，為復雜業務場景提供科學的決策支持。3.應用創新能力顯現較強活力 XR 技術通過

56、無縫融合數字信息與現實世界，為數字孿生用戶提數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）2 供了豐富而立體的交互體驗。我國市場的 XR 產業規模已經達到了百億級別，顯示巨大的商業潛力和市場需求。XR 設備正朝著輕量化和高分辨率的方向發展，同時，光學、顯示和交互等關鍵技術也在不斷進步，為用戶提供了更加真實和豐富的虛擬體驗。云邊端協同方案有效地滿足了XR對于龐大算力的需求，確保了體驗的流暢性和實時性。此外，計算機視覺、自然語言處理和生成式 AI 等先進技術的應用，進一步提升了 XR 內容的生產效率和應用水平，為用戶帶來了更加豐富和個性化的體驗。低代碼平臺顯著提升了數字孿生平臺的可擴展性，

57、同時大幅降低了開發者的使用門檻。數字孿生低代碼平臺的出現，采用圖形化、拖拉拽的方式，支持用少量代碼擴展實現數字孿生場景搭建和可視化應用開發。這種平臺具有數字孿生場景的可視化配置能力，通過低成本、低技術門檻的二次開發實現各類個性化孿生場景搭建，彌補了傳統低代碼平臺在三維數據可視化應用場景方面的不足。簡潔、易用的低代碼平臺降低了數字孿生相關技術的使用門檻，讓開發者節省大量開發時間，降本增效，快速進行數字孿生開發，降低企業用戶開發成本。（四）（四）數字孿生城市建設面臨挑戰數字孿生城市建設面臨挑戰 數字孿生城市自 2017 年在雄安新區首次提出后，歷經八年的發展，在公眾認知、產業生態、技術能力等方面取

58、得了顯著成效，但仍然面臨幾點挑戰。一是應用場景分散，各地數字孿生場景建設仍以點狀創新為主，缺乏面向城市大場景的統籌建設。二是城市 CIM、實景三維等平臺功能缺乏有效整合，數字孿生城市統一底板能力不足。三數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）2 是數字孿生城市建設深度不足，大多停留在可視化層面，缺乏數字空間推演賦能物理世界運行。四是數字孿生城市建設大多投入在三維建模中，產出成效以可視為主，導致投入成本高，經濟效益差。三、數字孿生賦能城市全域數字化轉型建設路徑（一）（一）總體思路總體思路 城市數字化轉型邁入全面變革提升期，呈現出系統謀劃、整體重塑的推進思路。初步形成圍繞城市一體化智

59、能中樞、數字空間新型產城融合、城市大治理、城市大服務、城市大安全、城市大生態、數據要素驅動、數字基礎設施增強、新型政企合作伙伴機制構建、適數化制度改革等方面的發展方向。數字孿生城市以構建一體化底座和數字孿生體為抓手，一是統籌建設數字孿生底座平臺，整合城市各類數據資源，全面支撐賦能城市數字化轉型場景建設與發展。二是將數字孿生體作為城市級的數據流通單元，構筑政府、行業、企業間的可信數據空間，推進城市數據融通利用。三是數字孿生作為人工智能、5G-A/6G、拓展現實等技術集成創新的載體，成為探索自動化治理、場景自主推演、虛實共生等城市未來數字化發展方向的有效手段?？傮w來講，數字孿生已成為推動城市全域數

60、字化轉型的必由之路。本報告基于在上海、雄安新區、蘇州工業園等地方建設數字孿生城市的實踐，結合國家數據局等部門在新時期對推進城市全域數字化轉型的工作要求，提出“數字孿生底座平臺夯實城市數字化共性基礎、數字孿生建設帶動城市經濟發展、數字孿生核心能力助力城市精準智數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）2 治和智慧體驗、數字孿生完善數字基礎設施布局與利用、數字孿生體的流通利用推動形成城市可信數據空間、數字孿生賦能城市一體化可視化運維體系、數字孿生加促形成長效迭代和生態共建模式”七大賦能路徑，推動智慧城市發展邁向更高水平更高質量。來源：中國信息通信研究院 圖 5 數字孿生賦能城市全域數字

61、化轉型路徑（二）（二）全領域推進城市數字化轉型全領域推進城市數字化轉型 1.數字孿生底座平臺夯實城市數字化共性基礎 數字孿生底座平臺作為城市運行和治理智能中樞的重要組成，通過整合城市各類數據資源，提供統一的時空數據支持，推進現有功能平臺能力組件充分解耦，形成持續迭代的能力組件體系，為城市數字化轉型打造開放兼容、共性賦能、安全可靠的綜合性開發環境。（1）整合城市運行數據和時空信息，提供統一時空數據支持 數字孿生底座平臺有效整合了業務數據、規劃與工程數據、物聯感知數據、地理信息數據和三維模型等城市運行數據和時空信息，并數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）2 通過建立統一編碼體系和

62、數據治理過程，形成規范的數字孿生體數據庫，實現數據互聯互通，能夠為城市數字化應用場景提供強大的時空數據支持。以蘇州工業園區數字孿生城市底座平臺為例，該平臺建立了統一的數字孿生城市數據目錄，緩解場景間、廠商間多源異構數據難融合問題。同時基于相關標準，平臺提供分級分類的孿生體數據服務，以支撐不同類型場景的數據需求。為了構建數字孿生底座平臺數據資源體系，需要聯合政府和企業，通過整理城市海量數據，遵循數據標準規范，以城市實體對象為核心，建立全面反映城市對象全維度狀態的“數字孿生體”，提供數據服務。一是聯合政府和企業，系統化構建城市數字孿生時空數據底座，政府負責統籌城市治理數據資源，抓好數據的歸集和共享

63、，支撐企業開發產品與應用。二是積極調動企業將私有數據和行業數據接入“城市治理數據公共一張網”，通過數據匯聚中心規范上報給政府的數據交換共享平臺，共同建立城市公共時空底座，促進政企共建城市數據生態。三是出臺數據標準，如統一編碼規范、數字孿生體標準等，確保各系統數據的統一規范接入，建立全面反映城市對象全維度狀態的“數字孿生體”，并關聯掛接與其相關的各類屬性，以保證數據的可用性和準確性。（2）推進多廠家能力引擎解耦，形成持續迭代的能力組件體系 數字孿生底座平臺通過匯聚 GIS、BIM、可視化渲染等引擎，以及人工智能、物聯感知等技術能力，為城市全域數字化轉型供給物聯數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報

64、告（2024 年）2 感知、模擬仿真、虛實融合等九大能力10。該平臺通過能力解耦合重構，與數字孿生體數據格式進行適配性改造，形成組件化能力體系，便于上層應用場景調用與后期更新升級，有效減少系統的重復投資。為了構建這一能力體系，平臺依托城市已建功能性系統或平臺，形成了一系列能力組件和多跨融合服務能力。一是系統調研城市已有底座平臺，推進現有 CIM 平臺、實景三維平臺、物聯感知平臺、智能中樞平臺、算力一張網等功能整合。二是梳理主流數字孿生廠商的技術能力，通過技術入股等方式促進技術合作。三是將城市已有平臺和廠商能力引擎進行解耦和重構，并進行數字孿生體數據格式的適配性改造，以形成標準化的強制性能力組件

65、和推薦性能力組件。四是明確接口方式和集成方式，利用“服務發布器”和“組件化”策略為上層應用場景提供數據與功能服務。（3）按需開放提供數據和能力組件服務，支持多跨應用場景建設 數字孿生底座平臺針對不同用戶多樣化的場景構建需求，以組件化、低代碼和配置式的方式提供數據和能力服務。對于政府場景需求，平臺可提供數字孿生低代碼開發中心，支持數字孿生體資產的自由編排、數據自動導入、實體關系關聯以及多跨場景業務掛接等低代碼服務能力，幫助開發者快速配置業務場景。針對社會企業場景建設需求和個人開發者需求，平臺可對外開放脫敏的數字孿生體數據和能力組 10 數字孿生城市九大核心能力：物聯感知操控能力，全要素數字化表達

66、能力，可視化呈現能力，數據融合供給能力，空間分析計算能力，模擬仿真推演能力，虛實融合互動能力，自學習自優化能力，眾創擴展能力 中國信息通信研究院 數字孿生城市白皮書（2020 年）數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）2 件 API 服務，并配備開發者中心，提供 WEB 開發、APP 開發、各類API 服務、文檔參考、開發工具等功能，支撐應用場景的快速開發。面向不同用戶的場景構建需求，平臺以組件化、低代碼、配置式支持應用場景建設，建立信息化項目管理機制，優化條線業務流程，實現多跨融合與再造。一是建立數字孿生公共服務門戶，面向政府、企業和個人提供數據和能力服務。二是統籌推進“多跨

67、協同”服務場景建設，聚焦全局性、戰略性、牽引性、聯動性重大事項實施、重大風險防范、重大活動保障，打造一批“三級貫通”多跨協同應用。三是針對設施規劃、生產生活服務、生態景觀、社會治理、應急動員等常態化跨部門需求，打造一批“城市治理一件事”場景。專欄4.北京 CBD 數字孿生城市平臺 北京CBD數字孿生城市平臺接入城市GIS數據、三維模型數據、專題業務數據、動態運行數據等海量多源異構數據，對北京 CBD 進行全要素、高擬真的數字還原，實現 CBD 規劃、招商、經濟運行、工地建設、元宇宙會客廳等業務功能。結合城市管理要求以及 CBD本身的市場化屬性，平臺將數據與業務功能解耦，以適應靈活多變的業務需求

68、，能讓業務人員根據城市管理情況，制定符合當前社會形勢的業務落地和數據管理方式。平臺整合海量、多源、異構的結構化數據和非結構化數據，通過開放的接口接入各類數據，與龐大的模型數據實現融合；企業數據庫涵蓋各行業數據，目前已接入數據庫的企業超過 20 萬家，涵蓋點位、稅收、產出等信息，基于平臺展示的企業超過 120 家。通過融合數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）3 各類數據、建設智慧城市體系、構建部門協同機制、建立企業信用監管機制、優化企業信用體系，北京 CBD 數字孿生時空信息管理平臺盤清盤活數據資產，釋放數據紅利，為數字經濟高質量發展、城市治理精細化賦能、數字化生態打造企業數字

69、化轉型賦能。2.數字孿生建設成為城市經濟發展的重要引擎 數字孿生技術被視為新質生產力的重要組成部分，對于提升產業智能化和經濟高質量增長具有重要作用。推動數字孿生技術在各行業的深度應用，促進數字產業集群的發展，形成基于數字孿生的產城融合新模式，有利于推動數字經濟的發展和升級，提升城市的經濟競爭力。（1）數字孿生助力產業數字化 數字孿生能夠提供模擬仿真、虛實交互等能力，有利于制造業、服務業等轉型升級。數字孿生有助于實現高效率、反復驗證場景的效率提升。以武漢經開區的路特斯全球智能工廠為例，這是全球第一家從規劃、設計、建設到產品工藝、設備安裝調試全過程采用 3D 數字孿生技術的工廠，目前較傳統工廠設計

70、變更費用節約近億元，項目建設周期縮短 6 個月以上，量產爬坡時間減少 3 個月以上。數字孿生有利于服務業創新和優化，如摩根大通利用數字孿生技術來模擬市場變化和風險情景，測試不同金融產品和服務在各種市場條件下的表現，從而更好地管理風險和制定投資策略。盡管數字孿生技術具有廣泛的應用前景，但其發展仍面臨一些挑戰。首先是實施成本高，數字孿生技術的實現需要企業研發、生產、數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）3 供應鏈、管理等系統的改造，投資大、沉沒成本高。其次是商業模式不成熟，不同垂直行業對數字孿生的需求差異大，解決方案的可復制性不強，不利于高效推廣。為了克服上述挑戰，可以采取以下措施

71、：一是以政府或龍頭企業牽頭搭建數字孿生公共服務平臺，接入底座平臺的數據服務和能力服務，促進產業鏈上下游的協同創新和資源共享，企業通過平臺進行產品的虛擬測試和優化，降低研發成本和周期，此外平臺還可以提供培訓和技術支持，幫助企業提升數字孿生技術的應用能力。二是建立科學、合理的數字孿生應用場景評價體系，從技術成熟度、經濟效益、社會效益等多個維度，以政府為主體，定期組織專家對場景進行評審，遴選一批創新突出、效益顯著的應用案例，并進行推廣和宣傳。（2）數字孿生帶動數字產業化 據 Mordor Intelligence 數據，2024 年全球數字孿生市場規模預估為 190 億美元，預計以 36.9%的復合

72、年增長率持續擴大，數字孿生產業潛力巨大。數字孿生不僅能夠激活物聯網、地理信息、虛擬現實等數字產業發展，還有望對數字空間、數據要素的發展提供新的思路和方法。然而，目前數字孿生產業尚處于不成熟階段，產業鏈條不完整，缺乏鏈主企業的引領和推動?？梢酝ㄟ^建立完整的數字孿生產業鏈、產業集群和創業孵化基地等措施，有效推動數字孿生產業的健康發展。一是建立完整的數字孿生產業鏈，通過整合上下游資源，形成從技術研發、產品設計、生產制造到服務應用的完整產業鏈條，有助于降低數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）3 企業間的合作成本，提高整個產業的協同效率。二是建立數字孿生產業集群，通過政策引導和市場機制

73、，培育一批具有核心競爭力的數字孿生服務商和解決方案提供商，圍繞數字孿生技術展開深度合作，共同推動產業的創新和發展。三是設立數字孿生創業孵化基地，為初創企業提供資金支持、技術指導、市場推廣等全方位服務，幫助企業快速成長并融入產業鏈中。（3）數字孿生空間加速新型產城融合進程 數字孿生城市通過創建一個與物理實體城市一致的數字虛擬城市，實現對現實世界的監測、診斷、回溯、預測和決策控制，從而優化城市規劃、建設、治理和優化的全生命周期管理。借助數字孿生城市，創新打造生產空間和生活空間融合的數字化場景，為新型產城融合提供強有力的支持。江西省鷹潭市通過打造智慧新城，不僅吸引了大量物聯網相關產業集聚，還在智慧水

74、務、智慧旅游等領域取得了顯著成效。鷹潭市的實踐表明，引入物聯網技術并依托數字孿生城市的概念，可以有效推動城市和產業的雙向促進和融合發展。這種以城市級示范應用孵化現象級產業的模式，為其他城市提供了可借鑒的經驗。在數字孿生城市的發展過程中，確保產業發展與城市規劃同步進行是至關重要的。一是規劃先行，明確發展目標。建立城市規劃數字模型，對城市空間分布、功能分區、交通網絡等進行模擬和預測，確保規劃的科學性和可行性。二是發揮數字孿生空間優勢，對城市核心區、功能區、低空空域等進行精細化管理，推動城市空間、人口分布、產業布局、基礎設施建設等協同發展，實現城市資源的優化配置數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告

75、（2024 年）3 和高效利用，促進產業升級和城市服務功能的完善。三是應用數字孿生技術，建設一批數字賦能、產城聯動的產業社區、數字園區、數字商圈等，實現數字化管理和智能化運營，激發新型消費，帶動新型就業，促進數字經濟與實體經濟深度融合，提升產業的創新能力和競爭力。3.數字孿生核心能力助力城市精準智治和智慧體驗 數字孿生憑借態勢感知、建模分析、仿真推演、虛實交互等能力，為城市精準精細治理提供強大的技術支撐。通過仿真推演和迭代優化，實現城市的高效管理與智慧體驗。實時數據感知增強了城市應對突發事件的韌性，提供安全保障；仿真推演輔助城市管理者進行精準決策，提高資源配置效率；動態優化策略則有效降低了城市

76、更新和維護的成本，推動可持續發展；沉浸式交互能力提升教育、醫療、文旅、社區等領域公共服務均衡普惠。（1）實時感知增強城市韌性安全 數字孿生通過安裝在城市基礎設施中的傳感器收集數據，建立立體感知體系、實時監控城市基礎設施的狀態，以支撐城市穩定運行，并幫助城市更好地應對突發事件和長期變化。城市管理部門可以在虛擬環境中模擬各種應急情況，評估不同應對策略的效果從而優化決策過程。同時，在面對例如氣候變化帶來的影響，可通過對城市系統進行持續的監測和分析，使城市能夠適應未來的變化，增強城市的整體韌性。通過強化數據采集與集成以及建立持續監測評估機制，實現對城數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年

77、）3 市基礎設施的實時監控和模擬應急響應，增強城市韌性。一是強化多源實時感知數據采集，并利用大數據和云計算技術處理和分析海量實時感知數據，提升系統響應速度和決策準確性、科學性。二是推動復雜場景的全要素數字化表達，直觀呈現地下管道和網絡線路等不可見場景，幫助管理者實時監測、診斷問題。三是建立城市運行狀態的持續監測和評估機制，通過數字孿生模型實時反映城市運行狀況，及時發現問題并調整策略，使數字孿生城市能夠更好地預測和適應未來變化。（2）仿真推演推進城市精準決策 基于三維仿真模擬技術，可以利用數字孿生模型進行應急場景仿真推演，預測事態發展趨勢，并針對性地設計響應預案，在出現應急情況時能夠快速響應、從

78、容控制，顯著提升城市的應急響應能力和抗災能力，降低應急響應的成本和風險。面向城市生命線綜合態勢感知、降雨排水仿真推演預警、大型活動安保、城市建筑消防模擬演練、自然災害應急指揮調度等重點應用場景，數字孿生城市具有全維度、多尺度空間數據和物聯感知數據，可實時在線呈現與推演此類場景，為行業主管部門面向突發事件的預測預警、決策調度和應急處置提供強大的決策支持，在減少企業和政府的經濟損失、避免人民群眾傷亡等方面發揮重要作用。通過建設新型城域物聯感知基礎設施，強化仿真模型的精確度和實時性，提升城市應急情況預測和響應能力。一是建立健全的物聯網、高速網絡、云計算等基礎設施，確保數據的實時采集和高效處理，為數字

79、孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）3 仿真推演提供強大的數據和算力支持。二是基于先進的仿真技術和算法來加強模型的精確度與實時性，利用深度學習、強化學習等技術提升系統的自我學習和優化能力。三是鼓勵不同領域和部門之間的合作，整合多源數據和資源，實現數據共享和業務協同，提高決策的全面性和精準性。專欄5.蘇州工業園區奧體大型活動安保場景 蘇州工業園區奧體大型活動安保場景的數字孿生應用實踐以“場景可視化、資源動態化、應用實戰化”為總體建設思路，以三維實景平臺為支撐，利用數字孿生自主研發引擎，融合 AI、數字孿生、智能語音等技術，服務于蘇州市工業園區日常安保和大型活動安保指揮工作。通過場景

80、三維數字孿生刻畫、安保預案警力智能點名、人員分布聚焦自動告警、異常事件實時匯報監測、多部門橫向聯動與調度，全方位、立體化在線還原大型活動安保管控現場，提升事前部署、事中指揮和事后總結能力，有效提升科學決策、應急處突水平，通過被動無感式方案實現人群空間態勢分析，滿足大型賽事的安保需要，為科學處置提供準確的數據基礎，提升大型活動態勢多維全面監測能力和安保實戰效能。（3）動態優化降低城市更新成本 通過在數字孿生模型中模擬不同的城市規劃設計，可以在實際施工之前預測其效果和潛在問題，從而優化設計方案，減少各類資源投入。數字孿生系統可以有效地分配資源，提高資源利用效率，降低運營成本。同時，數字孿生系統能夠

81、實時監控城市基礎設施的狀態，預數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）3 測維護需求，從而實現預測性維護。在城市更新的工作中應用數字孿生技術能夠預先識別更新方案中的潛在問題，保留歷史數據，實現對城市更新方案的監測與評估。一是運用數字孿生全要素數字化表達和可視化建模能力建立高度仿真的虛擬環境，用于規劃和驗證城市治理方案。通過在虛擬環境中多次驗證和優化方案，查看資源分配效果，預先識別潛在問題，并借助自學習自優化能力設置各項參數，實現資源的最優配置。二是建立城市運行狀態的持續監測和評估機制，并利用數字孿生技術提供的歷史和實時數據，建立適用于城市規劃、優化更新等應用場景的智能決策支持系統

82、，提高決策的科學性和準確性。專欄6.廣州市白云湖大道數字孿生城市更新平臺 廣州市白云湖大道借助數字孿生城市更新系統提升了城市環境品質，對廣州市白云區 665km2，超過 10TB 傾斜攝影數據的流暢加載與調度，真實還原了白云區三維場景；建立城市更新拆遷成本核算模型，實現對任意指定區域的拆遷成本統計；結合交通需求分析結果，制定白云湖大道的品質提升方案，并進行三維場景分析。通過城市三維場景精準還原、拆遷量統計與拆遷成本核算、改造方案模擬仿真，成功實現減少投入 50%的運維人員，設計人員效率提高 3 倍以上。（4）虛實交互提供城市公共服務 數字孿生虛實融合互動能力是實現數字孿生城市以虛控實、虛實共生

83、的重要支撐。利用數字孿生技術的沉浸式交互能力，可以提供更加直觀、便捷、個性化的公共服務，促進教育、醫療、文旅、社區等數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）3 領域公共服務均衡普惠。虛實融合互動能力使得數字孿生能夠創建一個虛擬的現實環境，通過跨終端的人機交互、遠程操控，實現跨時空、跨地域的場景模擬和仿真推演。一是通過虛實交互的教育場景加強學習體驗與教育公平。數字孿生虛實互動能力可以減輕地區差異，提升教育質量和機會平等。二是通過虛實交互的醫療場景提高診療效率與患者體驗。數字孿生可以提升訓練、診斷和手術等多個環節的便捷性，幫助醫生和患者突破時空的限制進行交流，促進醫療資源均衡配置。三

84、是通過虛實交互的文旅場景豐富游客體驗。數字孿生可以幫助文旅景區挖掘特色打造新穎沉浸的文旅體驗場景，滿足游客多樣個性沉浸的需求體驗。四是通過虛實交互的社區場景提升居民生活品質。數字孿生可以提供更多社區管理和服務渠道，為居民提供在線沉浸式參與社區活動、會議和服務的機會。專欄7.“數字草鞋山”考古遺址沉浸式數字化游園 位于蘇州工業園區的全國重點文物保護單位草鞋山遺址，推出“數字草鞋山”考古遺址沉浸式數字化游園，是工業園區推進文化產業線上線下融合、推動文化遺產資源的數字化轉化、加快數字資源融合的典范。依托數字孿生、增強現實等數字化技術手段，構建草鞋山區域 3D 孿生體；根據考古資料呈現關鍵歷史信息數字

85、孿生體、還原歷史文化場景，實現 PC 端和移動端交互展示；創新推出數字化體驗、主題游學等大眾喜聞樂見的沉浸式體驗方式，與游客形成良好的交互、豐富觀覽體驗，讓前來參觀的市民游客與古老文明雙向奔赴，成數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）3 為展示園區特色江南文化的“金名片”、展現文旅融合的“新名片”、探源江南文明的“活教材”，在內容和技術創新的同時，為文化傳承、教育普及等多個層面為社會帶來積極效益。（三）（三）全方位增強城市數字化轉型支撐全方位增強城市數字化轉型支撐 1.數字孿生完善數字基礎設施布局與利用 隨著智慧城市建設和數字化轉型的深入推進，數字孿生技術已成為優化數字基礎設施

86、布局與提高利用效率的關鍵手段。數字孿生支持云網及物聯網設備的精準配置與實時監控，通過可視化和實時數據分析優化城市終端感知設備分布及算力基礎設施布局，并進一步實現了數字資源的動態優化，提升整體運行效率并降低能源消耗。（1）數字孿生優化數字基礎設施合理布局 數字孿生技術通過創建數字基礎設施的虛擬副本，實現對云網及物聯感知終端等基礎設施的數字化映射。在虛擬空間中對基礎設施的布局進行優化設計，模擬不同配置下的性能表現和影響。通過實時數據監控和分析，數字孿生技術可以指導基礎設施的精準布局，提升資源配置效率，實現對云資源池、邊緣計算節點等關鍵組件的高效管理，從而確保數字基礎設施的合理性和前瞻性布局。為了優

87、化城市中的終端物聯感知設備分布和算力基礎設施布局，并結合實時數據監控和分析不斷調整和優化數字基礎設施的配置。一是通過數字孿生可視化技術，對城市中的終端物聯感知設備分布進行優化。包括對各類傳感器、攝像頭、智能設備等的位置、數量和類型進行科學規劃，確保覆蓋范圍的全面性和數據采集的準確性。通過模數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）3 擬不同設備布局方案，評估其對城市運行效率、安全監控、環境監測等方面的影響，從而選擇最優的布局方案。二是利用數字孿生技術對算力、云網基礎設施布局進行優化，涉及數據中心、服務器集群、云資源池以及邊緣計算節點的合理配置。通過建立算力基礎設施的數字孿生模型，可

88、以模擬不同負載情況下的性能表現，預測未來業務增長對資源的需求，從而提前進行資源擴展或優化現有資源的分配。（2）數字孿生促進數字基礎設施高效利用 應用數字孿生技術對數字基礎設施的使用情況進行細致監控和分析，實現云網資源的動態優化配置。數字孿生模型能夠預測系統的性能變化，指導預防性維護，減少意外停機時間，并通過優化資源分配降低運營成本，提高數字基礎設施的運行效率和可靠性。數字孿生技術正成為提升數字基礎設施管理效率和優化資源使用的關鍵工具，為了實現云網等數字基礎設施的高效管理和能源消耗的優化。一是利用數字孿生技術實時監控云網基礎設施的資源使用情況。根據實際需求和負載變化，自動調整資源分配策略，確保資

89、源的充分利用。二是通過數字孿生技術實現數字基礎設施的運維管理。應用自動化監控功能實時監測數字基礎設施的運行狀態，發現潛在問題并及時報警，應用故障診斷功能快速定位故障原因并提供解決方案，應用性能優化功能根據實際需求調整系統參數，提高系統性能。三是通過數字孿生技術分析基礎設施的能源消耗情況，識別高能耗環節和設備，優化能源使用策略，采用節能技術和設備等措施，降低能源消耗和碳排放量。數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）4 2.數字孿生體的流通利用推動形成城市可信數據空間 可信數據空間是基于共識規則，聯接多方主體，實現數據資源共享共用的數據流通利用基礎設施。數字孿生體融合跨行業數據，能

90、夠形成具有豐富語義信息與流通高價值屬性的“實體畫像”，通過抽取實體對象的關鍵屬性并形成標準化的數據資產，如城市地下管網的拓撲和長度，城市公共停車場車位數和分布，全市中小學建筑樓宇材料和構造等。以數字孿生體為載體形成的高價值數字資產為政府、行業、企業、個人等主體共享共用，其流通利用將推動形成城市可信數據空間，加速城市數據資產化與價值化。為了加快數字孿生體的流通利用，推進城市數據資產化進程，形成城市可信數據空間。一是圍繞城市規劃建設、交通出行、能源水利等典型數字孿生應用場景，發揮數字孿生體的融通作用，將數字孿生體作為城市級的數據流通單元，推動公共數據、企業數據、個人數據融合應用，構建城市數據資源體

91、系。二是鼓勵以數字孿生體為載體加強部門間協作，推動各類可信數據空間的數據資源高效流通共享、數據產品和服務協同復用、數據產業生態互促共進。三是構建數據安全流轉通道，實現數據訪問控制和可信共享，為數字孿生體的流通利用打造可信數據空間，結合隱私計算、使用控制、區塊鏈等技術，保障數據流通全生命周期可用不可見。（四）（四）全過程優化城市數字化轉型生態全過程優化城市數字化轉型生態 1.數字孿生賦能城市一體化可視化運維體系 數字孿生系統通過傳感器和數據采集技術，實時收集物理實體的數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）4 數據，確保虛擬模型與物理實體的狀態同步精準映射，實現自動化的故障診斷、預

92、測性維護和智能決策支持。同時數字孿生系統能夠進行模擬仿真，可以在不影響物理系統的情況下，預測多場景下的系統運行情況，實現自動化的故障診斷、預測性維護和智能決策支持。降低運維成本，減少停機時間，提高資源利用率，從而提高整體的運維效率?；跀底謱\生系統進行實時監測和模擬仿真，優化運維流程、提升安全性和資源利用率，實現高效智能的城市運維。一是通過搭建統一的數字孿生運維平臺，實現城市設施和系統的實時監測、故障預警和智能運維，優化運維流程，提升城市運行的安全性。二是通過數字孿生運維平臺實現資源共享和高效利用，提高公共服務的專業化水平和運維效率。2.數字孿生加促形成長效迭代和生態共建模式 圍繞數字孿生建設

93、相關平臺底座，有助于形成長效迭代和生態共建模式，促進產業創新和協同發展。數字孿生通過統一標準和數據集成，實現了不同系統和設備間的無縫連接，構建起多環節、多領域、跨部門的合作體系；通過 API 接口的持續拓展，提升了數字孿生平臺的可擴展性，加速應用的開發部署，推動跨領域合作；通過數字孿生平臺加強跨業務系統協同，實現不同廠商引擎集成。探索形成數字孿生長效運營機制，構建共優、共創、共享的生態體系。一是強化跨業務系統的多方協同，打通信息壁壘，提升平臺開放性和兼容性，實現資源共享和優化配置。二是探索并建立新型的政數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）4 企合作伙伴機制，協同建設及迭代更新

94、，構建一個多元參與、供需對接、價值驅動的數字孿生生態系統。四、分類推進策略建議 根據城市發展水平、定位特征和特色需求，可以將數字孿生城市分為三類，區域帶動型、特色開拓型和新城新區型。其中，區域帶動型城市具有良好數字化基礎并有強大的輻射能力，能夠提供經驗、技術模板和政策支持，促進區域協同發展；特色開拓型城市因其產業特色和特定需求，推動數字孿生技術在更廣泛領域的應用；新城新區型城市因政策扶持力度大、規劃靈活性強、高科技應用程度高，作為試點和示范區探索建設數字孿生城市。對于資源相對欠缺、基礎相對薄弱的城市，建議將數字孿生城市建設的優先級延后考慮。表 1 分類推進數字孿生城市建設策略建議 分類分類 區

95、域帶動型區域帶動型 特色開拓型特色開拓型 新城新區型新城新區型 特征特點特征特點 1.數字化基礎堅實，是數字孿生城市建設的先行者。2.憑借其自身的輻射能力，對其他城市具有帶動作用。1.集聚相關企業，構建行業生態。2.增強互動體驗，提升滿意度。3.提升管理效能與決策精準度。4.提高更新效率和精準性。1.政策支持度高 2.規劃可塑性強 3.科技應用程度高 數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）4 典型模式典型模式 1.資源儲備好、技術融合能力強，成為推動區域發展的強勁引擎。2.建設精細化底座，打造行業標桿，引領未來城市發展潮流。3.積極投身于創新實踐，協同合作推動區域的共同進步與發

96、展。1.通過產業推動和技術創新，實現城市管理和服務的智能化升級。2.通過創新技術豐富 市 民 與 游 客 體驗，提升服務能力。3.基于數字孿生體系和前沿技術，實現城市管理的智能化和精準化。4.將數字技術融入城市改造和文化遺產保護中，提升城市 功 能 和 居 民 體驗。1.規劃設計更加全面，現實世界與數字世界交互效果顯著提升。2.廣泛與企業和科研單位合作，多元參與主體協同參與建設。3.數據質量優異，促進數字孿生城市高質量建設。發展措施發展措施 1.強化技術引領、打造創新高地。2.率先開展數字化轉型進而實現鏈條牽引，帶動區域協同發展。3.加強數字孿生領域人才引培與成果推廣。1.加強產業鏈集聚與數字

97、孿生公共服務平臺建設。2.優化服務體驗，拓展經濟增長點。3.提升城市治理效率 與 應 急 響 應 能力。4.利用數字孿生技術優化城市更新，突出城市特色。1.制定清晰的頂層設計和長期發展戰略，確保整體性、系統性、全面性發展。2.優先建設數字化基礎設施和統一的數據管理平臺，填補早期數據缺口、筑牢數據底座。3.構建靈活、可擴展的技術架構和基礎能力底座平臺，確?？沙掷m發展。來源：中國信息通信研究院 數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）4 （一）（一）區域帶動型城市推進模式區域帶動型城市推進模式 1.特征特點：區域帶動型城市數字化基礎堅實 區域帶動型城市是數字孿生城市建設的先行者。一是

98、構建數字孿生城市底座，融合多源數據打造；二是構建數字孿生標準化體系，起到行業標桿作用；三是探索應用創新，提升精細化、精準化管理服務水平。區域帶動型城市憑借其自身的輻射能力，對其他城市具有帶動作用。一是區域帶動型城市建設的數據基礎能夠為周邊城市提供數據支持，促進區域間的信息流通和業務協同；二是區域帶動型城市能夠為其他城市提供可借鑒的經驗和技術模板，促進區域協同發展和技術共享；三是在建設過程中吸引周邊城市的企業和人才參與，形成區域性產業集群促進產業生態構建；四是區域帶動型城市為其他城市政策支持與機制創新提供參考，推動區域政策協同和創新，促進區域一體化發展。2.典型模式：數字孿生城市建設資源豐富、精

99、細度高、創新性強 區域帶動型城市資源儲備好、技術融合能力強，成為推動區域發展的強勁引擎。北京城市副中心在數字孿生城市建設方面走在前列，通過深度融合新一代信息技術與城市基礎設施，構建了數據原生的城市基礎設施體系，提出打造“一網一腦一平臺一中心”的數字孿生城市底座，超前布局城市副中心智慧城市基礎設施。同時，基于數字孿生實現“規建管運”一體聯動，推動城鄉數字化統籌治理。在城市韌數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）4 性安全方面，北京城市副中心提出圍繞數字孿生城市建設，進一步完善現有地下管線可視化和數字化建設成果，通過感知監測網絡將城市生命線運行數據等動態呈現，提升城市副中心市政基礎

100、設施和安全生產領域安全智能化保障能力和管理水平。區域帶動型城市建設精細化底座，打造行業標桿，引領未來城市發展潮流。上海和深圳在數字孿生城市建設中展現出了顯著的創新實踐和區域協同能力，致力于成為國際數字之都和數字政府的典范。上海通過實施全面的數字化轉型規劃，在數字基礎設施建設和數據資源利用效率上取得了顯著成就，特別是在數字孿生技術的應用方面，如楊浦大橋和黃浦江核心段的虛實映射，顯著提高了城市治理的精細化水平。深圳則通過發布數字孿生先鋒城市建設行動計劃，建立了基于全精模的全市域統一時空信息平臺，整合了重要建筑 BIM 精模和基礎時空數據，構建了城市精細化數據底板，并在五大領域開發了“多跨”應用場景

101、，增強了城市態勢感知和輔助決策的能力。區域帶動型城市積極投身于創新實踐，協同合作推動區域的共同進步與發展。杭州和武漢在數字孿生城市建設方面展現了創新能力和實踐成效。杭州已初步建成包含多個數字孿生基礎平臺和應用場景，如城市大腦 2.0 版，利用人工智能推出了更多 AI 原生應用場景，為市民和游客提供個性化服務，同時積極參與區域協同，提出“數字孿生+”應用治理體系。武漢作為華中地區的超大城市，構建了城市公共數字底座，展示了其強大的技術實力和應用潛力，底座借助武漢云深度融合城市運行相關數據，為城市管理者提供多層次智能化數據服數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）4 務，推動城市數字公

102、共基礎設施應用水平提升。3.發展措施：充分發揮區域帶動型城市引領示范作用 強化技術引領、打造創新高地。鼓勵企業和研究機構在數字孿生領域進行技術創新，開發適應城市管理和服務需求的技術和產品。同時，應選擇具有代表性的區域和領域開展應用示范，探索數字孿生技術在城市管理和服務中的應用模式。率先開展數字化轉型進而實現鏈條牽引，帶動區域協同發展。加強與周邊城市的合作，共享數字孿生城市建設的經驗和成果，推動區域一體化發展。同時，應發揮區域帶動型城市的輻射作用，帶動周邊城市共同提升數字化水平，助力產業集群高質量發展。加強數字孿生領域人才培養與成果推廣。應注重數字孿生相關領域的人才培養和引進，鼓勵人才流動，為區

103、域周邊城市提供智力支持。同時，通過多種渠道和方式，宣傳數字孿生城市建設的意義和成效，推廣數字孿生建設成果，提供開放平臺和公共服務，提高公眾對數字孿生城市建設的認識和參與度。（二）（二）特色開拓型城市推進模式特色開拓型城市推進模式 1.特征特點：特色開拓型城市以需求驅動數字化轉型 地區產業特色驅動數字化轉型，集聚相關企業，構建行業生態。圍繞數字孿生形成完整的產業鏈，建立公共服務類平臺，為不同行業提供技術支撐，推動數字孿生技術在更廣泛領域的應用與發展，并通過數字孿生技術推動數字經濟核心產業的發展，并在數字政府建設、數字生態營造等方面持續發力。數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）4

104、 公眾服務需求驅動數字化轉型，增強互動體驗，提升滿意度。通過數字孿生平臺，為游客或公眾提供虛實結合的互動式體驗，增強參與感和沉浸感。通過數字孿生技術的應用，推動文旅產業等傳統行業的數字化轉型，開拓新的服務模式和經濟增長點。超大城市治理需求驅動數字化轉型，提升管理效能與決策精準度。該類型數字孿生城市基于城市治理的業務特征和應用需求建立系統，以實現城市運行的高效管理和優化，在提高城市管理效率、增強應急響應能力、優化資源配置和提升決策質量方面的重要作用。城市優化更新驅動數字化轉型，提高更新效率和精準性。該類城市利用數字孿生技術突出城市特色，通過三維數字還原、實時監測分析、拆遷量統計與成本核算等功能，

105、提高城市更新項目的工作效率和決策的精準性。同時，對城市更新改造方案進行預演，評估其可行性和效果，減少實際施工中的風險和成本。2.典型模式：數字孿生城市建設滿足城市多樣化需求 產業特色開拓型城市通過產業推動和技術創新，實現城市管理和服務的智能化升級。德清縣以地理信息為基礎，推動了數字鄉村建設，提升了鄉村治理的精準性和效率，同時利用數字孿生技術為化工企業提供安全管理方案，增強了應急響應能力。德清城市大腦項目的實施整合了多部門數據資源，實現了城市管理的智能化。作為國家級車聯網先導區，德清縣推動了智能交通系統的發展，提高了道路使用效率和交通安全。此外，德清縣在地理信息產業的優勢基礎上，積極布局元宇宙領

106、域，促進了數字經濟的高質量發展，并提出了全域數字化治數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）4 理的目標，致力于縣域治理體系的現代化。服務特色開拓型城市通過創新技術豐富市民與游客體驗，提升服務能力。洛陽市龍門石窟智慧文旅數字孿生平臺融合了數字孿生與人工智能技術，實現了景區的高精度數字化復原與保護，并為游客提供了虛實交融的互動體驗。該平臺整合了物聯網、大數據、云計算等技術，提升了景區管理的智能化水平和服務質量，同時加強了文化遺產的數字化展示與保護，推動了文旅產業的數字化轉型。蘇州市則通過數字孿生技術服務模式，對古城區進行了數字化建模，精準復刻了古城的歷史風貌與空間格局。這不僅為古建

107、筑的保護與修復提供了技術支持，還通過沉浸式互動體驗平臺，讓公眾在線體驗蘇州園林和傳統藝術，弘揚了中華優秀傳統文化。這些案例展示了服務驅動數字化轉型城市在文化遺產保護、旅游體驗創新和文化傳承方面的顯著特點。治理特色開拓型城市基于數字孿生體系和前沿技術，實現城市管理的智能化和精準化。廣州的“穗智管”項目就是一個典型案例，它通過整合 CIM、四標四實平臺、時空云平臺及視頻云平臺等數字化資源，構建了與物理城市精準映射的數字孿生體系，實現了“一網統管、全城智治”的治理新模式，提升了城市管理的預測預警、協同聯動、決策輔助及指揮調度能力?；葜萁痪块T引領的“暢通工程”通過融合感知、全息路網、數字孿生及 C

108、端服務的創新組合，有效緩解了交通擁堵問題。該項目已覆蓋 140 個路口及 300 公里路網，利用高精度攝像頭、毫米波雷達等先進設備，實時捕捉路況動態并映射至數字空間，形成交管實時孿生系統，顯著縮短了交通事故從發現到處置的數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）4 時間，并大幅降低了二次事故發生的概率，展現了數字孿生在交通治理中的巨大潛力與價值。城市更新特色開拓型城市將數字技術融入城市改造和文化遺產保護中，提升城市功能和居民體驗。新加坡建設了“虛擬新加坡”平臺，通過數字孿生，對城市進行規劃設計，指引和優化更新物理城市的市政規劃、生態環境治理、交通管控和改善市民服務，賦予城市生活“智

109、慧”。青島中山路歷史街區數字化改造工程通過數字孿生、大數據、AR、MR 等技術，創造了“城市歷史街區元宇宙”，結合線下沉浸式體驗和線上虛擬景區，增強了街區的吸引力和游客體驗。廣州市白云湖大道數字孿生城市更新平臺則利用數字孿生技術進行道路品質提升研究，通過三維數字還原和實時監測分析，提高了城市更新的工作效率。3.發展措施：因地制宜推進特色開拓型數字孿生城市建設 產業驅動型城市應加強產業鏈集聚與數字孿生公共服務平臺建設。依托地區產業特色，集聚相關企業構建完整產業鏈生態，建立數字孿生平臺賦能多行業發展，加速數字孿生技術在廣泛領域的創新應用與蓬勃發展。公共服務驅動型城市應優化服務體驗，拓展經濟增長點。

110、推廣數字孿生技術在城市管理、交通、文旅等領域的應用。以技術創新引領服務升級，增強公眾的服務體驗與滿意度，為城市經濟發展注入新活力。數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）5 治理驅動型城市應提升城市治理效率與應急響應能力。構建與物理城市精準映射的數字孿生體系，提高城市管理效率、增強應急響應能力、優化資源配置和提升決策質量，并整合 CIM、時空云平臺等數字化資源，提升城市管理的預測預警和決策輔助能力。城市更新驅動型城市應利用數字孿生技術優化城市布局，突出城市特色?；诔鞘凶匀缓腿宋娘L貌探索城市特色，并通過三維數字還原和改造方案三維模擬仿真，提高城市更新業務的工作效率。同時對城市更新

111、改造方案進行預演，評估其可行性和效果，減少實際施工中的風險和成本。（三）（三）新城新區型城市推進模式新城新區型城市推進模式 1.特征特點：新城新區型城市規劃建設潛力大 新城新區政策支持度高。新城新區是國家或地方重點發展區域，具有強大的政策支持，適合作為數字孿生城市的試點和示范區，探索數字孿生城市建設。新城新區規劃可塑性強。新城新區從零開始規劃，根據未來城市需求和技術發展趨勢制定規劃建設方案、布局智能基礎設施，實現物理城市與數字城市同步規劃建設。新城新區高科技應用程度高。新城新區方便應用高新科技，與多家高科技企業合作能夠與數字孿生技術的研發和應用形成良好協同，促進技術迭代和應用落地。2.典型模式

112、：數字孿生城市建設全面協調質量高 規劃設計更加全面，現實世界與數字世界交互效果顯著提升。新數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）5 城新區的規劃設計不僅涵蓋了城市的物理擴展，還強調了數字世界的融合。以雄安新區為例，在 2017 年建設之初就提出“數字城市與現實城市同步規劃、同步建設”的數字孿生城市建設理念，適度超前布局智能基礎設施并構建三維數字模型，實現地上與地下設施的數字化管理，推動全域智能化應用服務實時可控。同步規劃、同步建設不僅提升了城市管理和服務效率，還通過數字化手段增強了現實世界與數字世界的互動效果，使得城市運行更加高效智能。廣泛與企業和科研單位合作，多元參與主體協同

113、參與建設。新城新區通過與企業和科研單位的緊密合作，促進了科技創新和產業發展，加快了科技成果的轉化應用，為區域經濟注入了新活力。蘇州工業園區與中國信息通信研究院合作成立數字孿生創新中心，聯合業界生態企業集中聯合攻堅，探索構建面向城市級的數字孿生體以及數字孿生底座平臺，打造面向行業第三方服務的數字孿生公共服務平臺，積極創建數字孿生園區創新產業基地，推廣數字孿生技術應用，號召數字孿生相關企業在園區落地，發展數字孿生產業。數據質量優異，促進數字孿生城市高質量建設。新城新區廣泛部署智能設備，以收集高質量數據，涵蓋城市業務的廣泛領域且實時更新率高。高新技術的應用提升了建筑數據的收集質量，優化了建模效果。政

114、策支持集中力量建設數據底座，各系統的良好融合支撐了高質量數據基礎的建設。例如，京雄高速路旁的燈桿集成了能見度檢測儀、智慧專用攝像機等智能設備，能夠根據能見度自動調整照明亮度，實時道路數據匯集到綜合數據平臺，為車路協同系統等提供基礎數據服數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）5 務。雄安新區率先在交通基礎設施建設中取得突破，重點領域的先行建設為未來在更多領域的推廣積累了寶貴經驗。3.發展措施：多維度推進新城新區型數字孿生城市建設 制定清晰的頂層設計和長期發展戰略，確保整體性、系統性、全面性發展。將數字孿生城市發展建設融入城市發展規劃，深刻把握新城新區建設目標，明確優先發展領域、階

115、段性目標，分階段推進數字孿生城市建設。優先建設數字化基礎設施和統一的數據管理平臺，填補早期數據缺口、筑牢數據底座。利用新城新區“一張白紙”的特點構建全域物聯感知網，建設統一的數據管理平臺，采集高質量數據，圍繞數字孿生體進行數據融合，整合政府、企業和公共設施等各類數據資源，為后續多元應用場景提供充分的數據服務。構建靈活、可擴展的技術架構和基礎能力底座平臺，確?？沙掷m發展。鼓勵新城新區型城市設立孵化中心或創新實驗室，促進數字孿生相關技術和方案的本地化發展，便于未來的技術升級。建設統一的城市數字孿生底座平臺，為各類智能應用提供基礎支撐，為第三方應用提供 API 接口，吸引更多生態伙伴加入，共同推進城市的智能化進程，為可持續發展奠定堅實基礎。數字孿生賦能城市全域數字化轉型研究報告（2024 年）5 中國信息通信研究院中國信息通信研究院 產業與規劃研究所產業與規劃研究所 地址：北京市海淀區花園北路地址：北京市海淀區花園北路 52 號號 郵編：郵編：100191 電話：電話：010-83473001-603939 傳真：傳真：010-62304980 網址：網址：