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“云上”的城市

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“云上”的城市

數(shù)字孿生城市離我們還有多遠?正在以什么方式進入生活?

文 | 立方知造局 劉錚

編輯 | 小材

“還沒大城市命,就犯大城市病?!?/p>

七年前,我在高架地面段遭遇大堵車。1公里的路程要開1個小時。同車同事果斷拋棄了我,留下這句吐槽。

關于“什么是好城市”這個問題,無論是在超一線還是小縣城中生活的人們,可能都會有非常一致的答案:環(huán)境優(yōu)美,功能豐富,沒有早晚高峰的堵車,辦事簡單高效——總之,能讓人生活得舒適且方便。

未來城市將以怎樣的方式運作?答案就藏在你經(jīng)常聽見的四個字中——“數(shù)字孿生”。

每座城市都有虛擬和現(xiàn)實兩種形態(tài),互為鏡像。城市問題最終成為可視的數(shù)據(jù)問題,輔以數(shù)字孿生城市進行治理。

目前來說,數(shù)字孿生城市的相關應用在遼闊的中國版圖上只是一個個稀疏的小點,甚至有些只是某座城市中的一個細小環(huán)節(jié),但在未來,這些點將串聯(lián)成線和面,交織成中國智慧城市的形態(tài)。  

今天,立方知造局對話京東科技數(shù)字城市群城市操作系統(tǒng)負責人莫雄劍,探討以下問題:

1. 數(shù)字孿生城市離我們還有多遠?正在以什么方式進入生活?

2. 數(shù)字孿生技術,中國還缺什么?我們還需要做什么?

1. 數(shù)字孿生城市,距離美好設想還有多遠

數(shù)字孿生城市,以及未來終極形態(tài)的智慧城市,留給人們磅礴的想象空間:

比如整座城市,包括其中的每個細節(jié),在云端都有一摸一樣的“復制體”,實時展現(xiàn)建筑、車流、人流的動態(tài),甚至對未來一段時間的動態(tài)進行推演,讓城市管理者想看哪里點哪里;

城市的政務、醫(yī)療、教育等公共事業(yè),變得更加智能和高效,減少人們辦事的煩憂;

而城市內(nèi)的交通、工業(yè)、能源等環(huán)節(jié)都被打通,能夠統(tǒng)籌管理,甚至每個人都能成為城市治理的參與者。

數(shù)字孿生城市能夠預測未來的城市動態(tài)  圖源:京東城市操作系統(tǒng)白皮書

“終極”的理念需要一步步實現(xiàn)——目前的數(shù)字孿生城市距離美好設想還有多遠,是我們要弄清楚的第一個問題。

Q  立方知造局:

智慧城市與數(shù)字孿生城市之間有必然的關聯(lián)性嗎?數(shù)字孿生技術在城市中的運用,都是奔著“全城一張圖”的目標去的嗎?

A  莫雄劍:

智慧城市從概念提出距今已經(jīng)有十余年的時間,各地政府都已經(jīng)或正在進行智慧城市的建設。而數(shù)字孿生概念雖然提出已久,但數(shù)字孿生城市是近幾年才提出的說法。

我認為數(shù)字孿生城市是實現(xiàn)“智慧”城市的一種方式,當前智慧城市的建設或多或少也有體現(xiàn)或使用數(shù)字孿生的技術。很多城市在進行智慧城市規(guī)劃時也開始逐步提出數(shù)字孿生城市的建設愿景。

不同地區(qū)進行智慧城市建設的側重點不同——比如京東在蕪湖、大同、南通三座城市中進行的智慧城市建設時,使用的數(shù)字孿生技術側重點也不一樣:

蕪湖建設的整體方向叫做“城市大腦”,搭建“城市大腦”數(shù)字中樞,提供數(shù)據(jù)、算法、物聯(lián)、時空、安全、應用等方面的共性支撐,賦能蕪湖城市運行管理平臺及各領域的數(shù)字應用。這就非常貼合人們想象中數(shù)字孿生城市“全城一張圖”的理念。

換到大同,在數(shù)字孿生技術層面則會更加關注當?shù)氐墓懦亲龀鐾暾娜S建模和傳感器的接入,為古城建立一套動態(tài)且完整的數(shù)字孿生城市模型。

在南通,則關注數(shù)字孿生技術中數(shù)據(jù)融合以及空間分析計算能力,為當?shù)匚;樊a(chǎn)業(yè)的存儲、運輸、銷售等環(huán)節(jié)進行全鏈條跟蹤,同時監(jiān)測預警異常情況,最終建立監(jiān)管服務平臺。

除了大型、綜合性的城市外,數(shù)字孿生技術還會應用于園區(qū)、展會等領域。

Q  立方知造局:

這種分項目、分領域的數(shù)字孿生城市業(yè)態(tài)是怎樣形成的?“全城一張圖”的設想受到怎樣的限制因素?

A  莫雄劍:

智慧城市建設涉及的方面很多,數(shù)字孿生提供了一個新的解題思路,還在探索和發(fā)展階段。

真正的數(shù)字孿生城市不僅僅只是三維仿真,而是物理世界和虛擬世界能夠實時映射、智能分析、決策建議——因此必然依賴基礎設施的完善,比如感知體系的建設,數(shù)據(jù)的安全融合打通,智能分析計算能力的突破。

當前這些基礎設施較為薄弱,即便是某些一線城市,現(xiàn)在還處于感知體系建設的規(guī)劃階段。對于更小一些的城市來說物聯(lián)傳感設施的鋪設和規(guī)劃就更加薄弱了。

目前,能做到完整的實現(xiàn)數(shù)字孿生城市的基本沒有,大同、南通、蕪湖等的都是在做到某個特定領域的閉環(huán)場景實現(xiàn)了“數(shù)字孿生”。也有城市借助數(shù)字孿生技術探索服務于城市管理、市民服務等。

Q  立方知造局:

互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)建設數(shù)字孿生城市,有著怎樣的優(yōu)勢?能摸索出一套通用化的解決方案,應用于其他城市嗎?

A  莫雄劍:

互利網(wǎng)企業(yè)的優(yōu)勢在于“快”,能夠快速響應,快速迭代,快速學習,快速使用最新的技術。

我個人認為數(shù)字孿生城市建設不存在完全通用的解決方案,一定是要需要結合當?shù)氐膶嶋H情況和特色的。

然而,數(shù)字孿生城市建設雖然無法完全通用,但存在共性部分——無論是智慧城市還是數(shù)字孿生城市,本質上都是數(shù)據(jù)建設工作。也就是利用各種數(shù)據(jù)的信息,從感知、存儲、建模、分析再到服務的全流程體系。

京東的城市計算理論體系就是圍繞數(shù)據(jù)感知、組織、存儲、分析的一套方法論,將具體的業(yè)務抽離后是能夠總結出共性的,并且具備通用的能力。

?因此,也許不存在一套完全百分百通用的數(shù)字孿生城市的解決方案,去解決所有的問題,但可以再通用公共服務的基礎上,結合當?shù)氐膶嶋H情況和特色,按需制定。

2. 技術,無法回避的突破與選擇

城市是一個綜合型的復雜系統(tǒng),而數(shù)字孿生城市所依賴的“數(shù)字孿生”也是一項復雜的技術,在可視化、工業(yè)軟件和云計算等組成數(shù)字孿生的核心技術中,我們還需要什么?

另一方面,互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在數(shù)字孿生城市的建設中,優(yōu)勢分別在哪里?互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)又有哪些需要加強的地方?

立方知造局梳理了四家互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)相關動作:

百度:融合百度的基礎地理數(shù)據(jù)、時空大數(shù)據(jù)、高精度地圖,構建真三維數(shù)字孿生體。提供定位檢索、路線規(guī)劃、軌跡服務、地址解析、空間分析、三維分析等服務。

阿里:2022年7月發(fā)布超融合數(shù)字孿生平臺,并進入芯片、物聯(lián)網(wǎng)、3D建模、圖像處理、高性能數(shù)據(jù)傳輸和處理等相關技術的研發(fā)。

京東:注重時空數(shù)據(jù)處理、AI平臺體系搭建、應用層的建設運營,重點自研的技術是時空數(shù)據(jù)引擎和時空智能引擎。

騰訊:著力打造數(shù)字孿生城市相關應用,比如建筑行業(yè)的騰訊云BIM協(xié)同平臺、微瓴智能建造平臺;基于騰訊云的真三維高渲染可視化平臺、數(shù)據(jù)服務系統(tǒng)等。

制圖:立方知造局

注:本圖中的企業(yè)遴選標準為:該企業(yè)從事與此技術相關的業(yè)務;囊括該技術的所有核心企業(yè)及其他主要企業(yè)

Q  立方知造局:

目前來看,數(shù)字孿生城市在技術層面,還有哪些亟待突破的難點?

A  莫雄劍:

需要解決的技術問題比較多,個人認為比較重要的有以下三點:

1 關鍵技術存在卡脖子風險

數(shù)字孿生城市依賴的設計軟件、渲染使用的GPU芯片,主流程序運行的操作系統(tǒng),驅動中間件,傳感器等自主水平不足、與國外存在差距,需依托生態(tài)和市場進行培育。

2 數(shù)據(jù)融通標準缺失

不同傳感器的傳輸協(xié)議,不同廠商基礎設施采集數(shù)據(jù)的格式,BIM模型格式也不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)的處理、存儲等方式,缺乏統(tǒng)一的融通標準和表達,對接機制不健全,導致數(shù)據(jù)融通困難技術難以突破。

3 協(xié)同計算能力不足

數(shù)字孿生城市建設需要實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)融合,跨領域數(shù)據(jù)的協(xié)同計算,以及面向應用場景領域的模型建立,目前距離自我學習自優(yōu)化,輔助城市管理決策的目標還存在較大的差距。

Q  立方知造局:

數(shù)字孿生城市在技術上有三端:基礎設施端、信息中樞端、應用服務端。在這三端,未來需要加強哪些方面?

A  莫雄劍:

數(shù)字孿生城市是物理世界和虛擬世界的橋梁,需要實現(xiàn):物理世界到虛擬世界的精準還原、動態(tài)數(shù)據(jù)的實時疊加智能決策建議,利用AI決議指導物理世界決策調度等幾個層面。

在基礎設施端:需要更加關注傳感網(wǎng)絡和感知體系的建設,在技術和成本的綜合考量情況下,實現(xiàn)對城市全域狀態(tài)的感知,為數(shù)字孿生城市奠定基礎。

在信息中樞端:需要關注數(shù)據(jù)融合標準與協(xié)同計算能力的增強,實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的融合,并實現(xiàn)大體量、高實時數(shù)據(jù)的高效查詢、管理、融合計算和智能分析。

在應用服務端:需要從實際應用場景出發(fā),充分考慮不同城市的數(shù)據(jù)源質量、區(qū)域大小和屬性,抓住小切口,實現(xiàn)大突破,真正發(fā)揮數(shù)字孿生技術的優(yōu)勢,解決城市中的實際問題。

對于京東來說,在數(shù)字孿生城市領域還得加強兩方面:

一是深化核心競爭優(yōu)勢,以時空數(shù)據(jù)、云計算等互聯(lián)網(wǎng)熟悉的領域為基礎,繼續(xù)去深化競爭壁壘;

二是完善生態(tài)體系,并不是說數(shù)字孿生城市領域需要什么,就什么多做。未來數(shù)字孿生城市賽道,肯定不是一家獨大,專業(yè)領域的公司所在的主航道與互聯(lián)網(wǎng)并非一個體系,也不一定適合互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。

只有把自身優(yōu)勢做強,并且與生態(tài)結合得更加緊密,才能為城市與合作伙伴提供更開放、更全面、更有競爭力的數(shù)字孿生全場景解決方案——如此,自身優(yōu)勢才是真正被擴大了。

本文為轉載內(nèi)容,授權事宜請聯(lián)系原著作權人。

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“云上”的城市

數(shù)字孿生城市離我們還有多遠?正在以什么方式進入生活?

文 | 立方知造局 劉錚

編輯 | 小材

“還沒大城市命,就犯大城市病?!?/p>

七年前,我在高架地面段遭遇大堵車。1公里的路程要開1個小時。同車同事果斷拋棄了我,留下這句吐槽。

關于“什么是好城市”這個問題,無論是在超一線還是小縣城中生活的人們,可能都會有非常一致的答案:環(huán)境優(yōu)美,功能豐富,沒有早晚高峰的堵車,辦事簡單高效——總之,能讓人生活得舒適且方便。

未來城市將以怎樣的方式運作?答案就藏在你經(jīng)常聽見的四個字中——“數(shù)字孿生”。

每座城市都有虛擬和現(xiàn)實兩種形態(tài),互為鏡像。城市問題最終成為可視的數(shù)據(jù)問題,輔以數(shù)字孿生城市進行治理。

目前來說,數(shù)字孿生城市的相關應用在遼闊的中國版圖上只是一個個稀疏的小點,甚至有些只是某座城市中的一個細小環(huán)節(jié),但在未來,這些點將串聯(lián)成線和面,交織成中國智慧城市的形態(tài)。  

今天,立方知造局對話京東科技數(shù)字城市群城市操作系統(tǒng)負責人莫雄劍,探討以下問題:

1. 數(shù)字孿生城市離我們還有多遠?正在以什么方式進入生活?

2. 數(shù)字孿生技術,中國還缺什么?我們還需要做什么?

1. 數(shù)字孿生城市,距離美好設想還有多遠

數(shù)字孿生城市,以及未來終極形態(tài)的智慧城市,留給人們磅礴的想象空間:

比如整座城市,包括其中的每個細節(jié),在云端都有一摸一樣的“復制體”,實時展現(xiàn)建筑、車流、人流的動態(tài),甚至對未來一段時間的動態(tài)進行推演,讓城市管理者想看哪里點哪里;

城市的政務、醫(yī)療、教育等公共事業(yè),變得更加智能和高效,減少人們辦事的煩憂;

而城市內(nèi)的交通、工業(yè)、能源等環(huán)節(jié)都被打通,能夠統(tǒng)籌管理,甚至每個人都能成為城市治理的參與者。

數(shù)字孿生城市能夠預測未來的城市動態(tài)  圖源:京東城市操作系統(tǒng)白皮書

“終極”的理念需要一步步實現(xiàn)——目前的數(shù)字孿生城市距離美好設想還有多遠,是我們要弄清楚的第一個問題。

Q  立方知造局:

智慧城市與數(shù)字孿生城市之間有必然的關聯(lián)性嗎?數(shù)字孿生技術在城市中的運用,都是奔著“全城一張圖”的目標去的嗎?

A  莫雄劍:

智慧城市從概念提出距今已經(jīng)有十余年的時間,各地政府都已經(jīng)或正在進行智慧城市的建設。而數(shù)字孿生概念雖然提出已久,但數(shù)字孿生城市是近幾年才提出的說法。

我認為數(shù)字孿生城市是實現(xiàn)“智慧”城市的一種方式,當前智慧城市的建設或多或少也有體現(xiàn)或使用數(shù)字孿生的技術。很多城市在進行智慧城市規(guī)劃時也開始逐步提出數(shù)字孿生城市的建設愿景。

不同地區(qū)進行智慧城市建設的側重點不同——比如京東在蕪湖、大同、南通三座城市中進行的智慧城市建設時,使用的數(shù)字孿生技術側重點也不一樣:

蕪湖建設的整體方向叫做“城市大腦”,搭建“城市大腦”數(shù)字中樞,提供數(shù)據(jù)、算法、物聯(lián)、時空、安全、應用等方面的共性支撐,賦能蕪湖城市運行管理平臺及各領域的數(shù)字應用。這就非常貼合人們想象中數(shù)字孿生城市“全城一張圖”的理念。

換到大同,在數(shù)字孿生技術層面則會更加關注當?shù)氐墓懦亲龀鐾暾娜S建模和傳感器的接入,為古城建立一套動態(tài)且完整的數(shù)字孿生城市模型。

在南通,則關注數(shù)字孿生技術中數(shù)據(jù)融合以及空間分析計算能力,為當?shù)匚;樊a(chǎn)業(yè)的存儲、運輸、銷售等環(huán)節(jié)進行全鏈條跟蹤,同時監(jiān)測預警異常情況,最終建立監(jiān)管服務平臺。

除了大型、綜合性的城市外,數(shù)字孿生技術還會應用于園區(qū)、展會等領域。

Q  立方知造局:

這種分項目、分領域的數(shù)字孿生城市業(yè)態(tài)是怎樣形成的?“全城一張圖”的設想受到怎樣的限制因素?

A  莫雄劍:

智慧城市建設涉及的方面很多,數(shù)字孿生提供了一個新的解題思路,還在探索和發(fā)展階段。

真正的數(shù)字孿生城市不僅僅只是三維仿真,而是物理世界和虛擬世界能夠實時映射、智能分析、決策建議——因此必然依賴基礎設施的完善,比如感知體系的建設,數(shù)據(jù)的安全融合打通,智能分析計算能力的突破。

當前這些基礎設施較為薄弱,即便是某些一線城市,現(xiàn)在還處于感知體系建設的規(guī)劃階段。對于更小一些的城市來說物聯(lián)傳感設施的鋪設和規(guī)劃就更加薄弱了。

目前,能做到完整的實現(xiàn)數(shù)字孿生城市的基本沒有,大同、南通、蕪湖等的都是在做到某個特定領域的閉環(huán)場景實現(xiàn)了“數(shù)字孿生”。也有城市借助數(shù)字孿生技術探索服務于城市管理、市民服務等。

Q  立方知造局:

互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)建設數(shù)字孿生城市,有著怎樣的優(yōu)勢?能摸索出一套通用化的解決方案,應用于其他城市嗎?

A  莫雄劍:

互利網(wǎng)企業(yè)的優(yōu)勢在于“快”,能夠快速響應,快速迭代,快速學習,快速使用最新的技術。

我個人認為數(shù)字孿生城市建設不存在完全通用的解決方案,一定是要需要結合當?shù)氐膶嶋H情況和特色的。

然而,數(shù)字孿生城市建設雖然無法完全通用,但存在共性部分——無論是智慧城市還是數(shù)字孿生城市,本質上都是數(shù)據(jù)建設工作。也就是利用各種數(shù)據(jù)的信息,從感知、存儲、建模、分析再到服務的全流程體系。

京東的城市計算理論體系就是圍繞數(shù)據(jù)感知、組織、存儲、分析的一套方法論,將具體的業(yè)務抽離后是能夠總結出共性的,并且具備通用的能力。

?因此,也許不存在一套完全百分百通用的數(shù)字孿生城市的解決方案,去解決所有的問題,但可以再通用公共服務的基礎上,結合當?shù)氐膶嶋H情況和特色,按需制定。

2. 技術,無法回避的突破與選擇

城市是一個綜合型的復雜系統(tǒng),而數(shù)字孿生城市所依賴的“數(shù)字孿生”也是一項復雜的技術,在可視化、工業(yè)軟件和云計算等組成數(shù)字孿生的核心技術中,我們還需要什么?

另一方面,互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在數(shù)字孿生城市的建設中,優(yōu)勢分別在哪里?互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)又有哪些需要加強的地方?

立方知造局梳理了四家互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)相關動作:

百度:融合百度的基礎地理數(shù)據(jù)、時空大數(shù)據(jù)、高精度地圖,構建真三維數(shù)字孿生體。提供定位檢索、路線規(guī)劃、軌跡服務、地址解析、空間分析、三維分析等服務。

阿里:2022年7月發(fā)布超融合數(shù)字孿生平臺,并進入芯片、物聯(lián)網(wǎng)、3D建模、圖像處理、高性能數(shù)據(jù)傳輸和處理等相關技術的研發(fā)。

京東:注重時空數(shù)據(jù)處理、AI平臺體系搭建、應用層的建設運營,重點自研的技術是時空數(shù)據(jù)引擎和時空智能引擎。

騰訊:著力打造數(shù)字孿生城市相關應用,比如建筑行業(yè)的騰訊云BIM協(xié)同平臺、微瓴智能建造平臺;基于騰訊云的真三維高渲染可視化平臺、數(shù)據(jù)服務系統(tǒng)等。

制圖:立方知造局

注:本圖中的企業(yè)遴選標準為:該企業(yè)從事與此技術相關的業(yè)務;囊括該技術的所有核心企業(yè)及其他主要企業(yè)

Q  立方知造局:

目前來看,數(shù)字孿生城市在技術層面,還有哪些亟待突破的難點?

A  莫雄劍:

需要解決的技術問題比較多,個人認為比較重要的有以下三點:

1 關鍵技術存在卡脖子風險

數(shù)字孿生城市依賴的設計軟件、渲染使用的GPU芯片,主流程序運行的操作系統(tǒng),驅動中間件,傳感器等自主水平不足、與國外存在差距,需依托生態(tài)和市場進行培育。

2 數(shù)據(jù)融通標準缺失

不同傳感器的傳輸協(xié)議,不同廠商基礎設施采集數(shù)據(jù)的格式,BIM模型格式也不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)的處理、存儲等方式,缺乏統(tǒng)一的融通標準和表達,對接機制不健全,導致數(shù)據(jù)融通困難技術難以突破。

3 協(xié)同計算能力不足

數(shù)字孿生城市建設需要實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)融合,跨領域數(shù)據(jù)的協(xié)同計算,以及面向應用場景領域的模型建立,目前距離自我學習自優(yōu)化,輔助城市管理決策的目標還存在較大的差距。

Q  立方知造局:

數(shù)字孿生城市在技術上有三端:基礎設施端、信息中樞端、應用服務端。在這三端,未來需要加強哪些方面?

A  莫雄劍:

數(shù)字孿生城市是物理世界和虛擬世界的橋梁,需要實現(xiàn):物理世界到虛擬世界的精準還原、動態(tài)數(shù)據(jù)的實時疊加智能決策建議,利用AI決議指導物理世界決策調度等幾個層面。

在基礎設施端:需要更加關注傳感網(wǎng)絡和感知體系的建設,在技術和成本的綜合考量情況下,實現(xiàn)對城市全域狀態(tài)的感知,為數(shù)字孿生城市奠定基礎。

在信息中樞端:需要關注數(shù)據(jù)融合標準與協(xié)同計算能力的增強,實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的融合,并實現(xiàn)大體量、高實時數(shù)據(jù)的高效查詢、管理、融合計算和智能分析。

在應用服務端:需要從實際應用場景出發(fā),充分考慮不同城市的數(shù)據(jù)源質量、區(qū)域大小和屬性,抓住小切口,實現(xiàn)大突破,真正發(fā)揮數(shù)字孿生技術的優(yōu)勢,解決城市中的實際問題。

對于京東來說,在數(shù)字孿生城市領域還得加強兩方面:

一是深化核心競爭優(yōu)勢,以時空數(shù)據(jù)、云計算等互聯(lián)網(wǎng)熟悉的領域為基礎,繼續(xù)去深化競爭壁壘;

二是完善生態(tài)體系,并不是說數(shù)字孿生城市領域需要什么,就什么多做。未來數(shù)字孿生城市賽道,肯定不是一家獨大,專業(yè)領域的公司所在的主航道與互聯(lián)網(wǎng)并非一個體系,也不一定適合互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。

只有把自身優(yōu)勢做強,并且與生態(tài)結合得更加緊密,才能為城市與合作伙伴提供更開放、更全面、更有競爭力的數(shù)字孿生全場景解決方案——如此,自身優(yōu)勢才是真正被擴大了。

本文為轉載內(nèi)容,授權事宜請聯(lián)系原著作權人。