No.2022 36 中国信息 通信研究 院 中国互联网协会 中国通信标准化 协会 2023年1月 数字孪生 城市白皮书 (2022年) 版权声明 本白皮书版权属于中国信息通信研究院、中国互联网协 会和中国通信标准化协会，并受法律保护。转载、摘编或利 用其它方式使用本白皮书文字或者观点的，应注明“来源： 中国信息通信研究院、中国互联网协会和中国通信标准化协 会” 。违反上述声明者，编者将追究其相关法律责任。 前 言 习近平总书记指出，让城市更聪明一些、更智慧一些，是推动城 市治理体系和治理能力现代化的必由之路。党的二十大报告明确将 “国家治理体系和治理能力现代化深入推进” 纳入未来五年主要目标 任务，并提出 “把我国制度优势更好转化为国家治理效能”“打造宜 居、韧性、智慧城市” 等要求。 2022年1月发布的 “十四五”数字经 济发展规划提出 “因地制宜构建数字孪生城市” 。 数字孪生城市， 逐步深入到城市全要素表达、业务预警预测、场 景仿真推演、态势感知智能决策等多个环节， 既能发挥多技术集成应 用优势，又能凸显我国整体智治的制度优势，正成为各地智慧城市建 设或城市数字化转型的重要探索方向。 特别是今年以来，在政产学研 用各方力量共同推进下，在数字孪生与 CIM支撑下的城市规划建设 管理，以及数字孪生水利水务领域进展较快，能源管理、智能交通 、 工业制造等领域也加快试点探索，数字孪生技术应用在文体旅游、应 急安全、环境治理等城市多领域不断渗透，影响深远。 中国信息通信研究院已连续第 5年发布数字孪生城市白皮书 ，今 年白皮书 分发展综述篇、实施建议篇和建设展望篇三大部分， 更新了 数字孪生城市总体架构； 首次系统性分析了 “城市数字孪生体” 和 “数 字孪生新引擎”建设思路 ；提出了数字孪生城市 实施路径 。 一是发展综述篇， 今年以来，数字孪生城市进程明显加快，逐步 进入落地建设深水区，总体上呈现出，技术体系逐渐“清晰”，城市 转型内涵加快“演进”，政策措施“全面”，供给主体“丰 富”、产 业赛道“扩展”、生态耦合“紧密”、应用门槛“降低”、学术研究 “活跃”、领域标准“深入”等发展态势。但数字孪生城市建设探索 过程中，也初步浮现出“有表无里”“有静无动”以及供给侧同质化 低质化、整体设计体系化不足等问题。 二是实施建议篇， 白皮书首次深入分析数字孪生城市实施路径， 重点围绕 总体架构更新演进、 总体设计统筹推进、 典型场景筛选解剖、 数字孪生体数据重构、能力引擎重组、可持续运营、成熟度评估 等七 方面内容展开。提出以 “对象实体孪生 +业务流程孪生” 构建城市孪 生体，以 城市孪生体 为基础，实现物联感知 、全要素表达、可视化呈 现、数据融合供给、空间分析计算、模拟仿真推演、虚实交互、自学 习自优化、众创扩展等九大能力目标，构建城市级 数字孪生新引擎以 及底座平台。 三是建设展望篇， 在中国式现代化、国家治理能力与治理体系现 代化总体要求下，各地将因地制宜、深入开展数字孪生城市的实施探 索。短期看， 数字孪生体“多源”数据融合重组，数字孪生“多能” 新引擎构建，数字孪生“多跨”场景实现将是近期发展重点。 中长期 看，数字孪生体有望突破数字资产运营难题，孪生新引擎将全面激发 城市数字化创新活力， 城市建设的数字孪生应用成果有望在千行百业 中推广借鉴。 目 录 一、发展综述篇：数字孪生城市发展逐步进入深水区 ................................ ............ 1 （一）技术体系：数字孪生城市的技术构成逐渐清晰 ................................ ..... 1 （二）内涵认识：城市数字化转型进入孪生驱动阶段 ................................ ..... 5 （三）政策环境：政策部署与地方落地实践明显提速 ................................ ..... 7 （四）供给主体：企业数量增加，发展战略调整聚焦 ................................ ..... 9 （五）产业布局：服务能力深化，服务对象内容扩展 ................................ ... 11 （六）合作生态：引擎融合加速，互补产品集成开拓 ................................ ... 12 （七）技术能力：应用门槛降低，模型供给能力提升 ................................ ... 13 （八）学术科研：学术研究活跃，仿真决策颇受关注 ................................ ... 16 （九）标准专利：行业领域发力，专利申请快速增长 ................................ ... 18 （十）数字孪生城市前期探索已遇建设瓶颈 ................................ ................... 20 二、实施建议篇：基于孪生体理念推进孪生城市建设 ................................ .......... 22 （一）更新城市总体架构，建设城市数字孪生底座 ................................ ....... 22 （二）应用总体设计方法论，推进底座平台体系设计 ................................ ... 26 （三）坚持高价值场景驱动，筛选并解剖具体场景 ................................ ....... 28 （四）重构数字孪生体属性，开展数据融合治理 ................................ ........... 30 （五）集成融合成熟引擎，形成全能力服务型平台 ................................ ....... 35 （六）构建多方协同机制，助力可持续建设运营 ................................ ........... 37 （七）建立成熟度评估模型，推动以评促建迭代发展 ................................ ... 40 三、建设展望篇：数字孪生城市建设助力中国式现代化 ................................ ...... 43 （一）“多源”孪生体数据深度融合，数据组织应用将发生较大调整 ....... 43 （二）“多能”数字孪生引擎或出现，推动 技术产业及城市建设模式变化 ................................ ................................ ................................ ............................... 44 （三）“多跨”应用场景将加速推进，有力支撑中国式现代化发展模式 ... 46 图 目 录 图 1 数字孪生技术集成发展历程 ................................ ................................ .............. 2 图 2 数字孪生城市涉及核心技术构成 ................................ ................................ ...... 4 图 3 我国城市数字化转型发展阶段 ................................ ................................ .......... 6 图 4 全国数字孪生企业增长趋势 ................................ ................................ ............ 10 图 5 GIS/BIM 与视频引擎融合示例 ................................ ................................ ........ 13 图 6 数字孪生低代码平台功能框架 ................................ ................................ ........ 14 图 7 基于 NeRF的城市级自动化建模 ................................ ................................ .... 15 图 8 全球 /全国数字孪生相关论文发布情况 ................................ .......................... 17 图 9 各国数字孪生相关领域发表论文数量 ................................ ............................ 17 图