2003 年前后， 关于数字孪生（Digital Twin） 的设想首次出现于Grieves 教授在美国密歇根大学的产品全生命周期管理课程上。但是，当时“Digital Twin”一词还没有被正式提出，Grieves 将这一设想称为“Conceptual Ideal for PLM（Product Lifecycle Management）”。
尽管如此，在该设想中数字孪生的基本思想已经有所体现，即在虚拟空间构建的数字模型与物理实体交互映射，忠实地描述物理实体全生命周期的运行轨迹。
中国的人口增长率尽管在新世纪呈现逐年下滑趋势，但受到人口基数和明显加快的城市化水平的影响，中国的人口在2021 年已经升至14亿。人口的急剧增加与都市化发展带来的交通拥堵、治安恶化、大气污染、噪音污染等多种“城市病”正严重影响着我们的生活。城市过大，在短时间过多人口集中到城市，不可避免地产生大批失业、交通拥堵、犯罪增加、环境恶化、淡水和能源等资源供应紧张等现实问题。以及由上述问题引起的城市人群易患的身心疾病，这些问题和矛盾又在一定程度上制约了城市的发展，加剧了城市政府的负担，使城市政府陷入了两难困境。
智慧城市建设发展已近十年，至今却无一个城市自我标榜已建成了智慧城市。事实上，智慧城市面临技术和非技术两大瓶颈难以突破，可谓举步维艰。
所谓技术瓶颈，是指基于云计算和互联网的聚合式的模式创新比较成功，而基于物联网、大数据、人工智能、区块链、量子通信等技术的原始创新极度缺乏，未出现杀手级应用，各功能模块有机融合的ONE ICT 架构未能实现，造成创新只停留在表面，城市运行和治理的水平有量的提升，但没有质的改变。
所谓非技术瓶颈，表现在智慧城市建设所需的庞大资金问题一直没有找到解决之道，政府和市场边界不好划分，工程周期长投入大充满变数，企业盈利和资本回报前景模糊，观望踯躅之下，推进效果可想而知。
此外，彰显智慧所必须的资源共享与业务协同机制也一直没有建立起来，信息打通仍困难，协同共治难实现。两大瓶颈悬而未决导致智慧城市疲态尽显停滞不前，现有的建设发展模式亟待突破。
数字孪生城市通过对物理世界的人、物、事件等所有要素数字化，在网络空间再造一个与之对应的“虚拟世界”，形成物理维度上的实体世界和信息维度上的数字世界同生共存、虚实交融的格局。物理世界的动态，通过传感器精准、实时地反馈到数字世界。数字化、网络化实现由实入虚，网络化智能化实现由虚入实，通过虚实互动，持续迭代，实现物理世界的最佳有序运行。
数字孪生城市将推动新型智慧城市建设，在信息空间上构建的城市虚拟映像叠加在城市物理空间上，将极大地改变城市面貌，重塑城市基础设施，形成虚实结合、孪生互动的城市发展新形态；借助更泛在、普惠的感知，更快速的网络，更智能的计算，一种更加智慧化的新型城市将得以创建。
数字孪生城市不仅赋予了城市政府全局规划和实时治理能力，更带给所有市民能感受到的品质生活体验。
提升城市规划质量和水平：数字孪生城市执行快速的“假设”分析和虚拟规划，可迅速摸清城市“家底”，把握城市运行脉搏；在规划前期和建设早期了解城市特性、评估规划影响，避免在不切实际的规划设计上浪费时间，防止在验证阶段重新进行设计，以更少的成本、更快的速度，推动创新技术支撑智慧城市顶层设计落地。
节省市民出行时间总成本：第一时间感知路况、事故报警、拥堵分流。为市民消除设备安全隐患，通过全城治安事件实时监测为市民带来关怀与安全感。
营造更加文明的 社会 风气：对于践踏草坪、非机动车占用机动车道、非机动车逆行等行为，在线推送到城市监督部门曝光，有效地起到警示作用，提升全民文明风气。
当前智慧城市应用需求主要包括以下几个部分：
智慧城市规划
在新区总体规划与详细规划公布以及城市方案设计阶段，需要将未来城市规划面貌按照1：1 复原真实城市空间，不同于以往传统的规划图纸与效果图，以最直观的方式呈现在城市管理者，城市设计者与大众面前。在细度上将数据颗粒度细化到建筑内部的一根水管、一根电线、一个机电配件，以及建筑外部的一草一木，在广度上覆盖了地上的地块、河流、道路、建筑，地下的管网、隧道和地铁线路，为城市建设实现可视化赋能，全面查看展望对城市未来蓝图，推演城市规划。协助城市管理者更直观与全面地对比城市设计方案，更好地做出城市规划决策。服务于城市规划、建设、运营全生命周期，为城市综合指挥中心各部门提供一张在线的蓝图，为后续城市建设提供支持。
数据面板需融合城市数据概况，人口密度，新城人口规划、建设用地规划、主城区规划等规划类相关数据，直观展示城市现状与未来规划指标。
智慧城市设计施工
在城市设计与施工阶段，需要通过三维数字仿真平台与工地基建仿真还原，在实现工程施工可视化智能管理的前提下，提高工程管理信息化水平。
数据面板需展示环境实时监测数据，项目工程信息，节点计划，现场管理人员名单与类型统计。做到项目管理、人员管理、安全管理一张图，保证施工人员安全实现人员高效管理调度，维护施工环境的绿色安全。
智慧城市管理运营
城市治理是推荐国家治理体系和治理能力现代化的总要内容，数字孪生仿真是实现“以数据智能支撑赋能行业，实现城市公共资源的优化配置和智能调度”的关键，是城市实现可调度、可运营、可评价的核心所在。
借助数字孪生技术，构建数字孪生城市运行场景，将极大改造城市面貌，重塑城市基础设施，实现对动态优化配置全市公共资源影响评估，并建设数字驾驶舱以数字化方式展现现在城市运营态势，实现城市管理决策协同化和智能化“态势有洞察”、“决策有支撑”、“处置有闭环”，确保城市安全、有序运行。
物联网（英语：Internet of Things，缩写IoT）是互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络。
物联网指嵌入式物理设备，如：汽车、家用电器等，具有计算机化系统，如软件、传感器等，通过智能感知、识别技术与计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。
在这项技术中，每一个设备都能自动工作，根据环境变化自动响应，与其他或多个设备交换数据，不需要人为参与。整个系统由无线网络和互联网的完美结合而构建。物联网的主要目的是提高设备的效率和准确性，为人们节省金钱和时间。
物联网包括智能手机、耳机、汽车、灯泡、冰箱、咖啡机、安全系统、警报系统还有许多其他家庭和移动设备。
通过物联网可以用中心计算机对机器、设备、人员进行集中管理、控制，也可以对家庭设备、汽车进行遥控，以及搜索位置、防止物品被盗等，类似自动化 *** 控系统，同时透过收集这些小事的数据。
最后可以聚集成大数据，包含重新设计道路以减少车祸、都市更新、灾害预测与犯罪防治、流行病控制等等社会的重大改变，实现物和物相联。
扩展资料：
一、应用领域
智能家居、智慧交通、智能医疗、智能电网、智能物流、智能农业、智能电力、智能安防、智慧城市、智能汽车、智能建筑、智能水务、商业智能、智能工业、平安城市
二、应用案例
1、物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。机场防入侵系统铺设了3万多个传感器节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。而就在不久之前，上海世博会也与无锡传感网中心签下订单，购买防入侵微纳传感网1500万元产品。
2、ZigBee路灯控制系统点亮济南园博园。ZigBee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了ZigBee无线技术达成的无线路灯控制。
3、智能交通系统(ITS)是利用现代信息技术为核心，利用先进的通讯、计算机、自动控制、传感器技术，实现对交通的实时控制与指挥管理。
交通信息采集被认为是ITS的关键子系统，是发展ITS的基础，成为交通智能化的前提。无论是交通控制还是交通违章管理系统，都涉及交通动态信息的采集，交通动态信息采集也就成为交通智能化的首要任务。
参考资料来源：百度百科-物联网
参考资料来源：百度百科-物联网概念
大数据和物联网将如何影响数据中心如今，大数据正在不断拓展和扩大。据科学日报2013年的报道，全世界范围内所有数据的90％都是在过去两年中产生的。凡尔纳环球公司技术服务总监豪尔赫巴尔塞尔斯指出，全球各地有25亿个互联网用户，在美国就有大约25亿个用户，特别是在过去的十年，用户的数量和水平呈现爆炸式增长。
从我们的Fitbits到手机摄像头，所有连接到互联网的各种类型的设备数量庞大，这些设备所产生的数据和未来的潜力导致计算和存储的需求呈指数增加。大数据和物联网将如何影响数据中心？这是巴尔塞尔斯在将要召开的数据中心全球会议和博览会上演讲的主题。本次会议将包括许多专题会议，将会涉及数据中心的管理者和经营者面对的问题，以及数据中心的新技术。大量的计算和存储需求产生更多的电力需求巴尔塞尔斯说，他说其演讲主题重点是围绕数据中心的管理者和经营者所问的问题。比如“我们现在的电力基础设施能否处理所有产生的数据呢？我们能提供足够的电力吗？”。这还将引出了下一个问题：“你知道你的数据中心现在获得的电力，那么在5年或10年或15年以后呢，那时该如何应对？“为了支持计算和存储今天的需求，“我们的数据中心需要质量可靠、高效节能的，采用可再生能源的充足电力。”他说。不断增长的数据需求导致更大的电力需求和成本。凡尔纳全球公司位于冰岛凯夫拉维克的数据中心，已经建立了围绕可再生能源接入，可靠和具有成本效益的电源策略。探讨电力因素对数据中心影响，巴尔塞尔斯对此具有独特的视角。
电力的底线巴尔塞尔斯表示，从财务的角度来看电力是很重要的。当数据中心管理者展望未来计划的成本，在如何计算电力定价时，却不知道未来会发生什么。电力成本在今天的数据中心设施的位置产生巨大的影响。当客户着眼于市场的发展趋势时，其共同点就是“电力的价格”。巴尔塞尔斯说。需求改变位置“你看目前人们不在大都市地区建设新的数据中心。在过去的十年中，数据中心都尽量远离人口中心，向偏远地区地区发展。比如美国西北太平洋地区的华盛顿州、俄勒冈、甚至美国犹他州，”他说。“而全球数据中心位于北欧地区，包括冰岛。”他举例说，Facebook在瑞典建设和数据中心，其电网是超级可靠的。而谷歌公司在芬兰建设的数据中心，从2015年开始，其电力来自可再生能源。（根据此前DCK的报道：谷歌公司在芬兰的哈米纳数据中心将在2015年主要采用风能发风，谷歌公司与一个陆上风电场供电公司签署了补充协议，因此该数据中心将采用100％的可再生能源发电。）这种供电可靠性在美国当前却不可用。“例如，海湾地区的电力并不是持续的。其可靠性不高。”巴尔塞尔斯说。北方气候的另一个好处是较低的散热需求。“在数据中心的总体成本中，冷却成本占到发电成本的30％到40％。”他说，“数据中心正在寻找那些终年有凉爽的气候的地点。”这减少了降低服务器的进气温度所需要产生的冷空气（无论是通过传统的冷却方式，或通过蒸发冷却）。实用的可靠性我们日前依赖的全天候的电力基础设施并不是都那么可靠。巴尔塞尔斯说人们往往很快忘记供电可靠性的问题。他引用了桑迪飓风和2003年美国东北电网导致大面积停电的事例。“2003年的事故导致5000万人受灾。我们这么快就忘记了，”他说。“电力的可靠性是一个让人关注的问题，不只是在美国，在全世界也是如此。”
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