城市数字孪生为何而生

数字孪生城市是利用数字技术和大数据分析等手段，创建的一个虚拟城市模型，它以现实城市为基础，通过收集和整合各种城市数据，实现了城市的数字化复制和模拟。包括了城市的地理信息、建筑物、设施、人口、交通、环境等各种要素。提供实时的城市数据和预测模拟能力，帮助城市决策者更好地理解城市的运转和行为规律，支持城市规划和管理决策的制定和实施。可应用于城市规划、交通管理、环境保护、应急管理、市政设施运营和维护等方面，对于提高城市运行效率和质量，具有重要的作用和意义。

数字孪生城市优势在于，可以提供全面的、实时的城市数据，支持城市决策者更快、更准确地做出决策，帮助城市更高效地运转；在虚拟环境中进行模拟，以验证各种规划方案、政策和决策的效果，降低决策的风险和成本。

数字孪生了多套智慧城市管控系统。围绕公共管理、产业发展、生活服务等业务，提供能耗环境监测、设备安防监管、综合态势监测等功能，使城市内原本独立的各系统根据管理特性形成联动预案。

以城市为基础，对城市各类基础设施数据以更加多样化形式进行可视化展示；将 GIS 数据和云计算、大数据、物联网等技术相结合，构建真正的数字经济，数字城市，数字中国；以时空为基础，通过可视化分析技术，对城市的规划、布局、分析和决策提供技术支撑，推进城市数字化转换和建设。

在改善区域投资环境、引进外资、促进产业结构调整和发展经济等方面发挥积极的辐射、示范和带动作用，成为城市经济腾飞的助推器。规划无论是对城市未来的建设还是影响力都有着重大的影响。数字孪生城市大屏的两侧面板，呈现了规划总面积、规划楼宇数量、公交线路、站点数等信息，区域的规划可划分为建筑用地、绿化用地、居住用地、商业用地、交通用地、水利用地等等。用地规划上，通过不同颜色色块进行区分。通过对用地分布、用地需求、功能定位等方面进行分析，合理确定地块开发强度、用地规模以及控制要求。

地下管网作为城市基础设施非常重要的组成部分，是城市赖以生存和发展的物质基础，被誉为“生命线”。根据管网的粗细、埋深、类型对电视管网、给水管网、电力管网、燃气管网、通信管网、污水管网、雨水管网以及中水管网等管网线路数据进行三维的直观呈现。

城市的场景除了使用航拍的倾斜摄影三维实景数据，还通过 3D 仿真形式对体进行精细化的还原建模，从整体环境到楼宇周边环境，再到楼宇内外部设备进行立体仿真展示。采用轻量化三维建模技术，根据现场的 CAD 图、鸟瞰图、设备三视图等资料进行外观高精度建模还原，通过实现可交互式的 Web 三维场景，可进行缩放、平移、旋转，场景内各设备可以响应交互事件。

随着信息技术的发展，建筑管理也有了更多的方式，楼宇电梯系统、楼宇照明系统、消防系统、安防系统、环境与空调系统的部署可以充分实现楼宇管理智能化、数字化。智慧楼宇可视化整合对接各类业务系统的基础上，通过可视化平台实现对楼宇各系统的综合统一管理，减轻了楼宇管理成本负担，提高经营管理效率。对于不同的楼宇情况，Hightopo也有多种针对性的解决方案。

通过交通系统，可实时展示高峰车速情况，同步预测未来时间内的交通拥堵情况。在违章事故方面，加入了多画面视频监控系统以及实时调取事件周边监控视频功能，帮助管理者对重点人员、车辆、告警事件等治安要素进行可视化监测。

接入倾斜摄影、GIS 空间信息数据、智能物联网 IoT 数据以及大数据系统平台的等数据信息，结合轻量化建模方案实现甚至手机端都可随时随地查看 3D 可视化效果，提升管理和运行效率，为智能化建设、数字化转型和一体化管理提供解决方案。

球知名的未来学家Thomas Frey预测，到2022年，85%的物联网平台将使用某种数字孪生技术进行监控，并且在智能家居管理中心、工业设备监控、远程 *** 控、智慧城市管理、现实世界 探索 、 健康 监测与管理、大脑活动的监控与管理等七个方面极大改变现有的工作和生活方式。

此套《数字孪生技术与工程实践》课件非常 系统全面， 值得收藏学习！

资源目录

第1章：数字孪生的发展

11 物理孪生和数字孪生

12 数字孪生的概念

13 数字孪生的特征

14 数字孪生体的生命周期

15 数字孪生的应用

16 数字孪生的发展

第2章：数字孪生相关技术和一般架构

21 数字孪生的技术基础

22 数字孪生推动力——新兴信息技术

23 数字孪生系统的一般架构

第3章：面向智能制造的数字孪生生态

31 智能制造与智能工厂

32 基于数字孪生的智能制造

33 制造数字孪生生态

第4章：数字工厂和数字孪生工厂

41 数字化工厂规划与数字化工厂建设

42 工厂数字孪生系统中的模型和数据

43 工厂数字孪生系统的特点与结构

44 工厂数字孪生系统的构建

第5章：基于数字孪生的智能建造与智慧城市

51 基于数字孪生的智能建造

52 基于数字孪生的智慧城市

53 数字孪生城市应用案例

第6章：数字孪生的智能化应用

61 知识及其表达

62 模型和数据双驱动的优化

62 模型和数据双驱动的优化

64 基于数字孪生的装配优化

65 基于数字孪生的设备维护

第7章：数字孪生系统开发和应用案例

71 利用Unity开发数字孪生应用的准备

72 智能车间数字孪生系统实施案例

73 数字孪生生产系统中VR/AR可视化应用

资料共计287页，受篇幅限制，每章仅展示部分

数字化双胞胎是一种拟人化的说法。“数字化双胞胎”分指现实世界以及利用数字化技术营造的与现实世界对称的数字化镜像。
如果以家用电脑为例，Word文档和打印出来的文稿就是一对双胞胎。以导航软件为例，城市中的实体道路和软件中的虚拟道路也是一对“数字化双胞胎”；人们在导航软件中模拟交通场景，做出最佳出行决策，就是”数字化双胞胎”技术在日常生活中的一种应用。
这是一篇报道里西门子（中国）有限公司数字化工厂集团数字化企业技术中心总监戴霁明给出的解读。

简单的说，数字孪生是物联网设备的数字化。数字孪生通过使用传感器收集有关物理项目的实时数据，充当物理世界和数字世界之间的桥梁。然后，这些数据用于创建项目的数字副本，从而允许对其进行理解、分析、 *** 作和优化。

多年来用于描述数字孪生技术的其他术语包括虚拟原型、混合孪生技术、虚拟孪生和数字资产管理。即物理对象的虚拟映射，在问题发生之前先发现问题，监控在虚拟模型中物理对象的变化，诊断基于人工智能的多维数据复杂处理与异常分析，并预测潜在风险，合理有效地规划或对相关设备进行维护。Hightopo 作为数字孪生技术的排头兵，致力于通过新一代科技手段，提升城市科学化、精细化、智慧化的治理及运行。

拥有三维仿真技术，自主研发了基于 HTML5 的 2D、3D 图形渲染引擎，为 Web 可视化提供了丰富的展示形式和效果。

在工业领域，通过数字孪生技术的使用，将大幅推动产品在设计、生产、维护及维修等环节的变革。一 一应对虚拟资产的实际资产，使资产管理三维可视化运营维度更加直观。全域感知、运行监测，并整合历史积累数据进行运算，还要做到快速及时地输出信息。

通过数字孪生技术，不仅能够对工厂设备进行监测，实现故障预判和及时维修，还可以实现远程 *** 控，远程维修，极大降低运营成本，提高安全性。

值得关注的是，在国家新基建政策推动下，5G、物联网、工业互联网、卫星互联网等通讯网络基础设施以及人工智能、云计算、区块链等新技术基础设施正在高速发展与完善，这样的发展会极大促进中小企业集体性加快信息化的步伐和自动化水平的提升，并给中小企业带来虚实结合的平台基础，特别工业互联网的发展给中小企业应用数字孪生技术带来了更多的可能性。相信用不了多久，中小企业也一样可以用数字孪生技术来为企业赋能，降本增效！

且由于数字孪生具有将虚拟空间和物理实体紧密融合的特点，所以在 5G 技术下，数字孪生将更容易落地。

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