數字孿生作為一種新興通用型技術,正加速向工業制造、交通運輸、水利流域、能源生產、城市治理等各行業深入滲透,已成為數字化轉型過程中不可或缺的新技術引擎。
近日,為促進數字孿生技術能力創新、應用推廣、產業培育,深入總結優秀成果與典型實踐經驗,助力企業、城市數字化轉型,帶動經濟社會高質量發展,中國信息通信研究院聯合中國互聯網協會數字孿生技術應用工作委員會發布了《數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022年)》。這是中國信通院聯合數字孿生生態圈合作伙伴連續第3年發布《數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編》。
《案例匯編》通過對國內外已實施的數字孿生城市實踐案例分析,結合政策要求、行業熱點、市場規模等態勢,根據項目覆蓋范圍和行業應用,將遴選出的案例劃分為園區(新區)綜合治理、一網統管、能源電力、水利水務、智能制造、交通物流等領域,并擇優選擇16個典型案例,以期為國家及地方政府推動數字孿生應用建設提供有力借鑒。
“來源:中國信息通信研究院、中國互聯網協會和中國通信標準化協會”
黨的二十大報告明確提出“把我國制度優勢更好轉化為國家治理效能”“打造宜居、韌性、智慧城市”等要求。數字孿生城市既能發揮多技術集成創新優勢,又能凸顯我國整體智治制度優勢,成為城市數字化轉型的重要方向。今年來,在政產學研用共同推進下,數字孿生城市建設逐步滲透到城市全要素表達、業務預警預測、場景仿真推演、態勢感知與智能決策等多個環節,影響深遠,城市規建管、水利、工業領域進展較快,能源、交通、應急、文旅、環保等領域加快步伐。
近日,中國信息通信研究院(以下簡稱“中國信通院”)聯合中國互聯網協會、中國通信標準化協會發布《數字孿生城市白皮書(2022年)》。這是中國信通院聯合業界伙伴連續第5年發布數字孿生城市綜合研究成果。
白皮書全面總結了2022年數字孿生城市最新發展態勢,系統性分析了“城市數字孿生體”和“數字孿生新引擎”建設思路,并提出了數字孿生城市實施路徑,最后,展望了數字孿生城市建設與發展趨勢。
白皮書核心觀點
**1. 數字孿生城市已進入發展深水期。**在政產學研用合力推進下,2022年數字孿生城市呈現出技術體系逐漸“清晰”、城市轉型進入“孿生驅動”新階段、政策全面“有力”支持、企業供給能力持續“深化”、產業服務全面“擴展”、技術產品加快“融合”、應用門檻逐步“降低”、學術研究較為“活躍”、行業領域標準“發力”等發展態勢。同時,數字孿生城市前期探索也浮現出應用淺化、場景與能力單一化同質化、技術與業務脫節、體系化不足、可持續運營乏力等一些瓶頸問題。
**2. 數字孿生技術體系構成逐漸趨于穩定。**數字孿生技術起于模型仿真,并經過常年迭代演進,不斷融入IOT、GIS、BIM、大數據等新技術,已發展到模型、位置、感知、AI、仿真與交互等多技術融合新階段,數字孿生技術基本上是由標識感知、GIS與新型測繪、孿生建模、可視化渲染、仿真推演、交互控制等核心技術集成而來,具有全技術融合特征,且業界認為技術體系逐漸趨于穩定。
數字孿生技術集成發展歷程
**3. 數字孿生城市總體架構進入新一輪更新周期。**隨著新型智慧城市建設由“數據驅動”轉向“數字孿生體驅動”,圍繞實體對象、實體關系和業務規則的數字孿生將成為建設焦點。在城市現有CIM平臺、實景三維平臺、物聯網平臺(及視頻平臺)、大數據平臺等城市級共性平臺的基礎上,通過有機融合集成,打造城市級數字孿生底座平臺將成為總體架構新一輪迭代更新的重要選擇。
城市數字孿生底座平臺與城市大腦、現有系統的關系
**4. “數字孿生體”“數字孿生新引擎”將成各地數字孿生城市建設必經之路。**數字孿生體是現實世界事物的對象化鏡像表達,全面融合幾何、時空、標識、狀態、能力等多元多維數據,有助于推動語義化擴展、數據自由編織、孿生體對象管理,進而實現數字孿生城市的軟件定義和數字資產流通。“數字孿生新引擎”打破現有傳統基礎引擎組件的以來,針對“數字孿生體”數據結構特點,開展組件能力重構、改造、升級,支撐高價值數字量孿生應用落地。
數字孿生體數據融合思路
**5. 數字孿生城市將成為數據運營、產業變革、應用創新的重要推動力。**短期看,“多源”孿生體數據深度融合,“多能”數字孿生引擎出現,以及“多跨”應用場景將加速推進。長期看,數字孿生體有望突破數字資產運營難題,數據格式重構帶動傳統技術引擎能力升級和產業變革,以及數字孿生新引擎將全面激發城市數字化轉型創新活力,城市“數字孿生體”與城市級“數字孿生底座平臺”將賦能帶動千行百業實現數字化轉型。 **
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來源:騰訊 在數字時代的大背景下,數實融合發展不斷深入,數字孿生作為產業數字化核心技術之一,其大規模應用還處于起步階段。但面對著諸多領域的轉型升級需求,其發展勢頭十分強勁,成為政產學研用等各界的重點關注領域,數字孿生儼然已走到了新時代的聚光燈下。 近日,騰訊發布了《騰訊數字孿生云白皮書》(以下簡稱“報告”)。該報告由騰訊研究院、數字孿生產品部、智慧行業八部、智慧交通事業部和智慧行業五部門共同編制,全面闡述了數字孿生的發展背景、技術體系、應用場景和演進趨勢,多維且深度地解構了數字孿生全鏈條。
同時,報告還從數字孿生云底座、核心技術能力、典型行業服務等方面展示了騰訊深耕數字孿生的決心和成果,其“堅持開放生態與合作共創”的理念也得以彰顯,騰訊也能夠以此為契機,攜手各界伙伴共同探討并推動數字孿生產業發展,這也是該報告發布的初衷。
數字孿生持續迭代升級 讓“萬物孿生”逐漸照進現實
據報告顯示,數字孿生已成為科技戰略和產業轉型的關鍵抓手,為搶抓數字孿生發展機遇,美國、歐盟和中國等從數字孿生技術、應用、投資、生態等維度進行了積極布局。美國方面,主要以國防科技戰略為驅動,完善數字孿生頂層設計,進行數字孿生項目投資,推動跨行業應用,培育產學研生態;歐盟方面,頂層設計與項目投入同步進行,加大數字孿生在不同領域的落地布局,推動數字孿生在環境保護、城市建設、生產制造等領域的投資和應用。 我國數字孿生政策布局早已開啟,經過不斷演進,逐步形成了“技術+應用”的雙輪驅動體系,為產業發展營造了良好空間,借著十四五規劃的東風,國家層面和各個地方都在推動數字孿生技術創新,拓展數字孿生在泛行業的縱深應用。 報告指出,經過持續的技術迭代和實踐探索,數字孿生以“模擬仿真”為起點,經過多年的實踐和理論發展,逐步形成了“幾何+機理+數據驅動”的應用范式。從內涵定義上看,數字孿生是對物理實體的數字化表達,以歷史數據、實時數據為基礎,融合幾何、機理、數據驅動等多種數字模型,實現對物理對象的映射呈現、分析優化、診斷預測以及閉環控制。在實施層面,數字孿生需要達到“能交互、可計算、易應用”三個要求。
數字孿生實施參考架構圖
報告還指出,數字孿生技術體系涉及數字支撐、孿生構建、人機交互三大類技術,這些技術不斷進行創新升級,共同提升了數字孿生的實時性、精準性、靈活性和交互性。
數字孿生技術體系
其中,幾何建模及展示技術路徑呈現出多樣化趨勢,推動了數字孿生向建模高效、實時展示、部署靈活的方向發展;物聯網、數字線程、大數據為數字孿生提供了數據支撐能力,人工智能也促進了數字孿生預測能力;仿真建模開始向集成和實時演進,助力數字孿生構建精確模型;數字支撐技術進行持續迭代,夯實了數字孿生的基礎能力;XR技術基于沉浸式交互能力,拓展了數字孿生的應用空間。 完善標準、構建生態 數字孿生產業發展“任重道遠”
縱觀數字孿生的應用規劃和實踐,不同領域對數字孿生有著不同的應用場景和價值訴求,報告總結了“制造、能源、城市、建筑、交通、水利”六大行業和“設計/仿真、生產/作業、服務/運營、安全/管理”四大場景,借助數字孿生可優化規劃設計結果、提升生產作業效率、變革服務運營范式、提高安全管理水平,數字孿生的探索應用逐漸向行業全生命周期滲透。 報告還分析了未來數字孿生發展過程中面臨的諸多挑戰,在標準體系建設方面,數字孿生的應用包含了不同結構、不同來源、不同對象的數據以及多尺度、多物理場、多學科的模型,因此,數據層面和模型層面的標準均亟需統一,另外,產品互通等標準的缺失也限制了數字孿生產品間的協同配合,所以,產品層面的標準也需進一步完善;在開源生態構建方面,數字孿生作為當下再次興起的交叉技術,需要進行多角度布局,比如,需要里程碑式的開源項目將其技術推向大規模工程化應用,需要實力雄厚的基金會等長期資金支持,需要產業參與者提高開源及貢獻意識,需要豐富的開源生態將活力注入其發展進程中等等。 報告還指出,大規模、多尺度的數字孿生可視化與仿真分析將成為未來城市、工業、交通等多類行業共性需求,但由于物理世界的連續性和復雜性,全息精細的刻畫和模擬仿真仍存在難點,融合了機器學習、多尺度建模以及分布式高性能計算的技術將是解決此類問題的關鍵。對此,騰訊亦可結合自身AI、云計算等技術優勢,助力數字孿生持續演進。 展望未來,數字孿生對數實融合發展的重要性不言而喻,隨著政策環境和用戶需求的變化,其在助力產業互聯網發展過程中價值越發明顯。相信不久的將來,數字孿生將成為千百行業數字化工具,萬物孿生逐步照進現實。 具體內容如下
根據國家“雙碳”目標的推進,構建新型電力系統成為實現能源
變革的必然趨勢,成為電力行業的時代使命。新型電力系統適應高比
例可再生能源接入、適應新能源的不穩定性、適應高比例的電力電子裝備、適應多種能源智慧調度的協同運行、適應更加靈活的主動式用電特性,必須與新一代信息通信、數字技術深度融合。數字李生技術在電力行業應用,為智能電網、智慧電廠賦能,提供更加實時、高效、智能的服務價值,有效地促進電力企業數字化轉型,推動新型電力系統建設。
當前,數字經濟已成為全球發展的熱點,世界各國分別提出數字經濟發展戰略,數字李生技術與社會經濟發展不斷融合深化。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035年遠景目標綱要》提出∶“加快推動數字產業化。培育壯大人工智能、大數據、區塊鏈、云計算、網絡安全等新興數字產業。”國務院印發的《“十
四五”數字經濟規劃》,將數字李生技術列入“加快推動數字產業化”,將其作為增強關鍵數字技術創新能力,強化優勢技術供給的戰略性前瞻性新領域,也是“十四五”時期重點突破的創新技術集成領域。
本白皮書首先從產學研用多視角并結合電力行業的特性,分析闡述了數字孿生技術在電力行業應用價值;從數字感知、混合建模、高效仿真、可視化和虛實迭代等不同方面介紹了數字李生的支撐技術;介紹了電力行業數字孿生技術的應用現狀、電力數字孿生典型應用,梳理了當前電力行業數字孿生技術發展面臨的共性問題與應用趨勢,并對下一步建設實施提出了策略與建議。最后,通過梳理數字李生技術在電力行業的應用發展情況,分析數字攣生技術應用熱點、行業動態和未來趨勢,提出相關的標準化工作需求。
來源:中國電力企業聯合會
2022年7月28日,2022全球數字經濟大會“人工智能驅動未來產業論壇”在京召開。
會上,中國信息通信研究院副院長魏亮與深度學習技術及應用國家工程研究中心主任王海峰聯合發布了《深度學習平臺發展報告(2022年)》。報告對深度學習平臺發展階段、體系架構、技術趨勢和應用路徑進行分析闡述,并展望了未來演進方向。
報告認為,伴隨技術、產業、政策等各方環境成熟,人工智能已經跨過技術理論積累和工具平臺構建的發力儲備期,開始步入以規模應用與價值釋放為目標的產業賦能黃金十年。隨著人工智能的規模化落地,基于深度學習框架上下延伸、構建智能生態平臺成為國內外科技巨頭的共同選擇。
報告指出,深度學習平臺市場正處于快速發展期,我國開發框架在市場與生態方面持續發力,已逐步進入行業滲透和融合應用階段,支撐構建一批更加符合本地產業特色和場景需求的解決方案。以飛槳為代表的國產框架基于我國產業實踐與應用創新需求,在社區生態構建上持續發力、優勢漸顯,在平臺服務規模和技術應用能力方面更已具備領先優勢,不斷夯實AI工業大生產的基礎,有力推動了我國實體經濟的高質量發展。
展望黃金十年,報告提出深度學習平臺能力將圍繞技術實力、功能體驗、生態模式三個維度演進迭代。以深度學習平臺為牽引的全行業智能化轉型拉開帷幕,幫助企業乃至國家在數字社會與智能經濟時代獲得發展先機。構建基于深度學習平臺的人工智能產業生態,需要政府、科研機構、人工智能企業和傳統行業企業等各方通力協作配合,共同營造積極健康的產業生態。
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報告目錄
**一、**開啟產業賦能黃金十年
(一) 人工智能處于工程化應用歷史性機遇期 (二) 深挖深度學習技術潛力是發展主旋律,規模化應用面臨多元挑戰 (三) 平臺化生態布局成為業界共識 (四) 深度學習平臺展現驅動產業賦能升級的巨大潛力
二、深度學習平臺體系架構
(一) 深度學習平臺三要素體系 (二) 深度學習平臺核心作用
三、深度學習平臺的技術創新重點
(一) 開源開發框架,深度學習平臺的基礎核心
四、 深度學習平臺的產業生態與應用路徑
(一) 我國開發框架在市場與生態方面持續發力 (二) 多類生態建設共同促進深度學習平臺繁榮發展
五、 總結與展望
【摘 要】 白皮書聚焦全球及我國5G融合應用發展態勢,重點發布第四屆“綻放杯”5G應用征集大賽項目的深度洞察,并對《5G應用“揚帆”行動計劃(2021-2023年)》中重點發展的15個領域應用進行深度分析,提出5G技術向行業應用轉化經歷四個發展階段,各領域5G應用將梯次導入,呈現出螺旋上升發展模式;分析了5G應用商業模式創新及5G產業鏈新體系發展情況,最后提出我國5G應用規模化發展的建議。
【目 錄】
一、5G融合應用發展態勢
1.1 全球5G網絡持續普及,行業終端成為市場發展新藍海
1.2 全球5G應用初顯成效,但整體仍處于初期階段
1.3 我國5G應用正從“試水試航”走向“揚帆遠航”
二、第四屆“綻放杯”5G應用征集大賽項目洞察
2.1 參賽數量大幅增長,獲獎項目粵浙蘇京領跑
2.2 行業應用廣度拓寬,與千行百業加速融合
2.3 5G應用成熟度大幅提升,15%項目已實現“解決方案可復制”
2.4 5G與各類新技術融合創新,關鍵技術能力不斷提升
2.5 行業需求進一步聚焦,通用型終端需求旺盛
2.6 解決方案提供商參與力度持續加大
三、“揚帆”重點領域應用分析
3.1 5G+信息消費領域創新活躍
3.2 5G+融合媒體多元化互動式場景日益豐富
3.3 5G+工業互聯網逐步深入核心環節
3.4 5G+車聯網正從探索期向市場啟動期轉變
3.5 5G+智慧港口領域聚焦港口無人化建設
3.6 5G+智能采礦為安全生產護航
3.7 5G+智慧電力構建數字電網體系
3.8 5G+智慧醫療助力跨區域醫療資源協同
3.9 5G+文化旅游領域開拓線上線下新場景
3.10 5G+智慧城市提升城市治理水平
3.11 5G+智慧物流實現物流裝備高速互聯和遠程交互
3.12 5G+智能油氣領域實現油氣的增儲上產
3.13 5G+智慧農業開啟數字鄉村新圖景
3.14 5G+智慧水利創造治水新模式
3.15 5G+智慧教育提升教育資源供給能力
四、5G融合應用規模化發展路徑與建議
4.1 5G技術向行業應用轉化將經歷四個階段
4.2 不同行業的數字化水平和需求,決定5G技術創新擴散速度
4.3 5G應用場景梯次導入,螺旋式上升實現規模復制
4.4 5G與行業深度融合,促進產業鏈擴充形成新體系
4.5 商業模式初具雛形,生態價值逐漸凸顯
4.6 5G融合應用規模化發展建議
來源:中國信息通信研究院和中國互聯網協會
《國民經濟和社會發展第十四個五年規劃綱要和2035年遠景目標》明確提出要“探索建設數字孿生城市”。在先后經歷2017-2018年的概念培育期、2019年的技術方案架構期、2020年的應用場景試點期后,數字孿生城市迎來“整體性落地建設”探索期,各地不同程度地推進數字孿生城市規劃建設和行業應用創新實踐。
《數字孿生城市應用案例匯編(2021年)》是中國信息通信研究院聯合中國互聯網協會數字孿生技術應用工作委員會以及數字孿生城市生態圈合作伙伴,基于當前全國數字孿生城市實際應用情況,在推出《數字孿生城市應用案例匯編(2021年)》的同時,綜合研究形成的數字孿生城市應用案例報告。
歷時半年時間,經過前期征集、組織座談、初期篩選、專家評議等環節,從案例的技術能力、應用場景、應用成效等維度,在近百個案例中遴選出54個應用場景案例并匯編成冊,覆蓋園區(新區)綜合治理、一網統管類、安全應急類、交通物流類、文體旅游類、能源類等場景,以期為國家及地方政府建設數字孿生城市提供有力借鑒。
從本次征集的應用案例來看,主要呈現三個特點:
一是當前數字孿生城市建設多聚焦于園區或新區小范圍應用場景,天津濱海新區、三亞崖州灣科技城等地區率先突破,顯著改善治理服務智能化水平。
二是數字孿生應用場景不斷拓展,數字孿生技術在防洪內澇、城市級減排動態模擬推演、城市更新等領域應用成效初現,廣州白云湖大道、杭州富陽區等精準還原城市場景,實現改造方案模擬仿真。
三是低代碼開發模式得到青睞,數字孿生會展、數字孿生景區、數字孿生場館等易復制、可推廣的數字孿生場景逐漸增多。未來,隨著“國家治理體系和治理能力現代化”“一網統管”“數字化改革”“全生命周期管理”“碳達峰碳中和”等政策及理念廣泛推行,數字孿生城市高價值潛力將充分釋放。
來源:中國信息通信研究院、中國互聯網協會和中國通信標準化協會
2021年,中國信通院依托中國互聯網協會“數字孿生技術應用工作委員會”以及中國通信標準化委員會“數字孿生標準子組”平臺,繼續聯合業界企事業單位,第四次發布數字孿生城市白皮書,觀察數字孿生城市發展最新動態,持續引領行業發展。
白皮書從政產學研用、五大技術領域等多視角系統分析今年以來數字孿生城市發展十大態勢,梳理數字孿生城市發展中的標準體系和應用場景,并提出了具體創新舉措。
白皮書指出,在政產學研用協同推進下,數字孿生城市發展呈現良好態勢,面臨問題與挑戰也更加突出,標準引領、應用驅動的發展方向逐步明晰。
一是數字孿生城市共識逐漸形成。隨著數字孿生城市的發展興起,城市信息模型、實景三維城市、物模型、城市仿真等相關概念與技術得以加速發展。業界普遍認為,各條技術路線最終都將走向數字孿生城市,應綜合以上各領域的突出優勢,集地理信息、物聯感知、信息模型、算法仿真、虛實交互等技術能力于一體,支撐構建未來城市發展新形態。
二是數字孿生城市發展呈現協同推進態勢。從數字孿生城市主要涉及領域看,物模型標準興起,推動城市感知設施孿生互通互認;空間地理信息進入新型基礎測繪階段,有力支撐孿生底座構建;城市信息模型市場活躍,模型數據深度融合有望實現;城市跨學科仿真、云化仿真推進步伐加快;虛實交互呈現出供給側低代碼構建、需求側跨終端智能體驗的發展態勢。
三是進入探索建設期后,標準規范與應用場景將成為數字孿生城市驅動之雙輪。在標準方面,應圍繞地理信息、物聯感知、信息模型、城市仿真、交互控制五大技術體系的集成與互通,加強布局研究、聚焦總體謀劃、建設推進、后期運營三環節全過程的痛點堵點。在應用方面,應進一步體現時代特征與問題導向,發揮數字孿生技術精準映射、虛實互動、智能操控等特點優勢。
由工信部中國電子技術標準化研究院牽頭編寫的2020年《數字孿生應用白皮書》在中國國際高新技術成果交易會發布,作為新基建背景下的重要研究成果,該白皮書對當前我國數字孿生的技術熱點、應用領域、產業情況和標準化進行了分析,同時收錄了在智慧城市、智慧交通、智慧能源、智慧建筑、智能制造、智慧健康6大領域的31個應用案例。
此次白皮書重點考察了我國數字孿生應用的發展現狀與趨勢,并指出數字孿生將從以下六個應用層面推動我國經濟社會的發展:
一是促進數字經濟與實體經濟融合,加快產業升級
二是貫通工業生產信息孤島,釋放數據價值
三是統籌協調系統內外部變化,實現資源能源優化配置
四是實現全要素數字化,推動新型智慧城市建設
五是優化城市設計布局,打造科學公共服務體系
六是基于醫療大數據合理分配醫療資源,提升公共健康保障效率