1. 城市数字孪生概述

　　数字孪生技术与各产业的深入融合能够有力推动各产业智能化发展进程，成为信息化时代产业变革的强大助力。近年来，数字孪生技术在城市领域的应用进入了探索实践阶段。随着智慧城市发展理念不断变革和数字孪生相关技术不断发展，城市数字孪生的理念孕育而生。城市数字孪生契合了当前为产业转型升级赋能的战略需求，是城市在物理空间、社会空间、数字空间融合发展的基础技术手段。城市数字孪生是智慧城市建设新的创新源和发力点，将成为智慧城市发展新阶段的核心底座。

　　北京智汇云舟科技有限公司成立于2012年，专注于创新性的“视频孪生(实时实景数字孪生)”技术研发与应用。目前，智汇云舟依托自研“孪舟”数字孪生专属引擎，推出了“披萨”低代码PaaS视频孪生开发平台、“速融咖啡”视频孪生一体机及视频孪生行业解决方案等多个产品线。

　　1.1 城市数字孪生内涵及概念模型

　　城市数字孪生是利用数字孪生技术，以数字化方式创建城市物理实体的虚拟映射，借助历史数据、实时数据、空间数据以及算法模型等，仿真、预测、交互、控制城市物理实体全生命周期过程的技术手段，可以实现城市物理空间和社会空间中物理实体对象以及关系、活动等在数字空间的多维映射和连接。

　　城市数字孪生的概念模型如图 1 所示。城市数字孪生概念模型包括物理空间、社会空间、数字空间三个部分。分别描述如下：

　　物理空间：物理空间包含城市时空位置、城市要素和城市生态环境。其中，时空位置是城市地理时间空间信息，包含城市各实体和实体间的时间、坐标信息和高程信息等;城市要素是构成城市的各类物理实体的总称，包含城市道路交通设施、能源设施、信息设施等;城市生态环境是构成城市自然环境的要素，包含土壤、植被、大气、水资源、物候、天气等。城市数字孪生物理空间是保障城市经济社会发展的重要支撑。

　　社会空间：社会空间包含城市中的组织、活动、关系以及逻辑，用于描述城市社会中个体与个体、个体与群体、群体与群体等关系和活动的总和。其中，城市发展和社会治理中多元参与主体构成组织要素;多元参与主体围绕城市生活、生产和生态所开展的各类政治、经济、文化等活动构成活动要素;多元参与主体间相互作用并产生多维层次关系构成关系要素;社会关系变化和迁移过程所遵循的规律构成逻辑要素。

　　数字空间：数字空间是与物理空间和社会空间映射连接形成的第三个关键空间。数字空间是城市数字孪生的载体。通过对城市物理空间和社会空间所包含城市要素实体的全域历史及实时数据的采集、汇聚、建模、分析以及反馈，数字空间完成对城市要素及活动的全周期可溯、动态迭代以及实时反馈，实现城市多维仿真、智能预测、虚实交互、精准控制。

　　城市数字孪生为智慧城市深入建设、迭代升级提供支撑能力。城市数字孪生通过应用数字孪生技术实现城市物理空间、社会空间以及数字空间在时间维度和空间维度更加精准的映射、更加紧密的联接和更加多维的联动，通过物联网、人工智能、区块链等新一代信息技术实现三元空间的协同演进和共生共智，进一步满足“人”在城市生活、生产、生态的各类需求，服务“以人为本”的智慧城市建设初心。