数字孪生城市探索与实践

依托中国雄安集团数字城市科技有限公司承担的国家重点研发计划"国家新区数字孪生系统与融合网络计算体系建设"项目建设成果，结合国内外数字孪生城市建设情况，总结数字孪生城市建设规律

数字孪生城市级全域的落地建设难度极大，缺乏成熟的城市级数字孪生案例，而且目前各个城市基础设施重复建设情况严重，缺乏孪生底座整合数字孪生城市资源，同时各领域数据资源壁垒严重，短期来看，难以对当前城市治理和服务形成效用。而雄安新区的建设与其他城市不同，本书以雄安新区数字孪生城市建设经验为背景，介绍新区在数字孪生城市建设技术成果和应用示范成效，将对其他城市的数字孪生城市建设带来借鉴价值与现实意义。

本书详细阐述了数字孪生城市的各个方面，从总体设计到核心技术，从支撑平台到典 型案例及应用，再到生态体系建设，主要内容包括：数字孪生城市的发展背景、发展现状和发展趋势；数字孪生城市的总体规划和设计原则；数字孪生城市的核心技术；数字孪生城市支撑平台的设计和实施；数字孪生城市的典 型案例及应用；数字孪生生态建设基础、数字孪生产业发展和数字孪生生态体系构建。

杨忠
中国雄安集团工程总监、中国雄安集团数字城市科技有限公司董事长，教授级高 级工程师。曾获得全 国五一劳动奖章、国家科学技术进步特等奖、中华铁路总工会授予火车头奖章、河北大工匠等荣誉，在雄安新区率先推广BIM、CIM等技术在工程项目管理中的应用。

刘欣
中国雄安集团数字城市科技有限公司党委书记、总经理，城市领域专 家，云业务/大数据业务/IDC业务专 家，雄安新区5G车路协同、物联网统一开放平台、城市计算（超算云）中心、新区信息化机房、智能城市光网、数字道路智能化等“新基建”项目总指挥。

赵龙军
中国雄安集团数字城市科技有限公司副总经理，负责公司技术管理和科技研发工作，国家重点研发计划项目负责人，大数据领域专 家，科技部项目评审专 家，中国工程院战略研究中心专 家委员会特聘专 家，国家人工智能产业联盟应用组副组长，曾多次获得省部级科技奖项，主持雄安新区块数据、视频一张网、数字身份、数字信用、绿博园智能化、容东运营管理中心等重大项目的建设运营工作。

胡静
中电太极（集团）有限公司科技部经理，高 级工程师，北京科委“北京市面向智能网联汽车的5G传输工程技术研究中心”副主任，2019年科技部重点研发计划“数字孪生框架体系及关键技术”课题负责人，主要从事无线通信、物联网、人工智能等新技术研究、设备研制及应用的工作。累计申请专利50余项，已授权专利35项，其中第 一作者授权专利26项，联合发表高水平论文5篇。

第1章 数字孪生城市综述
1.1.　发展背景
1.1.1.　发展历程
1.1.2.　基本概念
1.1.3.　价值体现
1.2.　发展现状
1.2.1.　技术发展
1.2.2.　实践应用
1.2.3.　存在问题
1.3.　发展趋势
1.3.1.　政策引领
1.3.2.　技术提升
1.3.3.　场景先行

第2章　数字孪生城市总体设计
2.1.　数字孪生城市定义与内涵
2.2.　数字孪生城市本质特征
2.2.1.　虚实共生
2.2.2.　精准映射
2.2.3.　交互反馈
2.3.　数字孪生城市总体架构
2.4.　数字孪生城市技术框架
2.4.1.　核心技术
2.4.2.　支撑技术

第3章　数字孪生核心技术研究
3.1.　城市信息建模技术
3.1.1.　GIS数据采集技术
3.1.2.　BIM数据建模技术
3.1.3.　CIM模型构建技术
3.1.4.　CIM模型渲染技术
3.2.　城市物联网技术
3.2.1.　新一代物联网技术主要特征
3.2.2.　物联网端侧技术
3.2.3.　物联网边侧技术
3.2.4.　物联网管网技术
3.2.5.　物联网云侧技术
3.3.　城市数据资源管理技术
3.3.1.　时空数据管理
3.3.2.　数据治理
3.3.3.　数据开发
3.3.4.　数据资源建设
3.4.　云网融合技术
3.4.1.　云网融合发展综述
3.4.2.　技术特征
3.4.3.　基于数字孪生的融合网络仿真推演技术
3.5.　混合现实仿真推演技术
3.5.1.　多源异构时空数据的城市体征感知与动态监测认知技术
3.5.2.　城市多维时空数据融合及预测技术
3.5.3.　多粒度、高并发无损模拟协同仿真技术
3.5.4.　混合现实融合交互技术
3.5.5.　城市多维时空仿真推演算法模型
3.6.　混合现实仿真推演技术

第4章　数字孪生城市支撑平台
4.1.　数字孪生基底系统
4.1.1.　城市大数据平台
4.1.2.　物联网平台
4.2.　城市仿真推演平台
4.2.1.　总体框架
4.2.2.　技术框架
4.2.3.　功能框架
4.2.4.　集成方法
4.2.5.　基础服务
4.3.　城市5G融合网络
4.4.　数字孪生生态服务平台

第5章　数字孪生城市典型案例及应用
5.1.　雄安新区数字孪生城市建设
5.2.　智能能源领域数字孪生应用
5.3.　智能交通领域数字孪生应用
5.3.1.　应用背景
5.3.2.　设计思路
5.3.3.　功能设计
5.4.　绿色生态领域数字孪生应用
5.4.1.　建设背景
5.4.2.　业务挑战
5.4.3.　解决方案
5.4.4.　价值呈现
5.5.　工程建设领域数字孪生应用
5.5.1.　应用背景
5.5.2.　设计思路
5.5.3.　功能设计
5.6.　智慧园区领域数字孪生应用
5.7.　城市治理领域数字孪生应用
5.7.1.　应用背景
5.7.2.　设计思路
5.7.3.　功能设计

第6章　数字孪生生态体系建设
6.1数字孪生生态建设基础
6.1.1基础能力建设
6.1.2建设模式和路径
6.2数字孪生产业发展
6.2.1从数字孪生城市到数字孪生产业
6.2.2数字孪生产业的特征
6.2.3数字孪生产业的发展趋势
6.3数字孪生生态体系构建
6.3.1生态体系演变规律
6.3.2数字孪生生态体系架构
6.3.3数字孪生生态要素
6.3.4数字孪生生态发展路径