12月17日-18日，2021網易未來大會盛大舉行。為期兩天的大會，將在原力覺醒、未來之城、國潮、靈感無界、和文化、元宇宙六大論壇里，分享更多的智慧和靈感。

大會中，中國科學院院士、中國工程院院士李德仁就數字孿生的智慧城市定義、特點、應用、意義發表了《基于數字孿生的智慧城市》主題演講，指出數字孿生城市是數字城市的理想目標，

也是智慧城市建設的新高度，賦予城市大腦實現智慧化的重要設施和基礎能力。

李德仁表示，數字孿生的智慧城市有著精準映射、虛實交互、團建定義、智能反饋四大特點，實現了顛覆性的創新。

隨后，李德仁以大量的實際案例，著重介紹了數字孿生的智慧城市的實際應用，包含：智慧城市營運大腦、智能電網數字孿生服務、智慧城市的交通大腦、智慧城市公共疫情服務、

基于天地傳感網的長江流域生態黃精和災害智能系統，生動講述了以上應用對城市治理與人們生產生活的巨大改變。

以下為李德仁演講實錄：

我今天報告的題目是《基于數字孿生的智慧城市》。

習近平總書記在十九大發表了重要講話，指出以信息化推進國家治理體系和治理能力現代化，分級分類推進新型智慧城市建設，打通信息壁壘，構建全國信息資源共享體系，

更好地用信息化手段感知社會態勢，暢通各種渠道，輔助科學決策。

我報告的第一部分是數字孿生的智慧城市。

什么叫數字孿生呢？英文叫Digital Twin，數字孿生作為虛實之中雙向映射、動態交互、實時連接的關鍵途徑，將物理實體和系統的屬性、結構、狀態、性能、功能和行為映射到虛擬世界，

形成高保真的動態多維多尺度、多物理的模型，為觀察物理世界、認識物理世界、理解物理世界、控制物理世界、改造物理世界提供了一種新的有效的途徑。

所以說，在這樣一個數字孿生的城市中間，我們的基礎設施，包括水、電、氣、交通它的運行狀態，我們城市的資源，包括警力、醫療、消防等，還有人流、物流和車流的安全運控，

都會通過傳感頭、攝像頭、數字化子系統采集出來，并通過包括5G、北斗在內的物聯網技術傳遞到云端和城市的管理者，基于這些數據以及城市模型可以構建數字孿生體，從而更好的高效管理我們的城市。

我們的物理世界就是大家所說的鋼筋水泥的城市，用這樣的物聯網實現全域的感知，由實體到虛擬空間，產生一個鏡像的映射，

在這個虛擬空間里面可以通過各種云計算的模型、軟件、人工智能的方法來洞察態勢，來提前做預測，做科學的決策，反向控制，從而推動城市的智慧化。

所以這樣的數字孿生城市必須要有城市的地理信息系統，加上城市的BIM模型和物聯網，就構成了城市的信息化。這樣一個數字孿生的智慧城市，在我們十九大以來成為全國各個城市建設的重點任務。

這是“虛擬新加坡”的計劃，我們在深圳也做了這樣一個虛擬的模型。在這樣一個虛擬的城市中間，我們可以看到它能夠出現一些顛覆式的創新，我們把它歸結為信息可見、軌跡可循，狀態可查，

虛實同步運轉、情景交融。過去可追溯，未來可以預期，當下知冷暖，見微知著。全市一盤棋，盡在掌控之中。管理扁平化，服務一站化，信息多跑路，群眾少跑腿。虛擬服務現實，模擬仿真決策。

建好這樣子的數字孿生的智慧城市，我們需要從全城中的數字化標識開始，實現一體化的感知，然后利用深度學習、知識的智能、平臺的建設，做成一個能夠有計算能力的全域覆蓋的數據資源，

然后實現實時影射的孿生反饋平臺，從而推動城市的運營。

在這樣數字孿生的城市中間，我們的目標應當說數字孿生的城市是數字城市的最高級階段，也是智慧城市建設的一個新高度，賦予城市大腦實現智慧化的重要設施和基礎能力。

數字孿生的智慧城市將實現在網絡空間對物理空間的現實城市智能的運控與管理。

第二部分，我們可以想一想數字孿生的智慧城市會有哪些特點呢？

第一點，我解決五個關鍵的技術，從全面動態的感知開始，到多維度尺度模型的構建，以及全要素、全流程、全業務數據深度的融合，和實現智能化、人性化、個性化服務的按需的使用，

從而實現全面動態實時的交互。

它有四大特點：

1、精準映射，物理空間全部映射到網絡空間去。

2、虛實交互，在網絡空間可以去動態的收縮各種信息，參與城市的規劃管理建設，支持城市的各種活動，在實體空間與虛擬空間之間實現虛實的交互。

3、軟件定義，這樣的過程可以說是軟件定義的，所有的行為要依靠云端和邊緣的計算，來解決軟性指導下的操控城市所有運營，都有這樣一個軟件定義以后，有形成了數字的經濟、數字的社會。

4、智能反饋，當然這樣的數字城市能夠實現智能反饋，賦予城市運營管理和生活服務更多的智慧和智能，讓老百姓滿意。

第三部分，我重點要講一講數字孿生城市的各種應用，我想從五個方面給大家作一個介紹：

第一，智慧城市運營大腦；

第二，智能電網數字孿生服務；

第三，智慧城市交通大腦；

第四，智慧城市公共疫情服務；

第五，長江流域生態環境與災害智能管理。

要做一個智慧城市的運營大腦，就需要建立這樣一個運控的平臺，這是一個城市的云服務平臺。第一層基礎設施管起來，把云計算的特點用起來，再通過應用層去服務到各行各業，

完成城市應當為百姓服務的職能，包括政府的運營服務，包括智能化的生產，以及為民服務，三大任務。

這樣子的智慧城市它大數據要形成一個生態的流，從數據的采集、加工、存儲、清洗、挖掘、決策、控制和利用服務形成一個一條龍，不斷在這個大數據生態當中讓它活起來。

就需要有這樣實時的定義系統，

這是我們大學研究的GIS（GeoSmarter），它能夠對實時的數據接受它的受閱，然后進行動態的管理、實時的分析和推理，對有關部門主動推送你需要做什么樣的服務，

實現對城市的感知、分析、推理、認知和反饋、決策與行動。這樣的城市大腦應當有一個很好的運控、監控指揮的調度平臺。

第二個例子，是講的智慧電網的一個數字孿生服務系統。要利用電力系統的物理模型，先進的計量基礎設施的在線量測數據、電力系統歷史運行數據，

并集成電氣、計算機、通信、氣候、經濟等多學科知識，進行多物理量、多時空尺度、多概率的訪問過程，通過在虛擬空間完成對智能電網的映射，反映智能電網的全生命周期，

從發電送電到賣電到任務完成，全生命周期的一個過程。

需要解決的關鍵技術，還是在線的數據感知和量測，然后進行數字工作的建模和仿真分析，我們在跟南電北電合作，利用了無人機的系統，做了激光雷達的子系統，來獲取必要的信息，

來測量電線與實物之間的具體距離，來確定要不砍樹枝。建立的智能產品模型，來研究上面所有的設施，還利用紅外的成像系統來發現有沒有溫度異常，這樣的系統進行實時數據的采集，

用5G傳輸到指揮中心。

然后再利用電力巡檢的機器人，對于變電、輸電、配電設備進行全天時、全方位、全自主智能巡檢和安全防護，包括自動巡邏、智能讀表、圖像識別、紅外側聞、實時視頻回傳等功能，

就保證了電網的安全，提升了電網智能化巡檢的水平。

這是我們提供給他們的一個巡檢機器人，上面裝有紅外攝像、光學攝像和激光雷達成像，還有北斗系統，這樣子可以8小時的工作，像一個人一樣的在變電站做巡邏。

這個系統我們在中國的南北15個城市做了推廣試驗，試驗記錄已經超過了5萬公里，還在繼續的擴大這樣一個應用。

我們比如在湖北省做一個智慧調度的運營大腦，這個大腦可以讓它完整的從發電、運電到賣電全過程的管理。

第三個例子，就是指的智慧城市的交通大腦，我們跟交通部一起在武漢市做了一個試點，解決所有信息的感知、施工分析、數據挖掘技術，來解決智慧交通的管理，特別是應急交通的管理。

把所有的大數據采集過來，包括人（駕駛員）、車、路、環境，這些信息全部收集進來，這是我們構建武漢市交通大腦的一個過程。

這個系統在2017年做成以后，過了一年多的時間，就發現了武漢市的擁堵排名從23名降到53名，有明顯的提高。所以李克強總理到武漢來專門去參觀這個系統，在那參觀了50分鐘。

第四個例子，是在深圳做的一個無人職守的中國停車場，叫月亮灣。我們有五個特點。通過人臉識別，用BIM，用室內精準導航定位，用應急預案的管理和資產管理，這幾個全部實現智能化無人化。

在疫情之中，我們要解決數字城市公共疫情的服務，它的目標通過網絡把好城市關，用人工智能、時空大數據來核查，回收人活動的歷史規律，尋找緊密接觸人群，來協助病毒傳播力的分析。

在去年，29個省市超過了200個城市，有7700多個常熟地點采取了應用，能夠有力的支持了疫情的防控。

我們還利用北斗和科技部一起，解決室內外綜合的定位，室外的定位靠北斗GPS，室內的定位靠光源、相機、音頻、藍牙，各種傳感器，各種射頻的信號。

武漢大學研究了一個音頻的高精度智能手機測距的技術，四個音頻傳感器就可以在50×50平方米的房間里面，做到手機定位的精度到12個厘米，這個信號的頻率耳朵是聽不見的，但是這個手機就能搜得到，

用我們的算法就可以算出來。

這個系統在廣州白云機場已經在做一個實施，實施結果很好。

用這樣的系統，我們想可以做輿情安全距離的自動感知，能把近距離的接觸者和安全距離的人群區分開來，就可以更科學的、精準的防控，找到密切接觸者或正常的人員、無須隔離的人員，

最大限度精準的管控。通過這樣一個方法，盡量做到不封城、不封區，實現疫情常態化的管理。

第五個例子，我們在武漢把長江流域的水環境、水平資源管起來，這是一個長江流域生態環境資源的管理還有災害一個智能管理的系統。習主席也教導我們，要把修復長江生態環境擺在壓倒性的位置，

所以我們按照習主席的要求，做到如何解決上游積水多發電，中下游抗洪抗旱，讓這個水用好。

做的這個系統就用了32種傳感器，沿著長江布了3萬個傳感器，獲取上億條的觀測數據，包括水位數據、流速數據、流量數據、氣象數據等等，這個數據通過我們軟件分析系統，

做水溫離散的分析，可以讓它做到從原來的定時充裕，改為適時需要的時候再充裕，從而上游可以多蓄水。我們看到2014、2015多蓄水16-18億立方，就多發電。而中游21個水庫群防群治，

聯合處理，做洪水替演的一個模型系統，讓我們對這個災害應急的時速從一個小時縮短到20到30分鐘。在下游通航的干道上，由于有這樣傳感器的服務，我們可以每小時提供一次水位，

這個水通過5G送到每條船上去，就可以指揮船只安全的行情。

對于洪澇災害，汛情的管理，我們一方面要抓它數據的采集，有氣象水溫數據、有衛星遙感設計，還有整個城市各種社會經濟數據，都要把它采集進來，還要利用各種知識來做分析推理，

來自動做災情的預報，或災后災情的評估。

我們用這樣的方法，看到這個里面代表了不同的水域面積，從原來只有35個平方公里的水面漲到了130平方公里的水位，漲得很快。

同樣的方法，也研究的道路受災的情況，道路受災的面積，占整個道路面積的16.89%。房屋受影響的比例大到的36.9%，這些數據都及時告訴了中央。

后來在新疆也發水，我們也用同樣的方法對新疆具體產生的洪澇災害做了分析，分析的結果大家可以看得出來，也是說有很多的比例，特別是用不同的顏色代表不同的狀態，我們可以看看影響的面積，

占總面積的8.23%。

我今天用這么短的時間給大家講了三個問題，一個是數字孿生城市是數字城市的高級階段，也是智慧城市的新高度，要用這樣的技術來管理我們的城市更好的做好資源的信息化為人民服務。

要把數字孿生城市做好，需要利用5G、6G、互聯網、物聯網、云計算和人工智能等來抓好數字孿生的智慧城市，每個城市都有它的特點。

我相信在兩個一百年歷史交匯過程中，我們抓好基于數字孿生智慧城市的各種智能化應用，來推動新型智慧城市的升級發展，實現國家和城市的治理，來推動強國目標建設的實現。

謝謝大家！