數(shù)字孿生城市是什么？是在數(shù)字空間，再造一個(gè)與現(xiàn)實(shí)物理城市匹配對(duì)應(yīng)的數(shù)字城市。國(guó)際數(shù)據(jù)公司(IDC)發(fā)布顯示，2023年全球智慧城市技術(shù)相關(guān)投資將達(dá)到1894.6億美元；其中，中國(guó)智慧城市市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到389.2億美元。

    作為一個(gè)行業(yè)里耕耘了將近20年的老兵，泰瑞數(shù)創(chuàng)參與、見(jiàn)證了繁榮之下，數(shù)字孿生城市這幾年的變化與成長(zhǎng)，特別是在數(shù)字孿生發(fā)展路線上數(shù)次關(guān)鍵選擇，更是展現(xiàn)了來(lái)自產(chǎn)業(yè)一線、最為新鮮的深度思考。

    2019年數(shù)字孿生被Gartner列為“2019年十大戰(zhàn)略性技術(shù)趨勢(shì)”，并預(yù)測(cè)數(shù)字孿生將在未來(lái)5年產(chǎn)生史無(wú)前例的創(chuàng)新。

    這一年，又在政策利好的加持下，阿里、百度、騰訊、京東等互聯(lián)網(wǎng)巨頭、通信巨頭，以及數(shù)字孿生創(chuàng)業(yè)新勢(shì)力入場(chǎng)落地案例，并與第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布白皮書(shū)。

    隨著數(shù)字孿生概念愈熱以及外在市場(chǎng)條件的變化，國(guó)內(nèi)做數(shù)字孿生城市的群體逐漸分道揚(yáng)鑣，走向各自認(rèn)定的正確道路。這有點(diǎn)像舊時(shí)故事的前奏，但終究有所不同。

    不久前，泰瑞數(shù)創(chuàng)CEO劉俊偉接受采訪。他沿著時(shí)間線，借著泰瑞數(shù)字孿生底座從1.0到3.0的迭代，詳述了泰瑞數(shù)創(chuàng)這三年的關(guān)鍵選擇及其背后的思考邏輯。就數(shù)字孿生城市這個(gè)賽道來(lái)說(shuō)，一線探索者的經(jīng)驗(yàn)與思考極具代表性，可以一探數(shù)字孿生的“水溫”幾何。

    據(jù)了解，今年6月泰瑞數(shù)創(chuàng)推出數(shù)字孿生底座SmartTwins第三代產(chǎn)品。自2018年第一代底座產(chǎn)品發(fā)布以來(lái)，泰瑞數(shù)創(chuàng)以每年一個(gè)版本的速度穩(wěn)步迭代。每一最新版本的推出都代表著泰瑞數(shù)創(chuàng)對(duì)數(shù)字孿生落地應(yīng)用更深層次的思考和總結(jié)。

    劉俊偉說(shuō)，泰瑞數(shù)創(chuàng)是數(shù)字孿生求真道路上的硬科技公司。

（泰瑞數(shù)創(chuàng)創(chuàng)始人 &CEO 劉俊偉）

    01

    從仿真到機(jī)理，從1.0到3.0

    2019年數(shù)字孿生開(kāi)創(chuàng)新紀(jì)元。除了被Gartner提名2019年十大戰(zhàn)略性技術(shù)趨勢(shì)，在國(guó)內(nèi)數(shù)字孿生也面臨著政策利好。同年7月，中共中央政治局召開(kāi)會(huì)議提出“加快推進(jìn)信息網(wǎng)絡(luò)等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”。

    也是在2019年，“數(shù)字孿生城市”的概念被寫(xiě)入京津冀發(fā)展一體化的規(guī)劃中，明確把數(shù)字孿生城市的構(gòu)建作為一項(xiàng)重要建設(shè)內(nèi)容。隨后，在天津?yàn)I海等地區(qū)，泰瑞數(shù)創(chuàng)與合作伙伴一同將這個(gè)概念轉(zhuǎn)化成具體的應(yīng)用場(chǎng)景，并試點(diǎn)運(yùn)行。

（天津?yàn)I海數(shù)字孿生底座1.0成果）

    借著天津?yàn)I海的項(xiàng)目，泰瑞數(shù)創(chuàng)將“數(shù)字孿生城市”的建設(shè)理念具化為“數(shù)字孿生底座1.0”的解決方案，提出并落地了2個(gè)重要的建設(shè)要點(diǎn)：中臺(tái)賦能架構(gòu)和精細(xì)化的數(shù)字孿生體建模。

    據(jù)劉俊偉回憶，當(dāng)時(shí)業(yè)內(nèi)對(duì)數(shù)字孿生并無(wú)定論。大家都在討論“數(shù)字孿生”的形式、定義以及核心架構(gòu)等。特別是“新基建”提出之后，都在思考“新基建”到底建什么？在城市應(yīng)用中在什么地方、以什么形式融合。當(dāng)年的討論，沒(méi)有太多涉及具體場(chǎng)景的賦能價(jià)值。這或?yàn)?020年技術(shù)路徑的分野，埋下了伏筆。

    在此起跑線上，泰瑞數(shù)創(chuàng)是業(yè)內(nèi)首家提出數(shù)字孿生數(shù)據(jù)中臺(tái)、技術(shù)中臺(tái)和業(yè)務(wù)中臺(tái)概念的公司。劉俊偉說(shuō)，當(dāng)年同行多在可視化效果上著重發(fā)力，但這也衍生出一個(gè)問(wèn)題：可視化表皮下新的數(shù)據(jù)斷層。

    原來(lái)的開(kāi)發(fā)模式中在地圖上呈現(xiàn)底層業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)用的是GIS引擎，從空間數(shù)據(jù)庫(kù)中提取圖層到GIS引擎中渲染，數(shù)據(jù)是一體的。但是當(dāng)前流行的可視化廠商的方案中展示的模型數(shù)據(jù)卻因?yàn)榧夹g(shù)原因接不上底層業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，這相當(dāng)于人為地通過(guò)可視化系統(tǒng)制造出了一條新的數(shù)據(jù)鴻溝。

    這時(shí)候，有的人選擇閉著眼先把錢(qián)賺了，期待以后想出解決辦法。也有的人開(kāi)始坐下來(lái)思考，為什么數(shù)字孿生做成了可視化大屏？

    泰瑞數(shù)創(chuàng)是坐下來(lái)思考的那批人。

（2020年數(shù)字孿生底座2.0產(chǎn)品發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)）

    從2015年開(kāi)始，泰瑞數(shù)創(chuàng)就開(kāi)始研發(fā)語(yǔ)義相關(guān)技術(shù)，2018年1月劉俊偉在接受泰伯網(wǎng)采訪時(shí)正式介紹了語(yǔ)義化數(shù)據(jù)模型產(chǎn)品。在空間幾何模型上增加語(yǔ)義化計(jì)算，這就讓?xiě)铱盏哪�擬仿真接上了物理世界的地氣。

    比如高層建筑的玻璃外墻在“幾何模型”中只是一個(gè)定義，讓它看上去像玻璃。實(shí)際上，它只有可視化屬性，沒(méi)有物理屬性。物理屬性是什么？這面玻璃外墻應(yīng)具備的材質(zhì)特性、應(yīng)力反應(yīng)：多大的風(fēng)吹上去，它有破碎掉落的可能。

    語(yǔ)義化處理后的要素可以標(biāo)注物理屬性，并根據(jù)對(duì)象的全生命周期變化持續(xù)更新。這些技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)為后續(xù)打造數(shù)字孿生底座打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

    而在2020年發(fā)布的2.0的數(shù)字孿生底座中，又衍生出“多模態(tài)”的概念，這是語(yǔ)義化的更進(jìn)一步的升級(jí)。這次升級(jí)得益于泰瑞數(shù)創(chuàng)的另一個(gè)數(shù)據(jù)采集方案高光譜技術(shù)的成熟，旗下上海航遙研發(fā)的高光譜相機(jī)問(wèn)世。

    通過(guò)高光譜相機(jī)可以精細(xì)捕獲和分析一片空間區(qū)域內(nèi)逐點(diǎn)上的光譜，由于可以檢測(cè)到單個(gè)對(duì)象的獨(dú)特光譜“特征”因此可以捕捉到靠視覺(jué)無(wú)法區(qū)分的物質(zhì)，能夠把眼睛看不到的信息呈現(xiàn)出來(lái)。“我們提出多模態(tài)的概念，除了光譜信息之外還有電磁場(chǎng)、重力場(chǎng)、溫濕度等多源信息。在數(shù)據(jù)層面先做到融合，再去考慮可視化。將可視化訴求的優(yōu)先級(jí)下調(diào)。”

    加入多模態(tài)的模型，能夠在數(shù)字空間完整地還原物理世界的鏡像。但距離解決數(shù)字孿生的“數(shù)字鴻溝”仍有最后一公里的距離。加入機(jī)理模型的數(shù)字孿生底座3.0意味著泰瑞數(shù)創(chuàng)有了一個(gè)解決上述問(wèn)題的創(chuàng)新突破。

    機(jī)理模型是什么？

    這個(gè)概念最早出現(xiàn)在工業(yè)領(lǐng)域。學(xué)術(shù)上這樣解釋它：根據(jù)對(duì)象、生產(chǎn)過(guò)程的內(nèi)部機(jī)制或者物質(zhì)流的傳遞機(jī)理建立起來(lái)的精確數(shù)學(xué)模型。舉個(gè)工業(yè)中的例子，汽車(chē)生產(chǎn)制作中的一道工序是為車(chē)門(mén)噴涂上漆。把車(chē)門(mén)放到噴漆池里，車(chē)門(mén)與漆接觸會(huì)產(chǎn)生一系列的物化反應(yīng)。根據(jù)反應(yīng)的結(jié)果不同，下一步加工環(huán)節(jié)會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。一個(gè)總裝車(chē)間里，根據(jù)不同的工況、不同的工藝要求，一套工序會(huì)由很多機(jī)理模型組成。

    劉俊偉說(shuō)，將之應(yīng)用到城市管理中我們算是先行者。“之前很少有人提到要在城市管理、安全應(yīng)急里面用大量機(jī)理模型，業(yè)內(nèi)人士幾乎沒(méi)有這個(gè)概念。”

    不過(guò)只有將機(jī)理模型引入數(shù)字孿生城市中，才能夠在真正意義上將物理世界與數(shù)字孿生世界相連，并產(chǎn)生不可估量的應(yīng)用價(jià)值。“只有在運(yùn)行的機(jī)理層面有完整的描述和定義，才能把數(shù)字孿生體的模型嵌入到城市管理的流程中，通過(guò)最小的管理單元，走一網(wǎng)通辦、一網(wǎng)統(tǒng)管的流程。若無(wú)機(jī)理模型，應(yīng)用則只能停留在一些可視化的數(shù)據(jù)圖表統(tǒng)計(jì)上，做不了更高級(jí)別的數(shù)字孿生應(yīng)用。”

    泰瑞數(shù)創(chuàng)靠什么建立起機(jī)理模型？

    時(shí)空語(yǔ)義知識(shí)圖譜。

    泰瑞數(shù)創(chuàng)把機(jī)理模型的要素，通過(guò)知識(shí)圖譜，和物理空間關(guān)聯(lián)在一起。這樣的話，可以通過(guò)知識(shí)圖譜庫(kù)做查詢、檢索乃至預(yù)測(cè)。和1.0相比這是一個(gè)巨大的變化。之前的數(shù)字孿生服務(wù)的是人，而3.0服務(wù)的對(duì)象是城市大腦、是機(jī)器智能。泰瑞數(shù)創(chuàng)做的數(shù)字孿生城市是要為機(jī)器智能營(yíng)造一個(gè)決策環(huán)境，這是一個(gè)重大的本質(zhì)性變化。

    不過(guò)，機(jī)理模型后續(xù)發(fā)揮作用需要靠不斷的知識(shí)積累和持續(xù)的外部輸入。框架有了之后，需要城市運(yùn)營(yíng)者將城市管理的指標(biāo)、體征、執(zhí)法依據(jù)，或者工作流程等輸入到框架中。這樣可以形成一套自運(yùn)轉(zhuǎn)的體系。“在數(shù)字孿生城市里，相當(dāng)于構(gòu)建了一個(gè)大腦和神經(jīng)中樞不停地學(xué)習(xí)輸入的數(shù)據(jù)和內(nèi)容，并逐漸積淀，形成自身的知識(shí)基礎(chǔ)。”

    泰瑞數(shù)創(chuàng)數(shù)字孿生底座從1.0到3.0的核心驅(qū)動(dòng)力是什么？劉俊偉說(shuō)，驅(qū)動(dòng)力是對(duì)數(shù)字孿生這件事情的本質(zhì)追求。泰瑞數(shù)創(chuàng)團(tuán)隊(duì)不想做一個(gè)過(guò)渡性的產(chǎn)品或者做一個(gè)臨時(shí)性的解決方案。

    “我們希望能夠做出一款具有一定歷史影響力的產(chǎn)品。”

    02

    數(shù)字孿生的“國(guó)產(chǎn)化創(chuàng)新”

    2020年的“分道揚(yáng)鑣”，或是一場(chǎng)命中注定。

    國(guó)內(nèi)做數(shù)字孿生城市的，分為兩種不同基因的人。一種人出身GIS行業(yè)、遙感測(cè)繪或者工業(yè)仿真；另一種人原本從事游戲、房地產(chǎn)、傳媒或大數(shù)據(jù)可視化工作。

    泰瑞數(shù)創(chuàng)屬于前者。

    測(cè)繪出身的人，想的更多的是空間幾何理念。做媒體可視化的人，會(huì)更多考慮如何渲染，做出酷炫特效。雖然很多泰瑞數(shù)創(chuàng)管理層是測(cè)繪、地理信息領(lǐng)域?qū)＜遥�但員工整體架構(gòu)卻更為多元，來(lái)自自動(dòng)化專業(yè)和計(jì)算機(jī)專業(yè)的骨干能夠提供多源的知識(shí)。核心管理者在德國(guó)留過(guò)學(xué)，并在數(shù)字孿生的頭部企業(yè)西門(mén)子有多年的工作經(jīng)驗(yàn)，能夠接觸到數(shù)字孿生的成功案例。

    數(shù)字孿生底座從1.0到3.0、從幾何到機(jī)理，這條路徑不是泰瑞數(shù)創(chuàng)團(tuán)隊(duì)拍腦袋想出來(lái)的。他們參考了其他行業(yè)數(shù)字孿生的歷史發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，在每一個(gè)變革期做出選擇的方法和技術(shù)細(xì)節(jié)。泰瑞數(shù)創(chuàng)認(rèn)為，要為客戶提供真正有價(jià)值的數(shù)字孿生城市產(chǎn)品和服務(wù)，就要用長(zhǎng)期思維和價(jià)值理念來(lái)衡量數(shù)字孿生城市。

    劉俊偉將之概括為數(shù)字孿生的國(guó)產(chǎn)化創(chuàng)新。

    “我們無(wú)需花精力思考數(shù)字孿生的本源或核心是什么，因?yàn)槲鏖T(mén)子等先行者已經(jīng)思考過(guò)了。泰瑞數(shù)創(chuàng)做的是根據(jù)國(guó)內(nèi)城市情況，改造出來(lái)一個(gè)適合中國(guó)國(guó)情的版本。”這說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單，做起來(lái)難。城市治理數(shù)據(jù)應(yīng)用環(huán)境法規(guī)和工業(yè)有很大差別。這種差別讓泰瑞數(shù)創(chuàng)將數(shù)字孿生城市從整體技術(shù)架構(gòu)到商業(yè)模式，進(jìn)行重新拆解、驗(yàn)證。

    劉俊偉提到把領(lǐng)導(dǎo)的建設(shè)思路從可視化管控轉(zhuǎn)移到機(jī)器理解知識(shí)自主優(yōu)化的角度，需要一些時(shí)間。

    “這個(gè)路徑在工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)走完了一遍。我們要驗(yàn)證的是，同樣一個(gè)路徑在城市、在中國(guó)能不能重新再走一遍。”

    03

    蹺蹺板的兩端：

    遙遠(yuǎn)的元宇宙與即將到來(lái)的振蕩期

    最近，元宇宙的概念火了起來(lái)。

    這個(gè)概念最早出于科幻小說(shuō)《雪崩》。尼爾斯·蒂芬森1992年創(chuàng)作完成這部作品。該作品第一次提出并描繪了元宇宙，在社交網(wǎng)絡(luò)到來(lái)前就預(yù)言了未來(lái)虛擬時(shí)空中的人類社交與其他活動(dòng)。《雪崩》啟發(fā)了一代互聯(lián)網(wǎng)人，扎克伯格將《雪崩》列為Facebook內(nèi)部讀物。甚至他發(fā)帖展望虛擬世界的未來(lái)時(shí)也引用了小說(shuō)中的相關(guān)表述。

    “元宇宙”讓追數(shù)字孿生熱點(diǎn)的人有些尷尬。

    原來(lái)有些追數(shù)字孿生熱點(diǎn)的人，他們可能后悔追早了熱點(diǎn)，如果晚一年追Metaverse元宇宙概念，公司估值可能還更高一點(diǎn)。現(xiàn)在追逐元宇宙概念的創(chuàng)業(yè)者也大多數(shù)來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)、游戲或者區(qū)塊鏈這些風(fēng)口行業(yè)。其實(shí)這也體現(xiàn)出了傳統(tǒng)制造業(yè)強(qiáng)國(guó)德國(guó)和以虛擬經(jīng)濟(jì)為支柱的美國(guó)之間的差異。

    無(wú)論元宇宙還是數(shù)字孿生，形式上看上去類似，但本質(zhì)上確是完全不同的概念。兩者都需要?jiǎng)?chuàng)建數(shù)字世界中的虛擬對(duì)象，但數(shù)字孿生要求必須和物理世界對(duì)象的強(qiáng)綁定，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)互動(dòng)的閉環(huán)，而元宇宙定位于在虛擬的數(shù)字化形態(tài)下的永生，最好是脫離物理世界自由發(fā)展，形成一種弱綁定甚至無(wú)關(guān)聯(lián)的形態(tài)。

    相比元宇宙強(qiáng)調(diào)的永續(xù)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，數(shù)字孿生更聚焦在場(chǎng)景化的應(yīng)用上。從落地效率和回報(bào)周期來(lái)看，數(shù)字孿生比元宇宙更加容易得到市場(chǎng)化的驗(yàn)證。

    與其為了追逐熱點(diǎn)而朝三暮四，不妨放下遙遠(yuǎn)的元宇宙，多關(guān)注一下即將到來(lái)的數(shù)字化產(chǎn)業(yè)的振蕩期。

    目前，智慧城市建設(shè)經(jīng)費(fèi)受疫情和土地財(cái)政收入收縮，影響較大。從長(zhǎng)期來(lái)看，智慧城市的投入，會(huì)進(jìn)入到一個(gè)更理智、更平穩(wěn)的發(fā)展周期。城市管理者將更加謹(jǐn)慎，他們希望把投進(jìn)去的每一筆錢(qián)都能花到位。最近河南洪澇災(zāi)害和各地頻繁發(fā)生的安全生產(chǎn)事故也給智慧城市建設(shè)拉響了警鐘，市場(chǎng)留給無(wú)效果投入的空間不多了。只有真實(shí)能提供價(jià)值的企業(yè)才能夠拿到市場(chǎng)份額。

    今年，一些以可視化為核心能力的公司雖然陸續(xù)還有業(yè)務(wù)，但是在驗(yàn)收和回款上已經(jīng)出現(xiàn)問(wèn)題。“以前，有些同行投入很多資源，企業(yè)盲目擴(kuò)招，甚至用低于成本的價(jià)格簽約很多項(xiàng)目。這是虛假繁榮，是面子工程，不能創(chuàng)造真實(shí)價(jià)值，最后現(xiàn)金流也會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。”

    劉俊偉預(yù)測(cè)，數(shù)字孿生城市或?qū)⒚媾R大洗牌。

    他相信市場(chǎng)的新變化將有利于泰瑞數(shù)創(chuàng)。“不管數(shù)字孿生怎么做，都要提高效率，降低成本”。而泰瑞數(shù)創(chuàng)定位于用數(shù)字孿生技術(shù)從城市、工業(yè)再到生活三個(gè)階段循序漸進(jìn)的發(fā)展，讓人們能夠更好地控制和預(yù)測(cè)物理世界，提高物理世界效率與安全性。

    “數(shù)字孿生的目的不是脫實(shí)向虛，我們希望通過(guò)核心技術(shù)優(yōu)化重塑一個(gè)更美好的物理世界。”