2023年中國數(shù)字孿生城市行業(yè)研究報告：虛實相生

相生中國數(shù)字孿生城市行業(yè)研究報告?2023.1iResearchInc.寫在前面隨著城鎮(zhèn)化進程加快、城鎮(zhèn)化與信息化的廣泛滲透和深度融合，城市治理和運行水平有所提升，但各種城市病仍然存在甚至局部加劇。不是城市信息化建設(shè)失效了，而是過往的技術(shù)方案無法匹配城市日新月異的發(fā)展速度和需要。在新型城鎮(zhèn)化建設(shè)和新型智慧城市建設(shè)的新階段，數(shù)字孿生提供了一種全要素、全天候、全生命周期、實時感知監(jiān)測、交互控制、推演預(yù)測、科學(xué)決策的顛覆性的創(chuàng)新理念，迅速成為了我國以及世界各國、各地區(qū)城市運營管理的抓手。數(shù)字孿生城市從概念提出至今不足十年，期間世界各國雖積極推動建設(shè)，但目前仍處于單場景、部分功能實現(xiàn)的起步探索階段。我國早在2018年雄安新區(qū)規(guī)劃綱要中就提出了數(shù)字孿生城市的概念，而后“十四五”規(guī)劃綱要中明確提出完善城市信息模型平臺，探索建設(shè)數(shù)字孿生城市，為數(shù)字孿生城市營造了良好的發(fā)展環(huán)境，引導(dǎo)全國各省市加速建設(shè)落地，數(shù)字孿生城市市場機遇與挑戰(zhàn)并存。得益于和行業(yè)專家、企業(yè)的多方交流，艾瑞咨詢撰寫了《中國數(shù)字孿生城市行業(yè)報告撰寫艾瑞咨詢產(chǎn)業(yè)研究十三部研究報告》報告撰寫艾瑞咨詢產(chǎn)業(yè)研究十三部展等理論內(nèi)容和市場現(xiàn)狀分析，針對高價值應(yīng)用場景展開研究，最后對阻礙行業(yè)發(fā)展的難點卡點進行思考與呼吁。希望同行業(yè)多方分享和探討我們對數(shù)字孿生城市的認知和理解，共同推進數(shù)字孿生城市行業(yè)的發(fā)展。2?2023.1iResearchInc.3摘要概念定義：數(shù)字孿生城市是指在數(shù)字世界中創(chuàng)建一個同物理實體城市外觀一致、行動一致、思想一致的數(shù)字虛擬城市，實現(xiàn)對現(xiàn)實世界的監(jiān)測、診斷、回溯、預(yù)測和決策控制，用于實體城市的規(guī)劃、建設(shè)、治理和優(yōu)化等全生命周期管理，提高城市運行效率和市民居住體驗技術(shù)體系：數(shù)字孿生城市不是單一技術(shù)，而是以積木式組裝結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、BIM、GIS、人工智能等多項前沿技術(shù)的“巨技術(shù)”，其難點主要聚焦在數(shù)據(jù)管理、信息模型和仿真分析三個環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)接入環(huán)節(jié)亟需政府層面統(tǒng)一標準，模型層面需要脫離形式主義，關(guān)注語義建模，仿真層面需要多領(lǐng)域建立模型庫，提升算法的商業(yè)化落地能力發(fā)展現(xiàn)狀：?市場環(huán)境：多方施策與標準制定雙管齊下，市場環(huán)境整體積極向好發(fā)展?產(chǎn)業(yè)格局：產(chǎn)業(yè)鏈處于整合發(fā)展初期，玩家巨頭化特征顯著，市場格局未定?市場規(guī)模：2022年中國數(shù)字孿生城市市場規(guī)模為51億元，年復(fù)合增長率達50%，城市信息模型基礎(chǔ)平臺和場景化應(yīng)用同步落地應(yīng)用場景：綜合技術(shù)匹配度、規(guī)模化潛力和市場規(guī)模三個維度評價數(shù)字孿生城市場景化應(yīng)用價值，城市交通、地下管廊和產(chǎn)業(yè)園區(qū)是三大價值場景，其中全景路口結(jié)合自動駕駛有望實現(xiàn)規(guī)?；涞兀坏叵鹿芾群蛿?shù)字孿生技術(shù)具有先天的適配性，中長期具有發(fā)展?jié)摿?；?shù)字孿生助力產(chǎn)業(yè)園區(qū)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、加速產(chǎn)城融合思考與呼吁：亟需推進標準統(tǒng)一、商業(yè)模式創(chuàng)新和市民應(yīng)用開發(fā)等方面的工作進程來源：公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。定義內(nèi)涵與技術(shù)體系定義內(nèi)涵與技術(shù)體系1行業(yè)現(xiàn)狀行業(yè)現(xiàn)狀2應(yīng)用場應(yīng)用場景3思考與呼吁思考與呼吁45拉齊共識用于：城市件等預(yù)先技術(shù)為工業(yè)+數(shù)字孿生奠定了技術(shù)基礎(chǔ)聯(lián)網(wǎng)、用于：城市件等預(yù)先技術(shù)為工業(yè)+數(shù)字孿生奠定了技術(shù)基礎(chǔ)聯(lián)網(wǎng)、智能制造戰(zhàn)略提供了創(chuàng)新發(fā)展的機遇等2015年工業(yè)軟件巨頭陸續(xù)發(fā)布數(shù)字孿生產(chǎn)品及解決方案覆蓋電力、能細分行業(yè)2015年劃、部門協(xié)調(diào)、公共服務(wù)等在全國各級城市全面推進數(shù)字孿生建設(shè)，探索建設(shè)數(shù)字孿生城市2020年家數(shù)字孿生發(fā)展建設(shè)，設(shè)定國家級標準2022年建立一個全面和高精度的數(shù)學(xué)孿生地球，監(jiān)芽：物理孿生1960s構(gòu)建多個地面半物理模務(wù)控制人員的操作培訓(xùn)和故障處理義：數(shù)字孿生AFRL，機身數(shù)字孿生(ADT)發(fā)起ADT項目并做出“DigitalTwin”這一表述。機身生命周表相關(guān)文獻2010在技術(shù)路線圖TechnologyArea11中首次提出“DigitalTwin”這一概念并作出定義2002年發(fā)表“PLM”概念設(shè)想，并先后提出“鏡像空間模型”、“信息鏡像架做出了清晰的表達和高度的歸納數(shù)字孿生的前世今生：發(fā)展歷程與應(yīng)用領(lǐng)域用探索期，數(shù)字孿生城市具有規(guī)模應(yīng)用潛力于：航天航空領(lǐng)域：工業(yè)注釋：1、PLM,ProductLifecycleManagement，產(chǎn)品生命周期管理；2、AFRL,AirForceResearchLaboratory,美國空軍研究實驗室。來源：公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。?2023.1iResearchInc.6如何理解“數(shù)字孿生城市”念在城市空間的應(yīng)用，服務(wù)于城市全生命周期孿生還是數(shù)字孿生城市，其定義都在專家、學(xué)者和相關(guān)從業(yè)人員的研究與實踐中不斷的優(yōu)化調(diào)整。相較于數(shù)字孿生，數(shù)字孿生城市圈定了“城市”這一地理空間范圍，內(nèi)涵定義脫離了抽象理念，扎根于“智慧城市”這一優(yōu)渥土壤，生城市的原理、功能、預(yù)期用途和受益方也更為清晰明朗。通過融合、提煉現(xiàn)有報告內(nèi)容成果，解構(gòu)數(shù)字孿生城市特征，艾瑞認為數(shù)字孿生城市是指在數(shù)字世界中創(chuàng)建一個同物理實體城市外觀一致、行動一致、思想一致的數(shù)字虛，實現(xiàn)對現(xiàn)實世界的監(jiān)測、診斷、回溯、預(yù)測和決策控制，用于實體城市的規(guī)劃、建設(shè)、治理和優(yōu)化等全生命周期數(shù)字孿生城市的定義梳理中國信通院，《數(shù)字孿生城市研究報告(2018)》實時化和可視化、城市運行管理協(xié)同化智能化，實現(xiàn)物理城市與數(shù)字城市協(xié)同交互、平行運轉(zhuǎn)佐治亞理工學(xué)院，《Smartcitydigitaltwins》世界經(jīng)濟論壇&信通院，《數(shù)字孿生城市：框架和全球?qū)嵺`》數(shù)字孿生城市是“數(shù)字孿生”概念在智慧城市建設(shè)中的新應(yīng)用數(shù)字孿生城市是“數(shù)字孿生”概念在智慧城市建設(shè)中的新應(yīng)用實世界進行映射和交互，實現(xiàn)城市物理維度和數(shù)字維度之間的交互 制和模擬變化發(fā)生在真實城市中，以提高城市的復(fù)原力、可持續(xù)性和宜居性全國信標委智慧城市標準工作組，《城市數(shù)字孿生標準化白皮書》和社會空間中物理實體對象以及關(guān)系、活動等在數(shù)字空間的多維映射和連接來源：公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。?2023.1iResearchInc.7n城市信息模型資源共享深度融合協(xié)同運作智能服務(wù)激勵創(chuàng)新……城市信息化第三階段新型智慧城市2015-借由數(shù)字孿生技術(shù)，實現(xiàn)全量信息的匯聚和管理，城市全生命周期的科學(xué)管理-全面的、雙向的、實時的復(fù)雜巨系統(tǒng)城市信息化第二階段智慧城市2012數(shù)字孿生城市和智慧城市的關(guān)系n城市信息模型資源共享深度融合協(xié)同運作智能服務(wù)激勵創(chuàng)新……城市信息化第三階段新型智慧城市2015-借由數(shù)字孿生技術(shù)，實現(xiàn)全量信息的匯聚和管理，城市全生命周期的科學(xué)管理-全面的、雙向的、實時的復(fù)雜巨系統(tǒng)城市信息化第二階段智慧城市2012新高度，新型智慧城市建設(shè)的最佳助力智能化發(fā)展。新型智慧城市總結(jié)了前期建設(shè)中存在的問題(數(shù)據(jù)煙囪等)，強調(diào)以人為本，以數(shù)字孿生城市為核心理念，城市信息化發(fā)展階段以人為本全面互聯(lián)智以人為本全面互聯(lián)nn新型數(shù)字孿生n智慧空間治理-通過物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)對物理城市的全面感知，以解決各方面的智能化決策支撐問題-局部的、雙向的、動態(tài)的智能系統(tǒng)城市信息化第一階段數(shù)城市信息化第一階段數(shù)字城市--零散的、單向的、靜態(tài)的電子副本1998來源：公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。?2023.1iResearchInc.89加深理解劃交通下管廊急務(wù)場景應(yīng)用應(yīng)用層IT基礎(chǔ)設(shè)施★劃交通下管廊急務(wù)場景應(yīng)用應(yīng)用層IT基礎(chǔ)設(shè)施★仿真分析城市交通仿真|排水防澇仿真|城市宜居環(huán)境仿真|能耗仿真|消防仿真|風環(huán)境仿真|……仿真層計建模bGL代碼引擎型★城市信息模型CIM模型層★數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)標準與接入|數(shù)據(jù)融合與治理|數(shù)據(jù)存儲與計算|數(shù)據(jù)挖掘與分析|數(shù)據(jù)安全與開放數(shù)據(jù)通信WiFi|Zigbee|藍牙|4G|5G|NBIoT數(shù)據(jù)層連接層物聯(lián)采集傳感器|RFID|視頻監(jiān)控|智能化設(shè)備|LBS與高精度定位感知層市部件車人物理對象算存儲網(wǎng)絡(luò)會聚、多技術(shù)跨界融合的典型特征鏈相數(shù)字孿生城市的技術(shù)堆棧來源：公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制?2023.1iResearchInc.10?2023.1iResearchInc.111設(shè)備直連WiFi網(wǎng)卡設(shè)備，如物聯(lián)網(wǎng)電表(3G/4G)等2網(wǎng)關(guān)接入于局域網(wǎng)設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)安全考慮不接接入互聯(lián)網(wǎng)的1設(shè)備直連WiFi網(wǎng)卡設(shè)備，如物聯(lián)網(wǎng)電表(3G/4G)等2網(wǎng)關(guān)接入于局域網(wǎng)設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)安全考慮不接接入互聯(lián)網(wǎng)的，工業(yè)和樓宇自領(lǐng)域的行標設(shè)備為典型應(yīng)用。此備Zigbee3第三方異構(gòu)平臺/內(nèi)部系統(tǒng)議交互IP設(shè)備QP聯(lián)網(wǎng)平臺設(shè)備接入能力是孿生城市建設(shè)的基礎(chǔ)數(shù)字孿生城市設(shè)備接入方案和數(shù)據(jù)已上傳本IT的設(shè)備標準協(xié)議，直連上云，雙向交互/邊緣設(shè)備換分析存儲安全據(jù)層數(shù)據(jù)接入設(shè)備安全認證轉(zhuǎn)換融合數(shù)據(jù)預(yù)處理端SDK清洗密冊接密高質(zhì)量可用數(shù)據(jù)來源：公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)重點解析|數(shù)據(jù)層輸入必然導(dǎo)致低質(zhì)的輸出(GIGO)，時空大數(shù)據(jù)的高效管理對孿生系統(tǒng)的價值釋放至關(guān)重要，是使能北向應(yīng)用的數(shù)字底數(shù)字孿生城市時空數(shù)據(jù)的構(gòu)成與特點時空基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源調(diào)查數(shù)據(jù)規(guī)劃管理數(shù)據(jù)工程建設(shè)項目數(shù)據(jù)公共專題數(shù)據(jù)物聯(lián)感知數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容-行政區(qū)-測繪遙感數(shù)據(jù)-三維模型-國土調(diào)查-地質(zhì)調(diào)查-耕地資源-水資源-房屋建筑普查-市政設(shè)施普查-重要控制線-國土空間規(guī)劃-專項規(guī)劃-已有相關(guān)規(guī)劃-立項用地規(guī)劃許可數(shù)據(jù)-建筑工程規(guī)劃許可數(shù)據(jù)-施工許可數(shù)據(jù)-竣工驗收數(shù)據(jù)-社會數(shù)據(jù)-法人數(shù)據(jù)-人口數(shù)據(jù)-興趣點數(shù)據(jù)-地址數(shù)據(jù)-宏觀經(jīng)濟數(shù)據(jù)-建筑檢測數(shù)據(jù)-市政設(shè)施檢測數(shù)據(jù)-氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)-交通監(jiān)測數(shù)據(jù)-生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)-城市安防數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)類型矢量/柵格/影像/信息模型矢量/文檔矢量/信息模型矢量/結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)/文檔/信息模型矢量/結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)/非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)更新頻次1-6個月，不超過一年實時調(diào)用，無更新頻次概念根據(jù)數(shù)據(jù)采集頻率實時自動更新，毫秒~小時靜態(tài)動態(tài)靜態(tài)動態(tài)宏觀微觀宏觀中觀微觀數(shù)據(jù)來源測繪采集相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)一般直接接入、實時查詢調(diào)用，用于訓(xùn)練的數(shù)據(jù)需拷貝至本地端側(cè)設(shè)備采集接入來源：公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。?2023.1iResearchInc.122“做場景”場景規(guī)模、精度2“做場景”場景規(guī)模、精度勢性選擇3DMAXWebGLUE4Three.JS……2.5D游戲級D2D衛(wèi)星遙感傾斜攝影激光點云街景物理世界原始數(shù)據(jù)高質(zhì)量非結(jié)構(gòu)化圖像 實時渲染結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)/行業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)模型規(guī)劃設(shè)計圖物聯(lián)數(shù)據(jù)性，服務(wù)于機器學(xué)習(xí)是建模的根本目的內(nèi)涵。數(shù)字孿生城市信息模型(簡稱CIM)由實景三維模型和語義模型共同構(gòu)成。空間幾何建模是對物理世界三維立體結(jié)構(gòu)城1語1幾何語義分割與提取獲取實體對象的幾何形態(tài)、類型等基本和附加屬性信息時空知識圖譜在地理信息知識圖譜的基礎(chǔ)上引入時間屬性，動態(tài)的描述時空構(gòu)成關(guān)系和層級關(guān)系(語義關(guān)系)，構(gòu)建語義網(wǎng)絡(luò)物模型對設(shè)備功能的抽象化語義表達來源：公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。?2023.1iResearchI?2023.1iResearchInc.14關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)重點解析|仿真層現(xiàn)孿生應(yīng)用價值層級的躍升數(shù)字孿生城市的成熟度模型以虛優(yōu)實以虛優(yōu)實|自主決策以虛預(yù)實|預(yù)測基于仿真算法對城市未來運行過程的可視化預(yù)演和對運行以虛控實|控制程可基于局部智能化進一步提高效率由實入虛-以虛映實|監(jiān)測可視化監(jiān)測定位L4等自主推理、預(yù)測和診斷，提供潛在優(yōu)化措施和最優(yōu)決策高階目標L3當前階段L2基礎(chǔ)層級L1注釋：數(shù)字孿生城市各價值層次間存在先后順序和價值高低，高價值層次的實現(xiàn)需建立在低價值層級的基礎(chǔ)之上。來源：公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。?2023.1iResearchInc.15關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)重點解析|仿真層突破仿真算法發(fā)展瓶頸，賦能決策“謀定而后動”CIM，，需L市全數(shù)字孿生城市的運行機制示例：L3層級物理世界數(shù)據(jù)集成????數(shù)據(jù)集成??????智能化決策依據(jù)監(jiān)測、分析、推演的結(jié)果控制現(xiàn)實世界據(jù)數(shù)案據(jù)施據(jù)據(jù)器方數(shù)設(shè)數(shù)數(shù)感劃被道筑口傳規(guī)植街建人數(shù)字世界模擬推演連續(xù)監(jiān)測和可視化展現(xiàn)道路和建筑等資產(chǎn)的屬性和性能，監(jiān)測自然或人為威脅，如地表溫度上升、事故等++I.模擬和可視化城市新建項目對經(jīng)濟-社會-環(huán)境的影響，用于評估多種規(guī)劃方案的可行性，提高城市宜居性II.預(yù)測城市風險，降低風險傷害，提高城市韌性，如雨雪擁堵、排放等注釋：上圖為微觀場景技術(shù)理論分析，不代表實際案例。來源：公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。定義內(nèi)涵與技術(shù)體系定義內(nèi)涵與技術(shù)體系1行業(yè)現(xiàn)狀行業(yè)現(xiàn)狀2應(yīng)用場應(yīng)用場景3思考與呼吁思考與呼吁4市場環(huán)境多方施策與標準制定雙管齊下數(shù)字孿生城市政策現(xiàn)狀(1/2)CIM臺建設(shè)，十四五規(guī)劃引發(fā)政策高峰期Phase1探索與建設(shè)指導(dǎo)以雄安為樣本探索數(shù)字孿生，住建部牽頭城市信息模型平臺建設(shè)政策簡稱《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》《關(guān)于開展城市信息模型(CIM)基礎(chǔ)平臺建設(shè)的指導(dǎo)意見》《關(guān)于加快推進新型城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》頒布單位與時間18發(fā)改委，2019住建部等，2020重點內(nèi)容前瞻探索：數(shù)字城市與現(xiàn)實城市同步規(guī)同步建設(shè)，適度超前布局智能基礎(chǔ)設(shè)施，打造全球領(lǐng)先的數(shù)字城市產(chǎn)業(yè)鼓勵：城市信息模型相關(guān)性技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用設(shè)為鼓勵性產(chǎn)業(yè)建設(shè)推進：CIM平臺+規(guī)劃建設(shè)管理建設(shè)推進：國家、省、城市三級CIM平臺體系架構(gòu)Phase2總體規(guī)劃與標準規(guī)范十四五明確數(shù)字孿生城市國家戰(zhàn)略，各部委陸續(xù)跟進、完善配套政策政策簡稱”十四五“規(guī)劃《“十四五”國家信息化規(guī)劃》《實景三維中國建設(shè)技術(shù)大綱》五”推動高質(zhì)量發(fā)展的國家標準體系建設(shè)規(guī)劃》五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》頒布單位與時間中共中央，2020中央網(wǎng)信委，2021自然資源部，2021國家標準委等，202122重點內(nèi)容國家戰(zhàn)略指引：完善城市信息模型平臺，探索建設(shè)數(shù)字孿生城市總體規(guī)劃：推進城市數(shù)據(jù)資源體系和數(shù)據(jù)大腦建設(shè)，完善城市信息模型，探索建設(shè)數(shù)字孿生城市規(guī)范：明確建設(shè)任務(wù)和技術(shù)路線規(guī)范：標準體系建設(shè)總體規(guī)劃：完善城市信息模型，地方建設(shè)因地制宜來源：公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。?2023.1iResearchI?2023.1iResearchInc.19數(shù)字孿生城市政策現(xiàn)狀(2/2)Phase3A場景融合應(yīng)用行業(yè)政策紛紛出臺，促進技術(shù)與行業(yè)應(yīng)用深度融合政策簡稱《城市市政基礎(chǔ)設(shè)施普查和綜合管理信息平臺建設(shè)工作指導(dǎo)手冊》劃(2021-2023年)》《公路“十四五”發(fā)展規(guī)劃》五”水安全保障規(guī)劃》五”國家應(yīng)急體系規(guī)劃》頒布單位與時間住建部，2021工信部，2021交通運輸部，2022發(fā)改委、水利部，202222重點內(nèi)容數(shù)字孿生+城市地下基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字孿生+智慧表計數(shù)字孿生+交通，CIM和路網(wǎng)感知、基礎(chǔ)設(shè)施同步建設(shè)，加強重點設(shè)施主動預(yù)警數(shù)字孿生+水利，流域?qū)I(yè)模型和可視化模型，仿真能力建設(shè)，重點防護區(qū)域試點建設(shè)數(shù)字孿生+應(yīng)急，基于CIM的防洪排澇智能化管理平臺建設(shè)Phase3B地方政策落實地方層面：《關(guān)于加快推進新型城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》和“十四五”規(guī)劃發(fā)布以來，全國各省級行政區(qū)自2021年起陸續(xù)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)三年行動計劃和十四五規(guī)劃中提及“數(shù)字孿生城市”或概念相關(guān)建設(shè)內(nèi)容，數(shù)字孿生作為需突破的信息領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)列入多地科技創(chuàng)新規(guī)劃。各地政策與實踐列舉：—北京市，《北京市“十四五”時期智慧城市發(fā)展行動綱要》，積極探索建設(shè)虛實交互的城市數(shù)字孿生底座—上海市，《上海市全面推進城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型“十四五”規(guī)劃》，加快推城市形態(tài)向數(shù)字孿生演進，構(gòu)筑城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型“新底座”—福建省福州市，《福州市推進新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行動方案(2020-2022年)》，全面升級時空地理信息平臺，匯聚地理空間(GIS)、城市與建 (CIM+BIM)、動態(tài)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)，關(guān)系與規(guī)則(AI)等數(shù)據(jù)信息，聚焦重點場景有序建設(shè)數(shù)字孿生城市—海南，《智慧海南總體方案》，到2025年底,，基本建成以“智慧賦能自由港”“數(shù)字孿生第一省”為標志的智慧海南?！笔?，《湖北省新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)“十四五”規(guī)劃》，以武漢市東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)部分區(qū)域為試點探索建設(shè)數(shù)字孿生城市來源：公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。工作數(shù)字孿生城市標準梳理組織簡稱/編號名稱狀態(tài)層級工作數(shù)字孿生城市標準梳理組織簡稱/編號名稱狀態(tài)層級《城市信息模型基礎(chǔ)平臺技術(shù)導(dǎo)則》《城市信息模型基礎(chǔ)平臺技術(shù)標準》《房屋建筑統(tǒng)一編碼與基本屬性數(shù)據(jù)標準》《城市信息模型數(shù)據(jù)加工技術(shù)標準》準/通用性標準準/通用性標準見《城市信息模型平臺竣工驗收備案數(shù)據(jù)標準》見準/專用性標準《城市信息模型平臺施工圖審查數(shù)據(jù)標準》見準/專用性標準《城市信息模型平臺建設(shè)工程規(guī)劃報批數(shù)據(jù)標準》見準/專用性標準《城市信息模型平臺建設(shè)用地規(guī)劃管理數(shù)據(jù)標準》見準/專用性標準《城市信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標準》見準/基礎(chǔ)性標準《城市信息模型平臺工程建設(shè)項目數(shù)據(jù)標準》見準/專用性標準智標委(TC426)《基于城市信息模型(CIM)的智慧園區(qū)建設(shè)指南》引文件《基于城市信息模型(CIM)的智慧社區(qū)建設(shè)指南》引文件地標委(TC230)《實景三維中國基本要求》準《基礎(chǔ)地理實體數(shù)據(jù)成果規(guī)范》準通標委(TC485)《數(shù)字孿生城市統(tǒng)一標識編碼體系》準《數(shù)字孿生城市參考架構(gòu)》準《城市物模型技術(shù)要求》準《道路數(shù)字孿生》準信標委(TC28)《數(shù)字孿生通用要求》準《城市數(shù)字孿生技術(shù)參考架構(gòu)》準聯(lián)盟《數(shù)字孿生公共信息模型(CIM)平臺總體框架》聯(lián)盟《智慧城市數(shù)字孿生城市技術(shù)參考架構(gòu)》《數(shù)字孿生城市仿真推演系統(tǒng)功能要求》引文件準/通用性標準稿公布作已正式起步，國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)學(xué)研用單位協(xié)同開來源：公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。?2023.1iResearchI?2023.1iResearchInc.210601城市規(guī)劃0602城市建設(shè)0603城市治理0604城市服務(wù)0605產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟0601城市規(guī)劃0602城市建設(shè)0603城市治理0604城市服務(wù)0605產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟03技術(shù)與平臺04安全理護02數(shù)據(jù)重點研制、動態(tài)完善，系統(tǒng)解決標準缺失問題生標準體系結(jié)構(gòu)圖由“01總體”“02數(shù)據(jù)”“03技術(shù)與平臺”“04安全”“05運維/運營”“06城市數(shù)字孿生標準體系結(jié)構(gòu)圖及狀態(tài)0606應(yīng)用005運維/運營01總體征征求意見正在審查缺少信息擬研制已發(fā)布草案來源：《城市數(shù)字孿生標準化白皮書(2022版)》，全國信標委智慧城市標準工作組，艾瑞咨詢研究院整理及繪制。市場活力各路巨頭跑步進場，市場格局未定?2023.1iResearchInc.?2023.1iResearchInc.23技術(shù)服務(wù)和園區(qū)解決方案初創(chuàng)企業(yè)融資情況(1/2)技術(shù)服務(wù)和園區(qū)解決方案M2018-2022年數(shù)字孿生城市投融資事件數(shù)量H投市場整體放緩背景下，全年元，與2021年基本持平1111010720182019202020212022融資事件(起)注釋：1、統(tǒng)計范疇為數(shù)字孿生城市垂直領(lǐng)域的創(chuàng)投事件，不包含布局數(shù)字孿生城市的AI企業(yè)和主要業(yè)務(wù)為數(shù)字孿生工業(yè)的企業(yè)。2、部分企業(yè)的融資信息未對外公開，因此不在本文統(tǒng)計范圍內(nèi)。來源：IT桔子，公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。數(shù)字孿生城市產(chǎn)業(yè)資本布局情況飛渡科技相數(shù)科技光啟元時空大數(shù)據(jù)仿真算法云渲染平臺并購云廬科技 并購奧格科技CIM平臺鴻業(yè)科技云建信CAD設(shè)計4DBIM迅維數(shù)字BIM&數(shù)字孿生引擎注釋：1、實線指投資企業(yè)與數(shù)字孿生城市概念強相關(guān)，虛線表示投資企業(yè)與數(shù)字孿生城市弱相關(guān)，但存在協(xié)同使能作用，因此信息保留。2、部分企業(yè)的融資信息未對外公開，因此不在本文統(tǒng)計范圍內(nèi)。來源：IT桔子，公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。?2023.1iResearchInc.?2023.1iResearchInc.24初創(chuàng)企業(yè)融資情況(2/2)CIM2018-2022年數(shù)字孿生城市獲投企業(yè)業(yè)務(wù)類型分布5.4%8.1%8.1%32.48.1%10.8%13.5%21.6%可視化工具CIM解決方案渲染時空大數(shù)據(jù)可視化工具CIM解決方案渲染注釋：1、部分企業(yè)的產(chǎn)品和業(yè)務(wù)類型多樣化發(fā)展，因此存在一家公司對應(yīng)多個業(yè)務(wù)類型的多次計算情況，一家公司最多同時覆蓋四類業(yè)務(wù)。2、部分企業(yè)的融資信息未對外公開，因此不在本文統(tǒng)計范圍內(nèi)。來源：IT桔子，公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。2018-2022年數(shù)字孿生城市投融資輪次情況并購戰(zhàn)略投資D輪及以上C-C++輪132BB輪及以前的早期融資事件占比逾七成8B-B++輪 PreA輪天使輪69融資事件(起)注釋：1、“D輪及以上”為D輪到Pre-IPO輪次的融資事件數(shù)量。2、統(tǒng)計范疇為數(shù)字孿生城市垂直領(lǐng)域的創(chuàng)投事件，不包含布局數(shù)字孿生城市的AI企業(yè)和主要業(yè)務(wù)為數(shù)字孿生工業(yè)的企業(yè)。部分企業(yè)的融資信息未對外公開，因此不在本文統(tǒng)計范圍內(nèi)。來源：IT桔子，公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。?2023.1iResearchInc.25服務(wù)/良好營商環(huán)境招標與投標施工建設(shè)城市規(guī)劃可行性研究運營治理公眾服務(wù)竣工驗收項目評價勘察設(shè)計數(shù)字孿生城市市場參與者服務(wù)/良好營商環(huán)境招標與投標施工建設(shè)城市規(guī)劃可行性研究運營治理公眾服務(wù)竣工驗收項目評價勘察設(shè)計多，市場初期玩家巨頭化特征顯著中國數(shù)字孿生城市市場參與者內(nèi)環(huán)參與者外環(huán)參與者各類資本外環(huán)參與者各類資本資本注入提高市場活力政府供政府供需雙向牽引：政策標企業(yè)準制定，城市管理需求市民高效管理工具宜居環(huán)境引導(dǎo)市場關(guān)注擴大行業(yè)聲量“規(guī)”“用”“規(guī)”“用”互聯(lián)網(wǎng)大廠硬件供應(yīng)商創(chuàng)業(yè)公司研互聯(lián)網(wǎng)大廠硬件供應(yīng)商創(chuàng)業(yè)公司研究機構(gòu)工作內(nèi)容：工作內(nèi)容：工作內(nèi)容：工作內(nèi)容：-國家和地方各省政策、標準的制定-三級城市信息模型基礎(chǔ)平臺及應(yīng)用的項目建設(shè)方案/設(shè)計、課題研究本階段服務(wù)商：-住建部/廳下屬研究單位-專業(yè)服務(wù)于城市規(guī)劃和住建科技研究領(lǐng)域-住建部信息中心、郵電規(guī)劃設(shè)計研究院、建筑設(shè)計研究院有限公司等來源：公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。-IT基礎(chǔ)設(shè)施和前端設(shè)備的部署-CIM基礎(chǔ)平臺及行業(yè)應(yīng)用的軟件開發(fā)、集成與實施工作本階段服務(wù)商：-根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)分為設(shè)備供應(yīng)商、技術(shù)提供商、場景解決方案廠商、ICT集成商四類-根據(jù)企業(yè)類型分為互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、創(chuàng)業(yè)公司、硬件供應(yīng)商、軟件供應(yīng)商-維護系統(tǒng)正常運行，異常及時處置-根據(jù)開放的數(shù)據(jù)出具運營報告-用戶培訓(xùn)本階段服務(wù)商：-一般由平臺建設(shè)方提供持續(xù)運維服務(wù)，協(xié)助用戶方提高使用率-根據(jù)各業(yè)務(wù)部門的需求反饋持續(xù)進行系統(tǒng)優(yōu)化和上層應(yīng)用開發(fā)時空大數(shù)據(jù)廠商CIM廠商仿真算法廠商建模與可視化廠商BIM廠商數(shù)字李生引擎/可視化PaaS廠商 GIS廠商基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)源采集設(shè)備與服務(wù)供應(yīng)商商器時空大數(shù)據(jù)廠商CIM廠商仿真算法廠商建模與可視化廠商BIM廠商數(shù)字李生引擎/可視化PaaS廠商 GIS廠商基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)源采集設(shè)備與服務(wù)供應(yīng)商商器儲/SDS頭器繪客戶與用戶中國數(shù)字孿生城市產(chǎn)業(yè)圖譜數(shù)字孿生城市技術(shù)提供數(shù)字孿生城市技術(shù)提供商數(shù)據(jù)中心SDI廠商解決方案廠商/集成商解決方案廠商/集成商戶戶眾各部門注釋：各版塊按公司名稱音序排列。來源：公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。?2023.1iResearchInc.26建設(shè)進展CIM平臺與行業(yè)應(yīng)用并進?2023.1iResearchInc.28瀘州市鄭州市南京市西安市南通市合肥市蘇州市武漢市嘉興市上海市成都市重慶市杭州市溫州市臺州市撫州市長沙市六盤水市廈門市規(guī)劃設(shè)計建設(shè)招標建設(shè)進行驗收評測昆明市柳州市佛山市廣州市未獲得招采信息全國各地CIM平臺建設(shè)情況瀘州市鄭州市南京市西安市南通市合肥市蘇州市武漢市嘉興市上海市成都市重慶市杭州市溫州市臺州市撫州市長沙市六盤水市廈門市規(guī)劃設(shè)計建設(shè)招標建設(shè)進行驗收評測昆明市柳州市佛山市廣州市未獲得招采信息CIM首批試點：2018年11月各首批試點：2018年11月京、雄安新區(qū)和中新天津生態(tài)城不同招采階段重點城市數(shù)量占比哈爾濱市8哈爾濱市29.7%長春市鄂爾多斯市10.8%沈陽市北京市蘭州市呼和浩特市規(guī)劃設(shè)計建設(shè)招標建設(shè)進行驗收評測長春市鄂爾多斯市10.8%沈陽市北京市蘭州市呼和浩特市天津市7天津市保定市銀川市銀川市太原市濟南市榆林市青島市城市的CIM平臺建設(shè)提供“廣州經(jīng)驗”期建設(shè)處于第三梯隊開始進行城市級形式、基礎(chǔ)平臺建設(shè)為主注釋：省內(nèi)多個城市同步建設(shè)、進度不同，以進展最快城市為準。來源：各省公共資源交易平臺信息披露，公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。?2023.1iResearchInc.29中國數(shù)字孿生城市市場規(guī)模及預(yù)測地下空間、安防應(yīng)急、環(huán)保水務(wù)等領(lǐng)域的G端(政府和事業(yè)單位)市場應(yīng)用，以及園區(qū)、住宅小區(qū)等B端市場應(yīng)用。“十的驗證；發(fā)并維持較高增長。2019-2025年中國數(shù)字孿生城市市場規(guī)模及預(yù)測249.0% CAGR249.0%98.6%91.3%70.3%46.4%35.5%732887278482019202020212022e2023e2024e2025e中國數(shù)字孿生城市市場規(guī)模(億元)增長率(%)注釋：市場規(guī)模的統(tǒng)計范圍覆蓋城市信息模型基礎(chǔ)平臺建設(shè)和城市空間管理垂直領(lǐng)域應(yīng)用，不包含醫(yī)療、教育、文旅和能源電力領(lǐng)域的應(yīng)用，傳統(tǒng)建筑信息模型項目建設(shè)和標準制定、技術(shù)測試等和城市建設(shè)不直接相關(guān)的資金投入。來源：專家訪談、公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。定義內(nèi)涵與技術(shù)體系定義內(nèi)涵與技術(shù)體系1行業(yè)現(xiàn)狀行業(yè)現(xiàn)狀2應(yīng)用場應(yīng)用場景3思考與呼吁思考與呼吁4?2023.1iResearchInc.31地下管網(wǎng)高速公路水利水務(wù)安全應(yīng)急數(shù)字孿生城市場景總覽與價值分析地下管網(wǎng)高速公路水利水務(wù)安全應(yīng)急高數(shù)字孿生城市場景價值模型高規(guī)?；瘽摿Τ鞘薪煌óa(chǎn)產(chǎn)業(yè)園區(qū)交通樞交通樞紐技術(shù)匹配度中nnn高技術(shù)價值理想條件下，能否賦能業(yè)務(wù)，解決痛點問題？價值？先決條件，充足的資金預(yù)算(現(xiàn)階段數(shù)字孿生還很貴)等都是數(shù)市場景價值實現(xiàn)的掣肘因素。模型基于對場模三個維度構(gòu)建數(shù)字孿生城市場景化應(yīng)用綜注釋：1、應(yīng)用場景價值模型包含技術(shù)匹配度x、規(guī)模化潛力y和市場規(guī)模z三個一級指標。其中，技術(shù)匹配度表示應(yīng)用場景對數(shù)字孿生城市技術(shù)能力的需求程度，技術(shù)能力包括低時延、控制能力、三維可視化和推演預(yù)測四個二級指標，需求程度分為0-5六級；規(guī)?；瘽摿Ρ硎疚磥砣轿迥陻?shù)字孿生城市技術(shù)實現(xiàn)應(yīng)用場景快速滲透的商業(yè)落地能力，包括歷史智慧城市建設(shè)投入方向和滲透率、未來信息化需求剛性和數(shù)字孿生城市技術(shù)在各細分場景下的成熟度三個二級指標，商業(yè)能力分為0-5六級；一級指標技術(shù)匹配度和規(guī)?；瘽摿Φ闹禐橄鄳?yīng)二級指標值簡單算術(shù)平均數(shù)所得。2、氣泡大小指代市場規(guī)模大小，氣泡越大、市場規(guī)模越大。3、僅列示市場規(guī)模測算范圍下規(guī)模較大的業(yè)務(wù)場景，不窮舉。來源：公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。數(shù)字孿生城市場景分析|城市交通行效率是市民出行和交警交通管理的首要訴求。2021年中國一二線城市中僅1/4的城市處于暢通狀常年2021年中國一二線城市擁堵情況5.7%8.6%25.7%長25.7%北京、重慶60.0%嚴重擁堵(擁堵指數(shù)＞2.0)擁堵(擁堵指數(shù)1.8-2.0)緩行(擁堵指數(shù)1.5-1.8)暢通(擁堵指數(shù)＜1.5)2021年全國主要城市單程平均通勤時耗：部分48434241403939393838北京上海天津重慶廣州成都大連武漢杭州南京年度平均通勤時耗(min)來源：1、百度地圖交通出行大數(shù)據(jù)平臺2021年度排行。2、中國城市規(guī)劃設(shè)計研究院，《2021年度中國主要城市通勤監(jiān)測報告》。?2023.1iResearchInc.2015-2021年全國交通事故發(fā)生數(shù)與受傷人數(shù)20.6%11.6%13.3%11.6%1.1%-1.2%23.3%11.1%-1.2%23.3%12.3%-4.6%-0.9%--0.9%28272827225232120202626252124242015201620172018201920202021交通事故發(fā)生數(shù)總計(萬起)交通事故受傷人數(shù)總計(萬人)來源：國家統(tǒng)計局。?2023.1iResearchInc.?2023.1iResearchInc.33控制指令算單元算單元算單元控制指令數(shù)字孿生城市場景分析|城市交通控制指令算單元算單元算單元控制指令路口部署方案交通數(shù)據(jù)&控制命令高精地圖+前端采集單元各方向，高精度、高頻異構(gòu)數(shù)據(jù)采交通數(shù)據(jù)&控制命令高精地圖+前端采集單元各方向，高精度、高頻異構(gòu)數(shù)據(jù)采邊緣計算單元合算法、輸出車輛信號機元數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺 傳感數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)態(tài)態(tài)勢監(jiān)測視化和智能化識別功能。對交通態(tài)勢進行分析預(yù)信信控優(yōu)化調(diào)形成綠波帶VV2X應(yīng)用助駕駛服務(wù)來源：公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。0601數(shù)字孿生城市場景分析|地下空間06012016-2021年全國城市地下管線長度近五年復(fù)合增長率為10近五年復(fù)合增長率為10%9392938588577807776878762862746863466863 2821201620172018201920202021天然氣管道長度(萬公里)排水管道長度(萬公里)城市集中供熱管道長度(萬公里)供水管道長度(萬公里)來源：國家統(tǒng)計局。?2023.1iResearchInc.2019-2021年全國地下管線相關(guān)事故統(tǒng)計154%39%17231239 213471239 43263488 488 36069333462021202020212020地下管線破壞事故(起)路面塌陷事故(起)其他事故(起)事故總數(shù)增長率(%)來源：城市系統(tǒng)所，《2021年全國地下管線事故統(tǒng)計分析報告》。?2023.1iResearchInc.運行監(jiān)測基于數(shù)字孿生技術(shù)運行監(jiān)測基于數(shù)字孿生技術(shù)，以三維GIS為底座，通信等多領(lǐng)域信息，實現(xiàn)管網(wǎng)整體分布到局部管廊的三維展示，對管網(wǎng)地上地下分布態(tài)勢、坐標、走向、實時運行情況、管廊管線健康狀態(tài)、部件工況等信息進行實時監(jiān)測分析，輔助用戶高效掌握大規(guī)模管網(wǎng)運行態(tài)勢，由被動化管理向主動化、智能化管理轉(zhuǎn)變，有效提升管網(wǎng)安全管理水平預(yù)判預(yù)警根據(jù)實時、歷史運行數(shù)據(jù)，構(gòu)建風險評估模型和分級預(yù)警機制，對管網(wǎng)運行負荷、溢流、溫度突變、堵塞以及惡劣天氣影響等情況進行分析預(yù)判，輔助用戶及時發(fā)現(xiàn)安全隱患并進行檢修維護，同時為開展應(yīng)急模擬提供模型支撐。推動管網(wǎng)監(jiān)管從被動服務(wù)、事后處置、人力巡檢向主動發(fā)現(xiàn)識別、事前預(yù)警、智能化管理轉(zhuǎn)變數(shù)字孿生+地下管網(wǎng)解決方案異常處置精準定位故障點位、實時推送故障點位的歸屬和區(qū)域負責人、事件類型和狀態(tài)等信息。自動下派工單指定責任主體進行處置，工單流轉(zhuǎn)和處置進展可實時追蹤查看；時候生成事件報告供復(fù)盤分析，縮短故障處置時間，提高管網(wǎng)系統(tǒng)復(fù)原力。實現(xiàn)了事件主動感知、工單指令精準分發(fā)、處置進度實時跟蹤、事件辦結(jié)追溯評估的全流程可視、可查，提升了事件處置效能來源：《數(shù)字孿生打造城市地下智慧管網(wǎng)》，公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。?2023.1iResearchInc.35 園 園區(qū)基礎(chǔ)應(yīng)用AR導(dǎo)航智慧運營中心IOC資產(chǎn)管理電腦端移動開放平臺：消息|圓圈|位置位置服務(wù)IoT接入|協(xié)議適配|數(shù)據(jù)集成手機端IoT網(wǎng)關(guān)|邊緣服務(wù)器|NVR門禁|道閘|監(jiān)控|信息發(fā)布屏|智能水電表|傳感器|開關(guān)量|執(zhí)法儀|定位標簽|基站|場景聯(lián)動套件|…信息交互智慧通行綜合安防能耗管理設(shè)備管理物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)生態(tài)中臺：服務(wù)市場|電商市場|應(yīng)用市場IAM：身份|角色|權(quán)限商辦服務(wù)生活服務(wù)智慧辦公智慧共享資產(chǎn)底座積分收費管理招商管理維銷數(shù)字物業(yè)合同管理智能作業(yè)理資產(chǎn)管理企服中心企業(yè)服務(wù)物業(yè)管理物業(yè)管理商業(yè)服務(wù)大屏端AI算法音視頻BIMGIS空間OS孿生端、業(yè)態(tài)豐富、科技匯聚的趨勢特點，這對園區(qū)運營方的管理能力提出新挑戰(zhàn)。萬?？萍紨?shù)字服務(wù)另一務(wù)于企業(yè)和人員，優(yōu)化工作生活體驗。萬睿科技數(shù)字孿生園區(qū)解決方案架構(gòu)和成功實踐駐企業(yè)企業(yè)員工訪客物業(yè)安防消防緊急處置響響應(yīng)時間7.5s~2分鐘處置效率提升50%↑降本提效綜綜合能耗下降5~10%↓簡單重復(fù)工時下降30~40%↓設(shè)施運維設(shè)備壽命設(shè)備壽命延長10%↑服務(wù)體驗企業(yè)滿意企業(yè)滿意度提升至95%↑投訴率降至5%↓來源：萬?？萍?，公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。?2023.1iResearchInc.36數(shù)字孿生城市典型廠商案例期，萬睿科技