數(shù)字孿生城市產(chǎn)業(yè)圖譜研究報告（2022年） -中國信通院

數(shù)字孿生城市產(chǎn)業(yè)圖譜研究報告中國信息通信研究院產(chǎn)業(yè)與規(guī)劃研究所蘇州工業(yè)園區(qū)數(shù)字孿生創(chuàng)新坊中國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用工作委員會2023年2月版權(quán)聲明本報告版權(quán)屬于中國信息通信研究院、蘇州工業(yè)園區(qū)數(shù)字孿生創(chuàng)新坊和中國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會，并受法律保護(hù)。轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用本報告文字或者觀點(diǎn)的，應(yīng)注明“來源：中國信息通信研究院、蘇州工業(yè)園區(qū)數(shù)字孿生創(chuàng)新坊和中國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會”。違反上述聲明者，編者將追究其相關(guān)法本報告由中國信息通信研究院產(chǎn)業(yè)與規(guī)劃研究所聯(lián)合蘇州工業(yè) 3 4 6 6 2 3 5 7 9 9 32 1一、數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)內(nèi)涵（一）我國數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)形成五大陣營、三大圈層2系發(fā)展路徑和產(chǎn)業(yè)陣營（詳見中國信通院《數(shù)字孿生城市研究報告（2021年）》）。從數(shù)字孿生城市擴(kuò)展到數(shù)字孿生全產(chǎn)業(yè)鏈，孿生來源：中國信息通信研究院3來源：中國信息通信研究院（二）我國數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)四大典型特征戶等多個角色。涵蓋數(shù)字孿生城市/園區(qū)、交通、水利、醫(yī)療健康、4（三）我國數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段正處于增長期5來源：中國信息通信研究院天軍工、制造業(yè)，建筑、醫(yī)療等領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)單點(diǎn)的嘗試維可視化企業(yè)快速發(fā)展，BIM、CAD/CAE、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字孿生支撐場為主，GIS、BIM、游戲引擎、物聯(lián)網(wǎng)開始初步融合應(yīng)用，形成感知到控制閉環(huán)。2017年，中國信息通信6水利部等部門出臺相關(guān)政策推動數(shù)字孿生技術(shù)在城市、水利、能源、第四階段：產(chǎn)業(yè)成熟期（2030年以后）。未來，隨著行業(yè)算法二、我國數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢（一）產(chǎn)業(yè)市場蓬勃發(fā)展，產(chǎn)業(yè)生態(tài)不斷繁榮研究院與世界經(jīng)濟(jì)論壇合作報告數(shù)據(jù)，截止到2021年，全球數(shù)生市場規(guī)模達(dá)到49億美元，預(yù)計全球數(shù)字孿生市場將以58%的復(fù)合7項目平均投資達(dá)到2800萬元人民幣，將數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)市場推向新的高度。據(jù)IDC統(tǒng)計，目前仿真推演、可視化、交來源：中國信息通信研究院與世界經(jīng)濟(jì)論壇合作報告市場主體持續(xù)壯大，產(chǎn)業(yè)生態(tài)不斷繁榮。據(jù)不完全統(tǒng)計，在2014年2018年，我國數(shù)字孿生企業(yè)數(shù)量保持50-60個快速增長2021年，我國數(shù)字孿生企業(yè)數(shù)量漲幅達(dá)到頂峰，企業(yè)增長數(shù)量高達(dá)8來源：天眼查“數(shù)字孿生”關(guān)鍵詞檢索數(shù)據(jù)，中國信息通信研究院整理（二）空間布局差異較大，發(fā)達(dá)地區(qū)集中度高家，領(lǐng)跑全國，代表企業(yè)有泰瑞數(shù)創(chuàng)、51World、優(yōu)锘科技、摩爾線9來源：中國信息通信研究院其次是廣東與江蘇，兩地申請量相近。2021年，湖北、遼寧、江蘇來源：中國信息通信研究院（三）投融資市場強(qiáng)勢反彈，融資進(jìn)入中后期我國數(shù)字孿生企業(yè)投融資市場強(qiáng)勢反彈。受疫情等因素影響，2019年、2020年我國數(shù)字孿生投融資市場資料不完全統(tǒng)計，2021年全國投融資交易數(shù)量達(dá)45筆，同比增長來源：中國信息通信研究院整理來源：中國信息通信研究院整理（四）學(xué)術(shù)研究勢頭活躍，源頭創(chuàng)新活力十足趨勢，尤其2019年以來勢頭活躍。我國論文發(fā)布數(shù)量與全檢索2，從總量上來看，中國、德國、美國、英國、意大利等國家是2基于Webofscience核心合集，選取范圍包括SCI-EXPANDED、CPCI-S和ESCI數(shù)據(jù)庫，檢索2010-2022年關(guān)于數(shù)字孿生的學(xué)術(shù)論文。截止時間2022年11月22日。來源：基于Webofscience數(shù)據(jù)庫檢索，中國信息通信研究院整理來源：基于Webofscience數(shù)據(jù)庫檢索，中國信息通信研究院整理來源：中國信息通信研究院來源：中國信息通信研究院來源：中國信息通信研究院來源：中國信息通信研究院（五）應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)爆發(fā)，元宇宙點(diǎn)燃消費(fèi)市場基建政策和投資帶動下，制造、能源、城市/園區(qū)、交通、水利領(lǐng)域來源：中國信息通信研究院來源：中國信息通信研究院元宇宙概念火爆，逐步激活數(shù)字孿生消費(fèi)市場。進(jìn)（六）標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程加速，護(hù)航行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展經(jīng)得到越來越多的重視和關(guān)注。從國際看，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國際電工委員會第一聯(lián)合技術(shù)委員會（ISO/IECJTC1）物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字孿生分技術(shù)委員會數(shù)字孿生工作組（SC41/WG6）正式成立，負(fù)責(zé)統(tǒng)籌/會會來源：中國信息通信研究院三、數(shù)字孿生城市產(chǎn)業(yè)圖譜（一）我國數(shù)字孿生城市產(chǎn)業(yè)總體視圖），來源：中國信息通信研究院（二）六大核心產(chǎn)業(yè)板塊1．孿生建模領(lǐng)域視圖與態(tài)勢分析以及CityEngine參數(shù)化設(shè)計類軟件；測繪建模又分為TopDot、GeoMagic、ImageWare/NX等點(diǎn)云重建類軟件，ContextCapture、屬性構(gòu)建模型，代表企業(yè)如微軟、安斯科技、澳汰爾軟來源：中國信息通信研究院三家市場占有率合計超過45%5。中望軟件等本土企業(yè)在2DCAD領(lǐng)在CAE領(lǐng)域，根據(jù)相關(guān)研究，本土企業(yè)以代理國外產(chǎn)品來發(fā)展趨勢。谷歌基于NeRF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)形成室外建模技術(shù)路線，不需智匯云舟運(yùn)用了人工智能、三維GIS、數(shù)字孿生技術(shù)，重構(gòu)實時實景三維城市環(huán)境，單機(jī)支持實時64路視頻同時空間場景動態(tài)孿生，正2．可視化渲染領(lǐng)域視圖與態(tài)勢分析可視化渲染是指用軟件或引擎工具從3D模型生成圖像、視覺效軟件架構(gòu)可分為B/S架構(gòu)和C/S架構(gòu)，其中B/S架構(gòu)按照渲染技術(shù)又可式來源：中國信息通信研究院渲染場景滲透。例如優(yōu)锘科技從2014年開始轉(zhuǎn)向瀏覽器原生支持的大型場景中的許多需求，因此開始自研ThingJS的WebGL引擎，以提檻，向小尺度行業(yè)應(yīng)用布局，提升行業(yè)包支撐能力。Unity游戲引擎合資企業(yè)“Unity中國”，將開拓如建筑、汽車以及動畫渲染更多領(lǐng)域應(yīng)用。部分企業(yè)積極開展國產(chǎn)游戲引擎研發(fā)，如光線云自主研發(fā)融合應(yīng)用。3．仿真推演領(lǐng)域視圖與態(tài)勢分析三是MIT人工智能實驗室、北京大學(xué)智能仿生設(shè)計實驗室等，研究華如科技、睿呈時代等等—演來源：中國信息通信研究院云CitySim的應(yīng)用配套研發(fā)了城市數(shù)字孿生平臺CityTwins，提供仿部隊和實驗室聯(lián)合構(gòu)建集實兵實裝、實物/半實物模擬器、數(shù)字仿真孿生城市為例，招標(biāo)人對設(shè)計方案的要求多強(qiáng)調(diào)GIS建模、BIM建4．感知標(biāo)識領(lǐng)域視圖與態(tài)勢分析業(yè)等等海爾、西門子、三一重工、華龍小匠物聯(lián)、航天工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺工智能物聯(lián)網(wǎng)平)等來源：中國信息通信研究院例如基于北斗網(wǎng)格碼的《北斗網(wǎng)格位置碼》（GB/T39409-2020）標(biāo)云IoT融合物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)AliOSThings、邊緣計算LinkEdge、網(wǎng)務(wù)能力，并與工業(yè)數(shù)字孿生平臺DigitalTwin打通，構(gòu)建反向控制反5．GIS與新型測繪領(lǐng)域視圖與態(tài)勢分析GIS（地理信息系統(tǒng)）與新型測繪提供為數(shù)字孿生提供基礎(chǔ)地理創(chuàng)、超圖、易智瑞、蘇州園區(qū)測繪、武大吉奧、中地數(shù)碼等。五是遙、高蘇州園區(qū)測繪、武來源：中國信息通信研究院模型的成本；ESRI在ArcGIS10.8中，內(nèi)置目標(biāo)檢測模型SSD和RetinaNet、實例分割模型MaskRCNN等深高慢好果好模能來源：中國信息通信研究院6．交互控制領(lǐng)域視圖與態(tài)勢分析定點(diǎn)操控/移動操控、語音交互向體感交互、腦波接口方式升級，交從交互方式來看，交互控制企業(yè)主要分為定點(diǎn)操控/移動操控、識別、手勢識統(tǒng)視覺傳感器、慣來源：中國信息通信研究院定點(diǎn)操控/移動操控是基本要素，VR/AR開始在文旅、城市治理中應(yīng)用。當(dāng)前在智能制造、能源、城市/園區(qū)、交通、水利等現(xiàn)階段集中度和熱度最高的數(shù)字孿生行業(yè)應(yīng)用板塊中，通過定點(diǎn)操控/移動供技術(shù)解決方案。腦陸科技主要從事腦科學(xué)基礎(chǔ)以及類腦決策/腦電圖像等方向的研究，用于心血管手術(shù)類腦診療決策系統(tǒng)。腦-機(jī)接口（三）五大關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)板塊1．?dāng)?shù)字孿生城市規(guī)建管領(lǐng)域視圖與態(tài)勢分析能、革命性重塑?！秶窠?jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035二是技術(shù)提供商。該類企業(yè)為數(shù)字孿生城市建設(shè)提供CIM基礎(chǔ)視化企業(yè)，泰瑞數(shù)創(chuàng)、武大吉奧、奧格等CIM平臺廠商，百度、科商和行業(yè)解決備模擬等技術(shù)高通、海思、中星微、漢威科技、?？低?、大華、特大吉奧、百度、科大訊施耐德、ABB等來源：中國信息通信研究院2．?dāng)?shù)字孿生流域領(lǐng)域視圖與態(tài)勢分析孿生流域建設(shè)提供基本技術(shù)遵循；確定了94項數(shù)字孿生流源整合優(yōu)勢，如華為、阿里云等。此外，科大訊飛、軟通動力、克來源：中國信息通信研究院3．?dāng)?shù)字孿生交通領(lǐng)域視圖與態(tài)勢分析聯(lián)來源：中國信息通信研究院4．?dāng)?shù)字孿生電力領(lǐng)域視圖與態(tài)勢分析一是數(shù)字孿生底層技術(shù)提供商。以51world、優(yōu)锘技提供強(qiáng)大的數(shù)字孿生來源：中國信息通信研究院5．?dāng)?shù)字孿生制造領(lǐng)域視圖與態(tài)勢分析二是仿真技術(shù)企業(yè)。以ANSYS、安世亞太、Altair、eM-Plante具來源：中國信息通信研究院（四）三大輻射產(chǎn)業(yè)板塊1．?dāng)?shù)字孿生基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)領(lǐng)域視圖與態(tài)勢分析域企業(yè)大多橫跨多個行業(yè)，從專業(yè)的產(chǎn)品和服務(wù)出發(fā)，向“連接+算網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、智慧燈桿、智能水表/電表、視頻監(jiān)控等，大多專CDN等建設(shè)運(yùn)營服務(wù)，為政府、企業(yè)和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營商提供計步增強(qiáng)通用性，平臺組件所連接的跨行業(yè)應(yīng)用達(dá)到80個；摩爾研發(fā)GPU底層算力，與數(shù)字孿生核心技術(shù)企業(yè)合作，探索云原生渲2．?dāng)?shù)字孿生咨詢標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)領(lǐng)域視圖與態(tài)勢分析等，引領(lǐng)數(shù)字孿生前沿理念與創(chuàng)新；二是傳統(tǒng)的IT硬件廠商和電信3．?dāng)?shù)字孿生安全服務(wù)領(lǐng)域視圖與態(tài)勢分析四、數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議（一）強(qiáng)化頂層設(shè)計，統(tǒng)籌產(chǎn)業(yè)全要素協(xié)調(diào)聯(lián)動發(fā)展因地制宜制定甄選數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)發(fā)展細(xì)分方向蘇州工業(yè)園區(qū)以頂層設(shè)計和場景試點(diǎn)相結(jié)合方式打造數(shù)字孿生創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)基臨港新片區(qū)管委會發(fā)布了《臨港新片區(qū)數(shù)字孿生城市建設(shè)行動方案（2022-2025（二）強(qiáng)化自主可控，加強(qiáng)核心技術(shù)協(xié)同攻關(guān)與自主創(chuàng)等底層技術(shù)成果落地，實現(xiàn)CAD/CAE、用合作攻關(guān)。鼓勵地方政府以數(shù)字孿生城市/CIM等平臺、綜合性場雄安以開放運(yùn)營模式開展CIM基礎(chǔ)平臺建設(shè)。為高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量成本高，BIM數(shù)據(jù)加載不理想，GIS、BIM等模型融合難度大等問（三）強(qiáng)化生態(tài)開放，構(gòu)建共建共享產(chǎn)業(yè)合作生態(tài)圈數(shù)據(jù)融合，發(fā)展面向低代碼、無開發(fā)經(jīng)驗的SaaS微應(yīng)用，降低數(shù)字蘇州將率先建設(shè)數(shù)字孿生公共服務(wù)平臺。蘇州將整合公共資源拓展服務(wù)渠（四）強(qiáng)化集成突破，開展高價值場景征集與試點(diǎn)示范上海圍繞交通治堵提效打造“三張網(wǎng)”重大基網(wǎng)密度全國領(lǐng)先，傳統(tǒng)管理模式已不能適應(yīng)快速發(fā)展的交通管理需求。2021年（五）強(qiáng)化補(bǔ)鏈強(qiáng)鏈，提高產(chǎn)業(yè)集聚度和集群競爭力三是鼓勵新城新區(qū)以數(shù)字孿生城市/園區(qū)