在虚拟空间克隆一座城 寻找城市发展最优解
成都商报 2023-11-13 13:37

一种技术

数字孪生技术,如同克隆,将物理世界的房屋、道路、天气等精确复刻到数字空间中,打造一个五脏俱全的“城市副本”

一个作用

通过不同场景的试验,多套城市应急预案得以制定

实时更新

通过安装在城市各处的传感器,房屋的高度、道路的车流、河流的流速,都在数据库实时更新,“孪生世界”和真实存在“同频共振”

展望未来

在以ChatGPT为代表的生成式AI推动下,或许“孪生城市”终有一天能够对其中发生的一切进行认识和判断,给出自己的最优解

“人永远都无法知道自己想要什么,因为人只能活一次……不能准备,就像没有排练就上了舞台。”米兰·昆德拉在《不能承受的生命之轻》中如此概括一生。

这种摸着石头过河、一旦选择便难以回头的特点,对城市的生命进程来说也是如此。

因此,“城市规划师”需要周密地思考,慎重地选择。面对日益错综复杂的城市,如果可以先在一个逼真的模型中“彩排”一遍,检验决策的优缺点,是否就能够尽量实现资源的最优配置,达到公共利益的最大化?

这一探索,正逐渐变为现实。四川见山科技有限责任公司(以下简称见山科技)成立不到8年,员工平均年龄不到28岁,他们正致力于此——搭建数字化虚拟“孪生城市”,决策落地前都可以在里面模拟一遍、验证一次,得以提前看到种种可能的走向。

数字孪生技术 用较小成本,助力全城“大彩排”

在成都大运会期间,一台搭载运动员的车辆从市中心某点位出发,多长时间才能到达东安湖体育公园的体育馆?

“答案可能有上万个。”见山科技城市创新部总监李天舒说,沿路的天气条件、瞬时车流量、意外事件,都可能以意想不到的方式影响这趟旅程。“通过不断地模拟,仿真推演,从而进一步提高运行保障方案的准确性,来确保运动员们能够准时到达赛场。”

这是见山科技参与保障成都大运会的一个侧面。113个国家和地区的6000余名运动员、1万多名工作人员和观众,在他们真正开车上路、前往赛场前,就已经以虚拟的形式,在数字基座中完成了一次又一次“全城流动”。

这一套基座的基础,来自一种新兴概念——数字孪生技术。如同克隆,数字孪生技术将物理世界的房屋、道路、天气等精确复刻到数字空间中,打造一个五脏俱全的“城市副本”。当调整这个副本中的变量,让元素彼此作用,本该在现实世界中出现的场景当下立见。

例如,设置“5级地震”后,道路开裂,电力设施遭到破坏;当震级提升为“8级”,山峦撕裂,建筑物倒塌成为废墟。通过不同场景的试验,多套城市应急预案得以制定。

一切已经“发生”,一切得到“验证”,真正的世界风平浪静。较小的试错成本,让数字孪生技术推广到各种场景。

“我们联合清华四川能源互联网研究院,研发了具有自主知识产权的公园城市知水系统,在兴隆湖实现了水质精准管控。”李天舒介绍,这套系统通过水下传感器收集数据,水质、水源等信息都跃然“屏”上。在此基础上部署算力,模拟潜在的洪涝等问题,便可以制定匹配的处置方案。

社区规划、机场建设、地下管网铺设……天上地下,都有数字孪生技术的“用武之地”。

紧跟“时事” “孪生世界”与城市同行

在见山科技的办公大厅中,一面占据整墙的LED屏幕展示着全城的地图。它不仅是单一的呈现,更重要的是互动,镜头拉近,可以厘米级地阅读天府大道上的路牌,镜头拉远,可以俯瞰一座座公园珠链般点缀城市的整体样貌。

点击办公大楼,视角切换到建筑物内部,房屋的装潢、视角、采光都在眼前。“只要掌握相应参数和规划图,便可以做到精准复刻。因为这种沉浸式体验的特性,见山科技最初将数字孪生技术用于产城开发领域。”李天舒介绍,处于在建阶段的期房无法给购房客户直观的居住体验,借助数字孪生技术,客户可以提前沉浸式地感受户型以及周边配套。

为什么从产城开发拓展到了更多领域?李天舒说,城市的发展带来了灵感。日益稠密的交通网线、瞬时人流极高的科技园区、不断涌现的新兴业态,都对城市规划提出了更多的要求,在“平行世界”中先来一次验证,逐渐成为政府部门和企业的“刚需”。

“孪生世界”中,几乎不用担心滞后性。通过安装在城市各处的传感器,房屋的高度、道路的车流、河流的流速,都在数据库实时更新,“孪生世界”和真实存在“同频共振”。

对于个人而言,可以如何使用这一技术?李天舒介绍,目前已经开发出一款面向C端的应用,为计划开店者提供潜在客流分析。例如,一位店主计划在软件园附近开快餐店,如果他可以提前掌握附近人流量波动情况、人群喜好或者是年龄的分布,就能针对性地推出价格、口味合适此类受众的菜品。

“创业者需要先提供基础信息,然后我们的系统会自动形成一个分析报告,通过几十项指标来告诉他,这一选址哪点可行,哪点不可行。”李天舒介绍,目前此项应用已经投入使用。

强强联合 与高校合作壮大技术实力

成立七年来,这个年轻的企业已经稳稳扎根于天府新区,如一块磁铁,吸引了五湖四海的志同道合者。

此前,李天舒在德国从事汽车行业。对一种新的无人驾驶系统的追寻,让他第一次把目光放在了彼时刚刚成立的见山科技,希望利用数字孪生城市底座开展驾驶训练。深入了解之后,他决心回国加入他们的创业团队。

自幼生长于成都的他,将这一决定视为“回归”。

他说,这是一个难得的时机。从天时来讲,数字孪生技术从国外传入后不断成熟,结合计算机技术辅助,已经具备了强大的建模能力。从地利来讲,成都的城市版图不断扩张,地理信息学和图形图像学为管理百万栋建筑提供条件。从人和来讲,成都市的人才引进政策让逐梦者安心、舒心。

像李天舒一样汇聚到这片热土,渴望悉心耕耘的年轻人还有很多。见山科技的员工从最初的8人扩展到如今的400余人,来自各个专业,建筑、城市规划、信息技术、美术、计算机……多元的背景更容易碰撞出思想的火花。

近年来,成都市元宇宙产业逐步成熟,根据《成都市培育元宇宙产业行动方案(2022—2025年)》,成都计划到2025年,构建起完整的成都元宇宙产业链。处于这一链条的一环,李天舒的企业感到很幸运。

“我们跟上下游企业有着密切联系。”他特别提到,高校资源是额外优势。科技型企业在成立之初,技术研发力量有限,通过与高校合作,可以快速壮大技术实力打开市场。对于高校科研人员,企业则是天然的“试验场”,研究成果可以应用到产品中,实现落地转化。

目前,四川大学、西南科技大学、成都信息工程大学等都是见山科技的合作伙伴。此外,见山科技在人才引进方面也加强与高校院所合作,建立了成都市高校毕业生(青年)就业见习基地,为同学提供实训、见习机会的同时,也可把优秀的人才留在公司。

李天舒说,目前“孪生城市”只是复刻,没有自主决策和进化的能力,在以ChatGPT为代表的生成式AI推动下,或许“孪生城市”终有一天能够对其中发生的一切进行认识和判断,给出自己的最优解。

文/叶燕 张芷旖

摄影/陶轲

编辑/倪家宁

相关阅读
深圳全面建成超大城市数字电网
科技日报 2024-07-19
雄安新区——一座高水平现代化城市正在拔地而起
人民日报 2024-04-01
基础设施数字孪生系统、低碳建筑等从图纸变成现实:城博会展示城市“智”理案例
解放日报 2023-10-31
数字孪生 拓展产业新空间
人民日报海外版 2023-10-23
戴着VR眼镜学量子!虚拟空间课堂开课啦
央视新闻 2023-10-09
国际青年实地探访雄安:“我看到一座正在崛起的城市”
北京青年报客户端 2023-08-18
城市照明智慧化 成都64000余柱路灯 已办“身份证”
成都商报 2023-07-21
依托数字孪生技术建设智慧城市
人民日报 2023-05-31
最新评论