
讲座直面城市治理现实:传统CIM/BIM偏静态,而当前提出的孪生体时空计算偏动态、偏调控。张大师指出,城市数字孪生平台或时空计算平台应形成“建筑物到构件级、城市活动到个体级、控制到单元级”的能力,支撑广域空间精细运营和快速调控。但他同时指出,区域建模面积大、多尺度精度要求高、推演计算复杂且效率要求快,构成技术“不可能三角”,需要体系化攻关。
详细介绍了深圳以“业主制”统筹数字孪生大专项的科研组织模式:由深圳市智慧城市科技发展集团作为业主,联合同济、清华、哈工大及腾讯、华为等高校企业,形成“自感知建模—自学习决策推演—自主式运行调度”技术体系,推动技术持续积累和场景落地。

在时空建模方面,团队针对原有空间模型碎片化、设备协议异构等问题,构建基于统一语义场的时空连续建模能力,实现多机联采、连续空间持续还原;基于开源鸿蒙打通各类设备自主网与协议。平台还开展物理场模拟,如消防场景中的风场与火场耦合模拟、低空场景中的电磁场模拟。
在推演计算方面,城市灾害往往跨领域链式发生,如暴雨—积水—拥堵—下游灾害。团队建立多维时空统一索引和多机理因果关系框架,明确推演顺序与参数关系,并解决何时调用大模型、何时调用小模型的问题。面对大算力成本,团队优化软硬件调用流程,提升推理效率。张大师还介绍了深圳在超算与智算融合方面的布局,以及城市级时空数据集、1000项城市运行指标、2.9亿城市实体和百万级车辆智能体等成果。
在控制方面,团队关注智能体建模、城市演化推演和广域算力调度。车辆智能体加入博弈模型后,更接近实际交通中车辆穿越行为;行人智能从群体统一特征走向个体化路径选择;应急场景中,可通过平行实训推演火灾、人群集散、无人机与车辆调度策略。张大师指出,广域跨距离算力调度会产生损耗,城市级控制必须兼顾效率与成本。
深圳提出“以用促建、以建促创”,通过小切口、小场景推动平台拼接式建设。过去3-4年,全市推动基于孪生的400多个场景应用。平台建设还形成标准体系,拉通BIM/SIM、轨道、市政、水务等专业,采用国际IFC标准并增加序列和可信数据链,构建“两级平台、四级应用”。目前,深圳已形成全国最大规模的时空数据集之一,BIM到构件级模型覆盖1万多个单体,并实现万栋级BIM同时调用优化。平台1.0版于2023年6月开始使用,今年推动2.0版,并开展3.0版局部试验。
交通应用方面,张大师回顾了三个发展阶段:快速发展期的供需匹配、运营期的多模式协同、当前基于个体级小波动干预的精细治理。深圳利用数据平台支撑轨道网规划,最新一期轨道五期规划到国家发改委汇报时直接使用平台而非PPT图纸;在重大通道项目中,通过多轮交通模拟优化15个复杂立交,使方案从“一半拥堵”走向平稳运行。大枢纽、多模式运行协同、基础设施动态监测等也依托平台推进,已接入3000多座桥梁、140座隧道。
低空方面,深圳建设了全国首个大型低空平台,年飞行量100多万架次。面对高密度飞行安全挑战,团队将空域划分为50m×50m×100m网格,形成1000多万个垂域网格,开展通讯、感知、导航、位置计算,推动空域从“狼道式”管理走向“网格式”管理。张大师强调,低空经济最大专业板块是通讯,必须推动土建类与信息通信类专业融合。此外,深圳还将全市新能源车辆充储放接入一张网,探索与电网协同调控。
张大师的讲座提出了“全息感知、在线推演、精细调控、全程服务”的闭环体系,以及时空连续建模、分层嵌套城市时空计算大模型、复杂任务高效策略验证与跨资源智能调度等创新方向,并呼吁行业从建设为主转向城市治理,持续学习新技术、解决新问题,推动智慧城市和城市治理能力再上台阶。参会人员还就数字孪生、低空经济、交通治理等话题展开讨论。
本次讲座立足深圳实践,结合大量案例,系统展示了数字孪生城市及交通应用的前沿探索,为上海土木工程行业数智建造和城市治理提供了务实思路。


(供稿单位:道路与交通专委会)
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