《城市数字孪生 总体要求》（征求意见稿）编制说明

1展需求，经研究，中国基本建设优化研究会提出了（简称：中基会）提出《城市数字孪生》系本标准由中国联合网络通信有限公司智能城市2015年，随着国家治理体系和治理能力现代化的不断推进，以及“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念的全面贯彻，城市发展被赋予新的内涵和要求，我国提出新型智慧城市概念。当前，智慧城市建设已经成为推动我国经济改革、产业升级、提升城市综合竞争力的重要驱动力。智慧城市是城市可持续发展的重要方向和途径。新型智慧城市已经成为贯彻落实新发展理念、培育数字经济市场、建设数字中国和智慧社会的综合载体。同时，新型智慧城市也是技术和产业发展创新的综合试验场，发挥着重要的引擎作用。此外，新型智慧城市建设能为新型城镇化提速提质，激发经济发展内生动力，提升城市综合承载能力，为加快形成双循环新发展格局提供强大支撑。城市数字孪生是智慧城市建设新的创新城市数字孪生是利用数字孪生技术，以数字化方式创建城市物理实体的虚拟映射，借助历史数据、实时数据、空间数据以及算法模型等，仿真、预测、交互、控制城市物理实体全生命周期过程的技术手段，可以实现城市物理空间和社会空间中物理实体对象以及关系、活动等在数字空间的多维映射和连接。城市数字孪生丰富的内涵和特征决定了它的实现具有高度复杂性，涉及一系列复杂技术。其中，感知互联、实体映射、多维建模、时空计算、仿真推演、可视化、虚实交互七个方面的相关技术构成了城市数字孪生关键技术体系。此外，城市数字孪生也离不开基础网络、5G、大数据、人工智能、云计算、区块链等相关技术的支撑。城市数字孪生契合了当前为产业转型升级赋能的战略需求，是城市在物理空间、社会空间、数字空间融合发展的基础技术人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》（简称“十四五”规划纲要）发布，明确指出“完善城市信息模型平台和运行管理服务平台，构建城市数据资源体系，推进城市随着技术的不断发展和各地实践的开展，城市数字孪生已经逐步形成以基础、硬件、软件、应用、安全和服务为核心的产业生态。城市数字孪生产业基于基础研究，形成软硬件一体化和自主化产品，结2合数字孪生安全和服务体系的发展，构建数字孪生应用体系，从而构筑起具有整体性、竞合性、开放性城市数字孪生从概念培育逐步走向建设实施，各项支撑技术日渐成熟，但仍面临着供应链安全性不足、数据支撑不足、应用深度不足、产业联动不足和标准支撑不足等问题与挑战。在项目落地上，缺少建设实施类标准参考，地方不会建，不会用。数据标准各厂家独立一套，难以互联互通。建设成效缺少评估依据，存在重复投资、资源浪费现象。在技术发展上，城市数字孪生还处于技术持续融合，不断创关键疑难问题又缺少解决办法，难以形成科技创新合力。在信息安全上，城市数字孪生使数据得到更广泛的流转，更深度的利用，数据安全、个人隐私等问题逐渐呈现，亟需标准来规范各类主体权益。此外，由于标准应用实施缺乏指导，城市数字孪生方案设计、项目建设过程中也面临着未能有效发挥现有标准研究城市数字孪生的实际需求，分析国内外智慧城市-城市数字孪生建设相关政策、法律法规、标准规范及文献期刊等，提出《智慧城市城市数字孪生总体要求》团体标准的研制，通过本项目的开展，对城市数字孪生的参考模型、基本功能和安全性能等重要内容进行规范，标准的制定主要具有以下1)为设计方、建设方、实施方等主体共同探索数字孪生城市可持续发展路径提供参考；2)为城市数字孪生相关方（咨询服务提供方、建设技术提供方、运营服务方等）在项目招标、项3)可以为工信部、市场监督管理局等政府监管部门在相关政策制定方面提供依据。项目前期，主编单位、中国基本建设优化研究会、蓝象标准（北京）科技有限公司对城市数字孪生进行了系统的研究，针对城市数字孪生的市场情况、需求情况等进行了资料查证和企业走访调研，并结合专家意见形成了立项建议书和标准草案框架。经专家论证，同意该标准立项。中国基本建设优化研究数字孪生》系列7项团体标准预研研讨会在京召开。中员、蓝象标准（北京）科技有限公司总经理段小莉出席会议并致辞，特邀专家公安部科技信息化局原党委书记、局长（研究员）厉剑，中国空间技术研究院副总研究师刘品雄出席会议并点评，系列标准单位、参编单位代表和行业专家等近40人通过线上或线下的方式参优化研究会标准化技术委员会副主任委员、蓝象标准（北京）科技有限公司首席技术官张德保主持。标准主编单位中国联合网络通信有限公司智能城市研究院代表分别对系列标准的范围、定位、核心内容、3数字孪生》系列团体标准首次研讨会在京召开。中国基本建设优化研究会标准化技术委员会主小莉出席会议并致辞，特邀专家中国空间技术研究院副总师刘品雄出席会议并点评，系列标准位、参编单位代表和行业专家等近20人参加了本次会议。会议《城市数字孪生总体要求》标准主编单位中国联合网络通信围、定位、核心内容、标准框架等进行了介绍。随后，称、技术框架、条款的陈述方式等方面展开了热烈的讨论，主编单位代表对各参会代表所提建议和意见标准草案进行相应修改与完善，形成新一版的标准文本，并形成标准征求意本标准起草工作组由中国联合网络通信有限公司智能城市研究院为牵头单位组成。起草组承准起草的组织、标准文本的编制、重点企业意见本标准按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。起草过程，充分考虑现有相关标准的统一和协调；标准的要求充分考虑了国内当前的行业技术水智慧城市是数字中国建设的核心载体和重要内容。随着城市化进程的加速和信息技术的不断发展，城市数字孪生是推进城市数字化转型的重要技术手段，数字孪生城市已成为智慧城市建设发展的重要方向，标准化工作亟待加速推进。《城市数字标准还包括总体要求、数据要求、信息交互、建模要求、成熟度评估等，其中总体要求给出技术架构，分标准在此基础上进行完善，各标准之间有效衔接，共同组成本标准是系列标准的纲领性文件，件界定了城市数字孪生的定义，规定了城市数字孪生的术语和定义、概念模型、约束条件、应用领域、技术架构，对技术架构中的信息基础设施、数据、技术与平台、运维管理、安全保障和建设管理六方面建设要求进行了规范。适用于指导数字孪生技术如何在城市范围4城市数字孪生是通过对现实物理城市全要素通过数据、建模、可视化、交互等，建立由实到虚射仿真和连接交互，并在数据驱动下，结合场景应用，对现实物理城市进行仿真推演，达到孪生数市与现实物理城市以虚控实，融合协同发展，实现对城市要素及活动的全周期可溯、动态实时反馈城市数字孪生建设主要考虑政府、企业、居民等多元主体的实际需求和以目标、问题和需求为城市数字孪生技术架构（见图2）包括横向信息基础设施、数据、技术与平台、应用四个层次要素和纵向运维管理、安全保障、建设管理三个支撑体系，横向层次要素的上层对其下层具有依赖关系支撑体系对于四个横向层次要素具有约束关系。基于自身需求，政府、公众、企业三类用户可通过5、a)信息基础设施层：包括感知基础设施、网络基础设施和计算基础设施，为城空间设施的智能感知能力、大容量宽带高可靠的网络连通能力和数据b)数据层：在信息基础设施层的支撑下，根据建设要求整合城市数据资源，构建城市数字孪生的数据汇聚、数据融合、数据管理和数据服务能力支撑，为服务层和应用层提供数据资源c)技术与平台层：通过信息基础设施和数据支撑，利用数字孪生技术，构建城市数字孪生的建模、可视化、信息交互、仿真推演、学习优化、共性支撑等技术与平台支撑能力d)应用层：在技术与平台层、数据层、信息基础设施层的基础上建立的各种基于领域（如城市规划、建设、管理、服务、产业等）的城市数字孪生应用级整合，为政府管理者、社e)运维管理体系：为城市数字孪生建设提供整体的运维管理机制，涉及各横f)安全保障体系：为城市数字孪生建设构建统一的安全保障要求，g)建设管理体系：为城市数字孪生建设提供整体的建设管理要求，指导城市数字孪6主要针对城市数字孪生建设技术参考架构给出具体建设要求。围绕城市数字孪生建设技术息基础设施层、数据层、技术与平台层，以及运维管理、安全保障、建设管理等提出信息基础设施层：包括感知基础设施、网络基础设施和算力基础设施。分别对感知基础设施、基础设施和算力基础设施提出建设要求，为城市数字孪生提供环境空间设施的智能感知能力、大容带高可靠的网络连通能力和数据存储和服务计算的存储算数据层：城市数字孪生建设应在信息基础设施层的支撑下，根据建设要求整合城市包括但市基础数据、业务应用数据、物联感知数据、综合评价数据等数据资源，对构建城市数字孪生的合服务能力的数据汇聚、数据融合、数据管理和数据服务等提出总体要求。系列标准的数据要求技术与平台层：通过信息基础设施层和数据层的支撑，利用数字孪生技术，对构建城市数字建模、可视化、信息交互、仿真推演、学习优化、共性支撑等技术与平台支撑能力提出总体建建模、为孪生应用提供技术服务支撑。系列标准的建模要求标准、信息交互标准分别进行深运维管理：对城市数字孪生建设的运行维护管理进行整体规划，提供必要的资源支持，实施运护服务能力管理和服务内容，对运行维护服务结果、服务过程、服务效果进行测量、分析和评估，并实有且适合于智慧城市建设、新型智慧城市建设、数字城市建设等国家和行业安全技术、安全管理标准规范，具备安全防护、安全监测、安全预警和应急处理等安全保障能力，保障物理安全、网建设管理：城市数字孪生建设应制定建设管理制度，明确建设基本流程，通过开展城市熟度评估进行建设评估并提出改进建议。系列标准的成熟度评估标准对城市数字孪生建设的成熟度评估本标准在贯彻落实我国智慧城市、数字中国相关国家政策基础上，通过研究分析相关国家标准、行业标准提出本项目的研制思路，主要参考以下7ISO/TR24464:2020Automationsystemsandintegration-IndVisualizationelementsofdigitaltwins中华人民共和国国家发展和改革委员会.“十四五”规划《纲要》名词解释之94|新型智慧城市.2021-2015年开始，数字孪生技术已开始得到了ISO、IEC、ITU-T、IEEE等国际、国外标准化组织的关注，各组织力求从各自的领域和层面出发探索相关标准化工作。截至目前，智慧城市、能源、建筑等领），术语》和ISO/IEC5719《数字孪字孪生相关技术的标准化工作，在SG1别立项了数字孪生技术相关应用需求、参考框架以及安全框架等国际标准。IEEE推进了数字孪生在智能工厂中应用的相关标准项目，如IEEE2806系列标准《智能工厂物理实体的数字化表征系统架构》《工我国智慧城市标准化工作得到国家标准委、中央网信办、发展改革委、工业和信息化部等部门的高度关注和支持。国内城市数字孪生标准化工作目前正在起步阶段，2021年全国信息技术标准化技术委员会智慧城市工作组成立城市数字孪生专题组，负责开展城市数字孪生标准体系研究、城市数字孪生关键标准研究，并推动标准试验验证与应用示范工作。目前，已完成了国内城市数字孪生标准《城市数字孪能建筑与居住区数字化标准化技术委员会设立BIM/CIM标准工作组，探索开展BIM/CIM标准研制工作。全国地理信息标准化技术委员会从测绘、地理信息两个方面推动相关标准研制工作。中关村智慧城市产业技术创新战略联盟也已发布团体标准《智慧城市数字孪生城市技术参考架构》。数字孪生方面还8本文件在起草过程中，对标准中的技术内容没有发生重大分歧。本文件不涉及专利。本标准草案总结了编制单位相关项目上的实施经验，参考了《数字孪生城市白皮书》、《城市数字模型基础平台技术标准》等文献，整体框架与各章节要求更贴近城市数字孪生建设运营实际需求，具有较扎实的推广试验基础。对智慧城市领域的建模、可视化、项目实施等相关单位做了调研，并充分听取了相关领域专家的意见。本部分在分析调研智慧城市相关领域的基础上，借鉴了GB/T37043、ISO/TR24464:2020、GB/T城市数字孪生概念模型根据数字孪生的九大能力，并结合实践案例给出，满足各应用领域的通用城市数字孪生建设的约束条件考虑了各主体的实际需求，以目标、问题和需求为导向展开。经调研城市数字孪生的包括城市规划、建设、运行管理、安全管理、公共服务、交通物流、水利流域、能源低碳、工业制造等领域的应用，标准对具体应用给出了要求，条款表述符合GB/T1.1相关规城市数字孪生建设技术架构结合在城市规划、建设、运行管理、安全管理、公共服务、交通物流、9水利流域、能源低碳、工业制造等领域的应用，对上海城建、清华大学、中乾思创等企业进行了调研，标准研究