时空AI赋能数字孪生城市白皮书

人工智能（AI）的发展从感知阶段进入认知和预知阶段。AI的发展已经渗入到多个应用领域。最近几年，尤其是全球疫情的爆发让大家认识到“时空大数据+AI”在科技抗疫防控中产生了巨大的价值。AI技术与地理空间智能、城市空间智能、时空大数据智能、数字孪生城市的发展产生了深度的融合，推动了AI在认知和预知层面的创新与发展。我们看到这些领域无论在理论方面、还是技术创新和应用实践方面，一个核心的底层创新是基于时空的人工智能：时空人工智能（Spatio-Temporal AI）。随着城市数字孪生的发展，时空人工智能（ST-AI）开始受到产学研的广泛重视，为此我们组织行业专家首次发布这本白皮书“时空人工智能赋能数字孪生城市（2021）”。

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本书的发布旨在推动AI技术与城市数字孪生的场景结合，通过场景应用推动技术升级，通过技术创新赋能城市数字化转型。时空人工智能是AI领域的新型创新应用技术，定义为以时空为‘索引’对多源异构数据进行时空化治理和融合，并借力知识工程和AI算法进行智能化分析，从而挖掘知识和辅助决策。

时空AI是地理空间智能、城市空间智能和时空大数据智能等的统一表示，包括从时空感知、认知到决策预知的多项核心技术。其应用生态领域非常广泛，包括智慧城市、智能交通、智能园区、智能零售、智能地产、智能商业等多个领域。为方便大家阅读，白皮书的组织结构如左图所示。如果有任何描述方面的问题，请大家指正。同时我们邀请您参与讨论，一起发展这一全新的AI应用技术。

最后，感谢上海市人工智能行业协会时空AI专业委员会对白皮书的发布给予的指导和支持。

时空人工智能赋能数字孪生城市白皮书编委会

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数字孪生城市成熟度研究报告（2022年）

报告原创提出了数字孪生城市成熟度模型，提炼了数字孪生城市五等级特征（外观孪生，实景呈现；机理孪生，点状应用；孪生互动，综合集成；智能优化，动态推演；虚实共生，创新引领），并提出5大能力域和23个能力子域的等级要求，为数字孪生城市项目评估、能力识别和改进升级提供了有益参考。

【目 录】

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一、数字孪生城市的概念

二、数字孪生城市成熟度模型的概念

（一）数字孪生城市成熟度模型研究的必要性

（二）数字孪生城市成熟度模型的内涵

（三）数字孪生城市成熟度模型适用范围

（四）数字孪生城市成熟度模型构建原则

三、数字孪生城市成熟度等级划分

（一）数字孪生城市成熟度等级划分的考虑

（二）一级起始级（外观孪生，实景呈现）

（三）二级应用级（机理孪生，点状应用）

（四）三级集成级（孪生互动，综合集成）

（五）四级优化级（智能优化，动态推演）

（六）五级引领级（虚实共生，创新引领）

四、数字孪生城市成熟度能力域和能力子域

（一）数字孪生城市设施与数据能力域

（二）数字孪生城市技术与平台能力域

（三）数字孪生城市应用与场景能力域

（四）数字孪生城市战略与人才能力域

（五）数字孪生城市运营与安全能力域

五、数字孪生城市成熟度工作展望

（一）推动标准编制，凝聚产学研多方共识

（二）征集评估试点，推广高价值实践经验

（三）优化咨询服务，支撑地方孪生城市有序升级

（四）加强多方协作，完善数字孪生城市全链条服务

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新中国成立 70 年来，经历了世界历史上规模最大、速度最快的城镇化进程。党的十八大以来，在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下，城市建设和发展步入了新的阶段，城镇化水平进一步提高，城市发展质量明显改善，城市功能全面提升，为全面建成小康社会搭建了一个坚实的平台。

目前城市的信息化发展还处于局部或单域场景的智能监测阶段，在城市发展成理想形态前，政府、市民、企业三大主体还存在诸多尚未实现的需求，城市要素的数字化未全域覆盖，基于物联网、大数据、人工智能、区块链等技术缺乏融合创新，各系统间有机融合的体系架构还在不断演进，城市运行和治理的水平有量的提升，但少有质的改变。这些问题根因可以归纳为城市不断扩张的规模与有限的资源分配间的矛盾，而从物理空间到数字空间的突破，以全局视野实现精准映射、感知交互、智能监测、模拟仿真等能力正是此矛盾的破题关键。数字孪生城市建设理念应运而生，为城市治理能力和治理体系现代化提供了新思路。

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数字孪生城市是现代化城市治理方式的创新性变革。物理城市中所有的人、地、物、事、情、组织等要素，借助数字孪生技术在数字世界建设虚拟映像，实现“物理 - 数字”虚实融合交互，在物理世界不可能完成的工作，在数字世界则充满了丰富的想象空间。

关于数字孪生城市如何建设，业界还未形成充分共识，华为从项目实践中总结形成《数字孪生城市白皮书》（以下简称 “白皮书”），内容涉及数字孪生城市的内涵与外延、建设方法论、关键技术应用、体系框架等理论内容，同时结合项目实践提供典型案例的分享，最后对数字孪生城市的未来发展进行了适度展望。“白皮书”意在“抛砖引玉”，贡献我们的一些思考与实践，一方面期望为数字孪生城市的建设提供有价值的参考；一方面期待携手更多专家和伙伴，共同探索数字孪生城市的未来！

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雄安新区数据安全建设导则

雄安政字〔2020〕43号

河北雄安新区管理委员会

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关于印发《雄安新区多功能信息杆柱建设导则》等6项第二批智能城市建设标准成果的

通 知

雄县、容城、安新县人民政府，新区各部门，雄安集团：

　　现将《雄安新区多功能信息杆柱建设导则》《雄安新区物联网终端建设导则（综合管廊）》《雄安新区区块链技术 数据协同规范》《雄安新区区块链安全 区块链技术应用安全规范》《雄安新区智能城市数据标准体系指南》《雄安新区数据资源分类分级指南》等6项第二批智能城市建设标准成果印发给你们，请结合实际抓好落实。

河北雄安新区管理委员会

2020年12月28日

（此件公开发布）

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雄安新区5G通信建设导则

雄安政字〔2020〕43号

河北雄安新区管理委员会

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关于印发《雄安新区多功能信息杆柱建设导则》等6项第二批智能城市建设标准成果的

通 知

雄县、容城、安新县人民政府，新区各部门，雄安集团：

　　现将《雄安新区多功能信息杆柱建设导则》《雄安新区物联网终端建设导则（综合管廊）》《雄安新区区块链技术 数据协同规范》《雄安新区区块链安全 区块链技术应用安全规范》《雄安新区智能城市数据标准体系指南》《雄安新区数据资源分类分级指南》等6项第二批智能城市建设标准成果印发给你们，请结合实际抓好落实。

河北雄安新区管理委员会

2020年12月28日

（此件公开发布）

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雄安新区物联网网络建设导则

雄安政字〔2020〕43号

河北雄安新区管理委员会

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关于印发《雄安新区多功能信息杆柱建设导则》等6项第二批智能城市建设标准成果的

通 知

雄县、容城、安新县人民政府，新区各部门，雄安集团：

　　现将《雄安新区多功能信息杆柱建设导则》《雄安新区物联网终端建设导则（综合管廊）》《雄安新区区块链技术 数据协同规范》《雄安新区区块链安全 区块链技术应用安全规范》《雄安新区智能城市数据标准体系指南》《雄安新区数据资源分类分级指南》等6项第二批智能城市建设标准成果印发给你们，请结合实际抓好落实。

河北雄安新区管理委员会

2020年12月28日

（此件公开发布）

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雄安新区建构筑物通信建设导则

雄安政字〔2020〕43号

河北雄安新区管理委员会

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关于印发《雄安新区多功能信息杆柱建设导则》等6项第二批智能城市建设标准成果的

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雄县、容城、安新县人民政府，新区各部门，雄安集团：

　　现将《雄安新区多功能信息杆柱建设导则》《雄安新区物联网终端建设导则（综合管廊）》《雄安新区区块链技术 数据协同规范》《雄安新区区块链安全 区块链技术应用安全规范》《雄安新区智能城市数据标准体系指南》《雄安新区数据资源分类分级指南》等6项第二批智能城市建设标准成果印发给你们，请结合实际抓好落实。

河北雄安新区管理委员会

2020年12月28日

（此件公开发布）

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雄安新区物联网终端建设导则（道路）

雄安政字〔2020〕43号

河北雄安新区管理委员会

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关于印发《雄安新区多功能信息杆柱建设导则》等6项第二批智能城市建设标准成果的

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雄县、容城、安新县人民政府，新区各部门，雄安集团：

　　现将《雄安新区多功能信息杆柱建设导则》《雄安新区物联网终端建设导则（综合管廊）》《雄安新区区块链技术 数据协同规范》《雄安新区区块链安全 区块链技术应用安全规范》《雄安新区智能城市数据标准体系指南》《雄安新区数据资源分类分级指南》等6项第二批智能城市建设标准成果印发给你们，请结合实际抓好落实。

河北雄安新区管理委员会

2020年12月28日

（此件公开发布）

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