1 Forschungshintergrund zum Aufbaumodell digitaler Zwillingsstädte

1.1 Erste Erfolge und anhaltende Herausforderungen beim Aufbau digitaler Zwillingsstädte

Die digitale Zwillingsstadt ist eine effektive Kombination aus digitaler technologischer Innovation und städtischer Mechanismusinnovation und einer der wichtigen Wege zur Förderung der ganzheitlichen digitalen Transformation der Stadt. Derzeit befindet sich der Aufbau digitaler Zwillingsstädte in China noch in der Phase der praktischen Erprobung und steht vor vielfältigen Herausforderungen. Erstens gibt es noch keinen Konsens über den Umsetzungsweg für den Aufbau digitaler Zwillingsstädte; es bestehen weiterhin Probleme wie unzureichende Gesamtkoordination, dezentraler Aufbau einiger Systeme und bereichsspezifische, linienartige Umsetzung. Es ist notwendig, das Systemdenken weiter zu stärken und ein gemeinsames Modell für den Aufbau digitaler Zwillingsstädte zu entwickeln. Zweitens muss das Betriebsmodell für den Aufbau digitaler Zwillingsstädte noch verbessert werden; in einigen Städten ist der Aufbau der digitalen Zwillingsstadt von den städtischen Geschäftsprozessen entkoppelt, und das Verhältnis von Input zu Output des Systemaufbaus ist gering. Gleichzeitig ist das Geschäftsmodell für digitale Zwillingsstädte in China noch unklar, die Finanzierungsquellen sind einseitig, der Wert der Datenelemente wird nicht ausreichend erschlossen, und ein nachhaltiges Betriebsmodell muss noch erforscht werden. Drittens müssen die Bereitstellungsmethoden für Daten und Fähigkeiten digitaler Zwillingsstädte noch innoviert werden; es fehlt ein effektiver Standardisierungsrahmen für Daten, und die Integration und Anwendung heterogener Daten ist schwierig; einige technologische Fähigkeiten digitaler Zwillinge sind eng mit Ökosystemen verbunden, was eine Entkopplung der Dienste erschwert, und die Wiederverwendung von Fähigkeiten steht vor Herausforderungen. Viertens müssen Szenarien mit hohem Mehrwert für digitale Zwillingsstädte noch erschlossen werden; bei einigen Projekten zum Aufbau digitaler Zwillingsstädte wird zu viel Wert auf die „äußere Darstellung“ und zu wenig auf den „Geschäftsmechanismus“ gelegt. Es ist dringend erforderlich, Szenarien mit hohem Mehrwert für digitale Zwillingsstädte zu erschließen, die praktisch wirksam sind und eine Interaktion zwischen virtueller und realer Welt ermöglichen, um die Zufriedenheit und das Gefühl des Nutzens der Bevölkerung zu steigern.

1.2 Weit verbreitete Anwendung industrieller digitaler Zwillingsmodelle im Ausland

Im Jahr 2002 schlug Michael Grieves das „Mirrored Spaces Model“ vor, das zum Prototyp des Konzepts des „digitalen Zwillings“ wurde. Im Jahr 2011 prägte das Air Force Research Laboratory der USA den Begriff „Digital Twin“ und gilt als die erste Institution, die dieses Konzept einführte. Im Juni 2017 schlug Lockheed Martin das Konzept des „Product Digiverse“ vor, d. h. den „digitalen Produktzwilling“, und setzte es bei der Entwicklung, Produktion, Wartung und Instandhaltung von Ausrüstungen großer militärisch-industrieller Unternehmen in den USA und Europa ein. Im Jahr 2023 betonte die Studie „Fundamentale Forschungslücken und zukünftige Richtungen digitaler Zwillinge“ das Anwendungspotenzial digitaler Zwillinge in Bereichen wie wissenschaftlicher Forschung, industrieller Praxis und Alltagsleben. In den letzten Jahren haben internationale Hersteller wie Siemens und Dassault Systèmes die Umsetzung digitaler Zwillinge in Branchen wie Fabriken, Eisenbahnen, Stromnetze und Kohlenstoffabscheidung vorangetrieben. Mit der zunehmenden Reife der Technologie digitaler Zwillinge werden sie nach und nach im städtischen Bereich eingesetzt, wie z. B. die Förderung des Aufbaus von „Virtual Singapore“ durch Singapur; auch Städte wie Toronto in Kanada und Rennes in Frankreich haben mit dem Aufbau digitaler Zwillingsstädte begonnen.

1.3 Beschleunigte Forschung zu digitalen Zwillingsmodellen in China

In den letzten Jahren haben sowohl die chinesische Industrie als auch die Wissenschaft Standpunkte zur Konstruktion digitaler Zwillingsmodelle vorgebracht, die wertvolle Referenzen für den Aufbau von Modellen digitaler Zwillingsstädte liefern. Im Jahr 1994 übersetzte Qian Xuesen „Virtual Reality“ als „Lingjing-Technologie“. Die Einführung der „Lingjing-Technologie“ gilt als eine weitere technologische Revolution nach der Computerrevolution und lieferte wichtige Impulse für die Etablierung und Entwicklung des Konzepts des digitalen Zwillings. Im Jahr 2019 schlugen Tao Fei et al. ein fünfdimensionales Modell des digitalen Zwillings vor, das die physische Entität, die virtuelle Entität, den Dienst, die Zwillingsdaten und die Verbindung als fünf Hauptdimensionen umfasst. Im Jahr 2022 schlugen Tian Ying et al. einen Rahmen für ein City Information Model (CIM) vor, der aus den drei Systemen Datenverwaltung, intelligente Modellanalyse und Mensch-Computer-Interaktion besteht. Zhuang Cunbo et al. schlugen die Konnotation des digitalen Produktzwillings vor, der die fünf Teile Produktdesignmodell, Produktprozessmodell, Produktherstellungsmodell, Produktnutzungs- und -wartungsmodell sowie Produktentsorgungs- und -recyclingmodell umfasst. Im Jahr 2022 schlugen das Weltwirtschaftsforum und die Chinesische Akademie für Informations- und Kommunikationstechnologie gemeinsam den Rahmen „4+5“ für digitale Zwillingsstädte vor, der die vier internen Elemente Infrastruktur, Datenressourcen, Plattformfähigkeiten und Anwendungsszenarien sowie die fünf externen Elemente Strategie und Mechanismus, Interessengruppen, Finanzierung und Geschäftsmodell, Standards und Bewertung sowie Cybersicherheit umfasst. Gleichzeitig schlugen Tang Wenhu et al. eine Architektur für den digitalen Zwilling intelligenter Energie vor, Dong Leiting et al. eine Architektur für den digitalen Zwilling von Flugzeugstrukturen, und die Zhengzhou University of Light Industry schlug gemeinsam mit der University of Cambridge eine Struktur für industrielle digitale Zwillingssysteme vor, die wertvolle Referenzen für den Aufbau von Modellen digitaler Zwillingsstädte liefern.

Insgesamt haben sowohl chinesische als auch ausländische Wissenschaftler gemeinsame Konzepte für Modelle digitaler Zwillinge vorgeschlagen, aber es gibt nur wenige Studien, die sich auf Modelle für den Aufbau digitaler Zwillingsstädte konzentrieren. Es wurde noch kein gemeinsames Modell für digitale Zwillingsstädte vorgeschlagen, das den Aufbau von Städten und Industriegebieten leiten könnte. Daher ist es dringend erforderlich, ausgehend von den Entwicklungsbedürfnissen von Städten und Industriegebieten ein mehrdimensionales Modell für den Aufbau digitaler Zwillingsstädte zu entwickeln, das Zwillingsdaten, Plattformen, Szenarien und andere Dimensionen umfasst, um Regierungen und Unternehmen eine Referenz für die Förderung des Aufbaus digitaler Zwillingsstädte zu bieten.

2 Konstruktion des Aufbaumodells für digitale Zwillingsstädte

Nach den Prinzipien der Zielorientierung, der Anleitung zum Aufbau und der einfachen Handhabbarkeit schlägt diese Studie innovativ das „Fünf-Dimensionen-Modell für den Aufbau digitaler Zwillingsstädte“ (kurz „Fünf-Dimensionen-Modell“) vor. Das Fünf-Dimensionen-Modell basiert auf „Strategie und Talent“, hat „Geschäft und Betrieb“ als langfristige Garantie, „Infrastruktur und Daten“ als Fundament, „Technologie und Plattform“ als Zentrum und „Anwendung und Szenario“ als wichtigen Hebel. Es zielt darauf ab, die systemische Planung, den qualitativ hochwertigen Aufbau und die nachhaltige Entwicklung digitaler Zwillingsstädte zu fördern (siehe Abbildung 1). Das Fünf-Dimensionen-Modell eignet sich sowohl für den ganzheitlichen Aufbau digitaler Zwillingsstädte in großen, mittleren und kleinen Städten als auch für den regionalen Aufbau digitaler Zwillingsstädte in Industriegebieten und städtischen Funktionszonen. In Anlehnung an die „Leitlinien zur Vertiefung der Entwicklung intelligenter Städte und zur Förderung der ganzheitlichen digitalen Transformation von Städten“ können die fünf Dimensionen des Aufbaus digitaler Zwillingsstädte in zwei Ebenen unterteilt werden: das „Projekt zur Fundamentlegung der städtischen digitalen Basis“ und das „Projekt zur Innovation des digitalen Systems und der Reform“. Diese beiden Projekte treiben den Aufbau digitaler Zwillingsstädte durch technologische und institutionelle Innovationen an und fördern die ganzheitliche digitale Transformation der Stadt.

3 Durchführung des Projekts zur Fundamentlegung der städtischen digitalen Basis zur Stärkung der technologischen Fähigkeiten digitaler Zwillingsstädte

3.1 Dimension Infrastruktur und Daten

3.1.1 Aufbau eines integrierten städtischen Wahrnehmungssystems zur Stärkung der sensorischen Nervenenden digitaler Zwillinge

Erstens: Stärkung des gemeinsamen Aufbaus und der gemeinsamen Nutzung städtischer Wahrnehmungsinfrastruktur, Förderung der koordinierten Planung und intensiven gemeinsamen Nutzung von Trägern für städtische Wahrnehmungseinrichtungen, Förderung der „Multifunktionsintegration“ von Wahrnehmungsgeräten wie Beleuchtung, Verkehr, Sicherheit, Kommunikation und Umweltschutz sowie Schaffung von Pilotdemonstrationen wie intelligenten Masten. Zweitens: Förderung des einheitlichen Managements städtischer Wahrnehmungsendgeräte, Einrichtung eines Registers für städtische Wahrnehmungsendgeräte und Ermöglichung einer allgemeinen Erfassung und einheitlichen Codierung städtischer Wahrnehmungsendgeräte. Beispielsweise fördert Peking die einheitliche Codierung städtischer Wahrnehmungsgeräte, um eine detaillierte Verwaltung aller Arten von Wahrnehmungsendgeräten zu erreichen. Drittens: Förderung der flächendeckenden Abdeckung des städtischen Wahrnehmungssystems, Förderung der Bereitstellung und Aufrüstung von Wahrnehmungsinfrastrukturen in städtischen Bereichen wie oberirdisch, unterirdisch, in der Luft und im Wasser, um ein neuartiges städtisches Wahrnehmungssystem der „Datenvernetzung, Gerätevernetzung und intelligenten Vernetzung“ zu schaffen.

3.1.2 Verbesserung der städtischen Netz- und Recheninfrastruktur zur Stärkung der Übertragungs- und Berechnungsgrundlage digitaler Zwillinge

Erstens: Stärkung des Aufbaus der Kommunikationsinfrastruktur, Förderung der erweiterten Abdeckung von Glasfasernetzen, 5G-Netzen usw., um allen städtischen Gebieten eine schnelle und stabile Netzunterstützung zu bieten. Zweitens: Stärkung der Verbreitung und Anwendung des Internets der Dinge, um eine zuverlässige Netzunterstützung für die Erfassung von Wahrnehmungsdaten zu bieten. Beispielsweise können Sensoren, Kameras und andere Geräte verwendet werden, um Echtzeitdaten zu sammeln und Echtzeitinformationen für den effizienten Betrieb digitaler Zwillingsstädte bereitzustellen. Drittens: Aufbau einer Cloud-Edge-synchronisierten Recheninfrastruktur zur Verbesserung der städtischen Rechenleistung und Unterstützung der Verarbeitung großer Datenmengen sowie der Echtzeitsimulation und -analyse. Beispielsweise können Cloud-Rechenzentren große Datenmengen zentral verarbeiten und leistungsstarke Rechenkapazitäten bereitstellen; Edge Computing kann die erste Verarbeitung am Ort der Datenerzeugung durchführen, die Netzwerklatenz reduzieren und die Reaktionsgeschwindigkeit verbessern.

3.1.3 Innovativer Aufbau städtischer digitaler Zwillinge zur Förderung der digitalen Darstellung aller städtischen Elemente

Erstens: Innovative Datenorganisationsmethoden, die physische Objekte als Kern betrachten, um städtische digitale Zwillinge aufzubauen. Städtische digitale Zwillinge fördern die Integration von Daten über verschiedene Bereiche hinweg, verbessern die Effizienz der Datenverwaltung und tragen zur Förderung von Innovationen bei Anwendungen digitaler Zwillinge bei. Städte aller Ebenen können, ausgehend von den Anforderungen von Szenarien wie Stadtverwaltung und bürgernahen Diensten, für physische Objekte wie Gebäude, Naturlandschaften, Straßen und Brücken durch Schrägluftbildaufnahmen, intelligente Modellierung usw. Multi-Source-Daten sammeln und integrieren, um digitale Zwillinge zu bilden, die die physische Stadt widerspiegeln. Im Szenario eines digitalen Zwillingsgebäudes werden beispielsweise schrittweise Modelle wie Gebäudezwillinge, Gerätezwillinge und Serverraumzwillinge aufgebaut. Zweitens: Förderung der Integration von Multi-Source-Daten zur Schaffung vielfältiger städtischer Datendienste. Nutzen Sie digitale Zwillinge als Hebel, um die Verknüpfung und Integration von Geodaten, sozioökonomischen Daten, IoT-Sensordaten usw. zu fördern. In Zukunft könnten digitale Zwillinge als maschinenlesbare Webdienste veröffentlicht werden, um Unternehmen und der Öffentlichkeit den Zugang zu Datendiensten zu erleichtern.

3.2 Dimension Technologie und Plattform

3.2.1 Aufbau einer städtischen IoT-Wahrnehmungsplattform zur Verbesserung der Echtzeit-Datenverarbeitung

Erstens: Aufbau einer städtischen IoT-Wahrnehmungsplattform zur Ermöglichung der Integration und gemeinsamen Nutzung von Sensorinformationen. Nutzen Sie die vorhandene Plattformbasis intelligenter Städte voll aus, um eine städtische IoT-Wahrnehmungsplattform aufzubauen, die Echtzeit-IoT-Sensordaten aus Bereichen wie Wasser, Strom, Gas, Verkehr, Umweltschutz, öffentliche Sicherheit und Meteorologie erfasst. Durch statistische Analyse städtischer Betriebsindikatoren werden Frühwarnungen und Entscheidungsfindung unterstützt, und eine dynamische Überwachung, Frühwarnung und Fernsteuerung regionaler Einrichtungen und Geräte wird ermöglicht. Zweitens: Schaffung gemeinsamer Schnittstellen für Wahrnehmungsdaten zur Unterstützung verschiedener Verwaltungs- und Serviceanwendungen. Die IoT-Wahrnehmungsplattform kann standardisierte gemeinsame Schnittstellen für Wahrnehmungsdaten bereitstellen, ein Stadtporträt erstellen, das Stadtbilder und Stadtzeichen vereint, und Datenunterstützung für Stadtverwaltung und bürgernahe Dienste bieten.

3.2.2 Aufbau einer Modellplattform für städtische digitale Zwillinge zur Ermöglichung der digitalen Darstellung aller Elemente

Erstens: Aufbau einer Modellplattform für städtische digitale Zwillinge, um die räumliche Ausrichtung und Integration von Multi-Source-Daten wie Bevölkerung, Wohnungen, Wirtschaft und Ereignissen in der Stadt zu fördern. Nutzen Sie Technologien wie Grafik-Rendering und Mensch-Computer-Interaktion, um digitale Zwillinge unterschiedlicher Genauigkeit und Art auf verschiedenen Endgeräten wie großen, mittleren und kleinen Bildschirmen darzustellen. Zweitens: Förderung der vermögenswertorientierten Verwaltung von Daten städtischer digitaler Zwillinge, Aufbau eines Lebenszyklus-Managementmechanismus für die Sammlung, Konstruktion, Anwendung und gemeinsame Nutzung digitaler Zwillinge sowie Bereitstellung von Funktionen wie personalisierter Bearbeitung und interaktiver Bedienung, um effiziente Datenunterstützung für verschiedene Anwendungen wie Verwaltung und Dienste digitaler Zwillingsstädte zu bieten. Fördern Sie die vermögenswertorientierte Verwaltung von digitalen Zwillingsdaten wie Naturressourcendaten, Geoinformationsdaten, 3D-Modelldaten und Echtzeit-Betriebsdaten und schaffen Sie eine Reihe hochwertiger branchenspezifischer Datensätze.

3.2.3 Aufbau einer intelligenten städtischen Daten-Service-Plattform zur Förderung von Innovation und Reform städtischer Geschäftsprozesse

Erstens: Bereitstellung mehrdimensionaler Datenanalyse- und Rechenfähigkeiten. Für die verschiedenen Attributdaten städtischer digitaler Zwillinge fördern Sie die integrierte Analyse von räumlich-zeitlichen Standortinformationen, Betriebszustandsinformationen und Entitätsbeziehungsinformationen der Stadt, um wissenschaftliche Entscheidungsfindung zu unterstützen. Zweitens: Bereitstellung intelligenter Analyse- und Rechenfähigkeiten. Fördern Sie die Anwendung von Technologien wie KI-Algorithmen, großen Modellen und intelligenten Agenten in Bereichen wie städtischem Verkehrsmanagement, Energiemanagement und Notfallmanagement. Stärken Sie die intelligente Analyse städtischer Daten, um eine intelligente Analyse und Berechnung aller Elemente, des gesamten Prozesses und des gesamten Lebenszyklus städtischer Daten zu erreichen. Drittens: Bereitstellung von Szenario-Simulations- und -Prognosefähigkeiten. Basierend auf der digitalen Zwillingsumgebung und historischen Daten führen Sie Simulationsprognosen und intelligente Vorhersagen für Informationen wie Personenströme, Fahrzeugströme und Energie in der Stadt durch, um datengesteuerte Geschäftsinnovationen zu ermöglichen.

3.2.4 Aufbau einer offenen und innovativen Szenarioplattform zur Ermöglichung einer offenen und niedrigschwelligen Szenariokonstruktion

Erstens: Aufbau einer offenen und innovativen Szenarioplattform, um Daten, Modelle und Szenarien städtischer digitaler Zwillinge für die Öffentlichkeit zu öffnen. Einzelpersonen und Unternehmensentwickler können auf Basis der Plattformfähigkeiten eine niedrigschwellige, Drag-and-Drop-basierte Szenariokonstruktion realisieren und so Innovationen in städtischen Szenarien unterstützen. Zweitens: Förderung des Flusses und der gemeinsamen Nutzung von Innovationsressourcen. Nutzen Sie die offene und innovative Plattform, um eine Reihe von Fähigkeits-Engines, typischen Szenarien und Lösungen aus der Branche der digitalen Zwillinge zu bündeln, einen Online-Fallstudien- und Werkzeugkasten für digitale Zwillingsstädte zu erstellen, das Matching von Angebot und Nachfrage sowie die Projektumsetzung im Bereich digitaler Zwillinge zu fördern und das Wachstum der städtischen digitalen Wirtschaft voranzutreiben.

3.3 Dimension Anwendung und Szenario

Erstens: Aufbau eines Szenario-Aufbaumechanismus mit den fünf Schritten „Szenarioliste – Ausschreibung mit Prämie – öffentlich-private Kooperation – Wirkungsbewertung – Markenbildung“, um öffentlich-private Partnerschaften, Szenario-Öffnung und kollaborative Innovation zu fördern. Zweitens: Planung einer Reihe von allgemein zugänglichen und bequemen bürgernahen Szenarien, um die Einstiegshürde für die Nutzung der Technologie digitaler Zwillinge zu senken und der Bevölkerung gleichberechtigte, freundliche und bequeme Zwillingsdienste zu bieten. Beispielsweise können mit Virtual-Reality-Technologie physikalische und chemische Lehrexperimente durchgeführt werden; durch Augmented Reality und die Interaktion zwischen virtueller und realer Welt kann das Erlebnis von Kultur- und Tourismusdiensten verbessert werden; öffentliche Dienste wie medizinische Versorgung und Bildung können über die digitale Zwillingsplattform mehr Menschen zugutekommen. Drittens: Planung einer Reihe von präzisen und effizienten Verwaltungsszenarien. Nutzen Sie die technologischen Mittel digitaler Zwillinge, um eine einheitliche Kartenansicht des städtischen Betriebszustands zu erreichen. Unterstützen Sie durch Echtzeitüberwachung und Simulationsprognosen die städtische Energieeinsparung und Emissionsreduzierung, ermöglichen Sie eine schnelle Reaktion auf städtische öffentliche Probleme und verbessern Sie die städtische Sicherheit und Resilienz. Viertens: Planung einer Reihe von kostensenkenden und effizienzsteigernden Geschäftsszenarien. Fördern Sie den Aufbau von Szenarien wie digitalen Zwillingswerkstätten und digitalen Zwillingsfabriken, um Funktionen wie unbemannte Arbeitsabläufe, Ferninspektionen und Fernsteuerung zu realisieren, ein grünes, intensives und effizientes Entwicklungsmodell zu bilden und die koordinierte Entwicklung des digitalen Stadtaufbaus und der digitalen Wirtschaft zu fördern.

4 Durchführung des Projekts zur Innovation des digitalen Systems und der Reform zur Stärkung der digital-freundlichen institutionellen Absicherung der Stadt

4.1 Dimension Strategie und Talent

4.1.1 Tiefgehende Untersuchung des aktuellen Stadtentwicklungsstands und wissenschaftliche Erstellung strategischer Pläne

Erstens: Führen Sie tiefgehende Untersuchungen und Recherchen durch, erfassen Sie die politischen, wirtschaftlichen, sozialen und technologischen Gegebenheiten sowie die Besonderheiten der Stadt und ermitteln Sie den aktuellen Stand der digitalen Entwicklung der Stadt. Zweitens: Erstellen Sie wissenschaftlich fundierte Pläne. Basierend auf den strategischen Vorgaben der Stadt und den Branchenstandards sowie unter Berücksichtigung der technologischen Entwicklungsrichtung erstellen Sie maßgeschneiderte Pläne für digitale Zwillingsstädte auf hohem Niveau, um politische Unterstützung für die Technologieauswahl und Projektumsetzung zu bieten. Drittens: Fördern Sie eine geordnete Umsetzung. Entwickeln Sie einen umsetzbaren und praktikablen Implementierungsplan. In der nahen und mittleren Frist priorisieren Sie die Umsetzung einer Reihe von digitalen Zwillingsszenarien, die gemeinsame städtische Probleme, Schmerzpunkte und Schwierigkeiten lösen und signifikante Ergebnisse erzielen. In der langen Frist halten Sie die Flexibilität und Inklusivität des Aufbaurahmens und des Umsetzungspfads aufrecht, um die nachhaltige Entwicklung der Zwillingsstadt zu fördern.

4.1.2 Fokussierung auf die Ausbildung von Talenten für Schlüsselpositionen und Aufbau einer gemischten Talentpyramide

Erstens: Aufbau eines gemischten, gestaffelten Talentpools für digitale Zwillinge. Schaffen Sie ein geschlossenes Talentausbildungssystem, das „Hochschulausbildung – Kompetenztraining – Fähigkeitszertifizierung“ umfasst. Entwickeln Sie digitale Kompetenztrainings auf verschiedenen Ebenen und für verschiedene Fachrichtungen, um gezielt Talente in den Bereichen Infrastruktur, Daten, Plattformen und Anwendungen digitaler Zwillinge zu fördern. Zweitens: Konzentrieren Sie sich auf die Ausbildung von Talenten für wichtige digitale Positionen, insbesondere für Positionen wie Chief Data Officer und Chief Technology Officer. Verbessern Sie die Fähigkeit digitaler Führungskräfte in Organisationen, digitale Technologien zur Problemlösung einzusetzen, und schaffen Sie so eine personelle Absicherung für den Aufbau, die Verwaltung und den Betrieb digitaler Zwillingsstädte.

4.2 Dimension Geschäft und Betrieb

4.2.1 Klärung der Rollen und Positionen der relevanten Interessengruppen und Innovation der organisatorischen Struktur der öffentlich-privaten Zusammenarbeit

Erstens: Klärung der Betriebs- und Managementstruktur der digitalen Zwillingsstadt. Die Regierungsbehörden fungieren als koordinierende Manager der digitalen Zwillingsstadt und nutzen ihre Stärken in der Gesamtkoordination, Führung und Aufsicht. Soziale Akteure arbeiten als Bauherren oder Mitinvestoren zusammen, um den Aufbau der digitalen Zwillingsstadt zu realisieren. Durch öffentlich-private Partnerschaftsmodelle wird der Aufbau und Betrieb sichergestellt, um einen geordneten Fortschritt des Aufbaus der digitalen Zwillingsstadt zu gewährleisten. Zweitens: Aufbau eines ko-kreativen Ökosystems für digitale Zwillinge mit komplementären Vorteilen. Zu den Akteuren beim Aufbau digitaler Zwillingsstädte gehören Unternehmen aus Bereichen wie Stadtplanung, Modellierung und Simulation, visuelles Rendering, Wahrnehmung und Identifikation sowie interaktive Steuerung. Diese Unternehmen müssen Arbeitsteilung und Zusammenarbeit beachten, um die notwendigen Produkte und Dienstleistungen für den Aufbau digitaler Zwillingsstädte bereitzustellen. Durch Formen wie Ressourcenaustausch, Projektkooperation, Produktkooperation und gemeinsame Entwicklung schaffen Sie ein gutes Ökosystem mit komplementären Vorteilen und kollaborativer Innovation. Drittens: Aufbau eines Bewertungsmechanismus für digitale Zwillingsprojekte. Entwickeln Sie ein Bewertungsindikatorensystem, das den Aufbaustand digitaler Zwillingsstädte genau widerspiegelt, und führen Sie regelmäßige Bewertungen von Projekten digitaler Zwillingsstädte durch, um „durch Bewertung den Aufbau zu fördern und durch Bewertung die Optimierung zu fördern“.

4.2.2 Förderung der Wertschöpfung von Datenelementen und Erforschung nachhaltiger Betriebs- und Geschäftsmodelle

Erstens: Optimierung der Stadtverwaltungsmodelle durch Daten. Nutzen Sie Technologien wie digitale Zwillinge und künstliche Intelligenz voll aus, um effektive Datenunterstützung für die Stadtverwaltung zu bieten und die Fähigkeit der Stadt zu intelligenten Entscheidungen und optimaler Ressourcenallokation zu verbessern. Zweitens: Fördern Sie den Datenbetrieb, den Fähigkeitsbetrieb, den Plattformbetrieb und den Szenariobetrieb digitaler Zwillingsstädte durch Modelle wie die gemeinsame Nutzung von 3D-Modellen digitaler Zwillinge, Software-as-a-Service für digitale Zwillingsplattformen und maßgeschneiderte Datenentwicklung, um die langfristige Entwicklung der Zwillingsstadt zu fördern.

5 Strategieempfehlungen

Das Fünf-Dimensionen-Modell für den Aufbau digitaler Zwillingsstädte bietet eine Richtlinie und eine gemeinsame Lösung für die Förderung des Aufbaus digitaler Zwillingsstädte in verschiedenen Regionen. Dennoch stehen die Regionen weiterhin vor Herausforderungen in Bezug auf den klassifizierten Aufbau digitaler Zwillingsstädte, die Szenariokonstruktion und die Ökosystementwicklung. Die Studie schlägt Empfehlungen wie klassifizierte Maßnahmen, charakteristische Führung und ökologische Zusammenarbeit vor, um eine Referenz für die Förderung des Aufbaus digitaler Zwillingsstädte zu bieten.

5.1 Klassifizierte Maßnahmen zur Förderung des Aufbaus digitaler Zwillingsstädte

Erstens: Regionen mit guter digitaler Basis sollten eine Vorreiterrolle einnehmen, eine leistungsfähige digitale Zwillings-Basisplattform aufbauen, den Aufbau von Zwillingen und Szenarioanwendungen innovieren und den gemeinsamen Plattformaufbau, die gemeinsame Datennutzung und die Wiederverwendung von Fähigkeiten fördern. Nutzen Sie die technologischen und anwendungsbezogenen Vorteile, um die Industrie der digitalen Zwillinge zu entwickeln und eine Ausstrahlungswirkung zu erzielen. Zweitens: Regionen mit mittlerer digitaler Basis sollten eine stabile Entwicklung anstreben, Szenarioinnovationen, Datenintegration und den Aufbau technologischer Plattformen in angemessenem Umfang oder pilotweise durchführen, um eine schrittweise Aufwertung zu erreichen. Drittens: Regionen mit schwacher digitaler Basis sollten die Nachahmung und Verbreitung betonen, die Erfahrungen von Regionen mit guter Basis vollständig nutzen, Anwendungsbereiche mit hoher Reife und guter Anwendungswirkung auswählen und den Aufbau digitaler Zwillingsstädte durchführen, um Umwege zu vermeiden, Investitionen zu sparen und schnell Ergebnisse zu erzielen.

5.2 Charakteristische Führung zur Schaffung von Pionierszenarien für digitale Zwillinge

Erstens: Auf der Regierungsseite sollten basierend auf den Ressourcenausstattungen, Branchenmerkmalen und wichtigen Anforderungen der Stadt eine Reihe von charakteristischen Demonstrationsszenarien für digitale Zwillingsstädte geschaffen werden, um einen positiven Kreislauf zu bilden, in dem digitale Zwillinge die qualitativ hochwertige Entwicklung der Industrie fördern. Beispielsweise könnten Hafenstädte einen digitalen Zwillingshafen aufbauen, um die Managementeffizienz der automatischen Gruppierung und Transportsteuerung zu verbessern und die Entwicklung des Hafengeschäfts zu fördern; Industriestädte könnten Pilotdemonstrationen für digitale Zwillingsfabriken und digitale Zwillingswerkstätten schaffen, um das Produktlebenszyklusmanagement zu fördern und die industrielle Entwicklung zu unterstützen. Zweitens: Auf der Unternehmensseite sollten basierend auf den Szenarioanforderungen verschiedener Regionen eine Reihe von branchenführenden und verbreitungswürdigen Lösungen für Zwillingsstädte entwickelt werden. Konzentrieren Sie sich auf Bereiche wie städtische intelligente Körper, städtische Lebensadern und die Anwendung großer Modelle, um eine Reihe von praktisch wirksamen, branchenführenden Pionierszenarien für digitale Zwillingsstädte zu schaffen.

5.3 Ökologische Zusammenarbeit zur Schaffung eines gemeinsamen Aufbau- und Nutzungsmusters

Erstens: Nutzen Sie die Rolle von Industrieallianzen und Berufsverbänden für digitale Zwillinge voll aus, leiten Sie führende Unternehmen an, gemeinsam an Schlüsseltechnologien wie 3D-Modellierung, räumlicher Berechnung und virtuell-realer Interaktion zu forschen und fördern Sie die industrielle Zusammenarbeit und unabhängige Innovation. Zweitens: Bauen Sie auf hohem Niveau eine öffentliche Serviceplattform für digitale Zwillingsstädte auf. Verlassen Sie sich auf Dritte wie Verbände, Allianzen und Think Tanks, um eine öffentliche Serviceplattform für digitale Zwillingsstädte zu schaffen, die auf die industrielle Entwicklung ausgerichtet ist, die Effizienz der Nutzung industrieller Ressourcen und die Geschäftsreaktionsgeschwindigkeit zu verbessern und eine Reihe von führenden Unternehmen im Bereich digitaler Zwillinge zu fördern. Fördern Sie, dass mehr Unternehmen weiterhin hochwertige Anwendungsprodukte für digitale Zwillinge auf den Markt bringen, den qualitativ hochwertigen Aufbau digitaler Zwillingsstädte unterstützen und zur Entwicklung der Industrie digitaler Zwillinge beitragen.

6 Schlussbemerkung

Die digitale Zwillingsstadt ist zu einem wichtigen Hebel für die Förderung der ganzheitlichen digitalen Transformation von Städten geworden. Diese Studie schlägt innovativ das Fünf-Dimensionen-Modell für den Aufbau digitaler Zwillingsstädte vor, das Regierungen und Unternehmen eine nützliche Referenz für die Förderung des Aufbaus digitaler Zwillingsstädte bietet. In Zukunft werden wir die Forschung zum Aufbaumodell digitaler Zwillingsstädte in Kombination mit den städtischen Entwicklungsanforderungen und technologischen Entwicklungstrends iterativ verbessern, die qualitativ hochwertige Entwicklung digitaler Zwillingsstädte fördern und zum Aufbau einer chinesisch geprägten modernen Stadt beitragen.