行业解读 | 共话《数字孪生城市产业图谱研究报告》

技术分享 / 2023-03-17 20:00:00
行业解读 | 共话《数字孪生城市产业图谱研究报告》
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    引言：近日，中国信息通信研究院产业与规划研究所牵头发布《数字孪生城市产业图谱研究报告（2022年）》，美象科技入选“核心产业板块”。


    报告分为数字孪生产业内涵、我国数字孪生产业发展态势、数字孪生城市产业图谱、数字孪生产业发展建议四大部分，创新性地概括出数字孪生产业概念、划定我国数字孪生产业四阶段体系、绘制出数字孪生城市产业总体视图和细分领域视图，并结合苏州工业园区、上海临港、雄安等地建设经验，提出数字孪生产业发展建议。以下为报告核心观点：

    PART1 数字孪生产业概念和内涵

    定义数字孪生产业
    数字孪生产业包括核心企业、关联企业以及辐射企业3个部分。
    狭义的数字孪生产业以数字孪生核心技术企业为主，即以孪生建模、可视化渲染和仿真推演为核心，以感知标识、GIS与新型测绘、交互控制技术提供商为外核，围绕关键技术形成数字孪生城市核心业态。
    广义的数字孪生产业既包含核心企业也包含关联企业，关联企业为智慧城市、智慧机场、智能制造、智慧医疗、智慧能源、智慧交通、智慧流域、智慧建筑、航空军事等集成应用提供商，关联产业驱动经济社会、国防等各领域产业的转型升级。辐射企业包括咨询、评测、标准、安全、融合基础设施、算力基础设施、网络基础设施等相关供应商，带动ICT产业集群发展。

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    图1 数字孪生产业定义

    数字孪生产业四大特征

    报告认为，现阶段我国数字孪生产业呈现出四大典型发展特征：
    一是点多，表现为产业主体多、涵盖领域广。
    二是链长，表现为产业链条长、辐射带动性强。
    三是融合，表现为技术创新强、交叉融合快。
    四是引领，表现为各地积极布局、点面结合。


    首次提出我国数字孪生产业四阶段体系

    报告根据发展驱动力、技术特征、市场特征和应用场景，创造性地将我国数字孪生产业发展历程分为产业早期(2010年前后-2016年)、产业探索期(2017年-2019年)、产业增长期(2020年-2029年)、产业成熟期(2030年以后)四阶段，并明确当前我国正处于产业增长期。

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    图2 我国数字孪生产业发展阶段

    PART2 数字孪生城市产业总体视图

    报告根据数字孪生产业框架，结合产业发展动态和企业综合实力评估，选取了核心产业、关联产业和辐射产业等各领域业务代表性较强的企业（机构），形成了数字孪生城市产业图谱。图谱展示了数字孪生城市产业五大环节的部分代表性企业机构，即基础设施、核心技术、行业应用、支撑服务和安全。

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    图3 我国数字孪生城市产业总体视图

    PART3 数字孪生产业细分领域视图


    6大核心产业板块


    1.孪生建模领域
    建模是实现“孪生”的重要手段和前提。报告从技术特点考虑，将孪生建模企业分为几何建模和物理建模两大阵营。基于目前CAD、CAE等核心建模产品市场由国外企业主导这一现象，报告指出当前孪生建模产品亟需实现关键核心技术国产化，并分析得出BIM、CIM产业正在发展上升期，以及AI技术逐渐应用于建模领域，图片建模、视频建模成为未来发展趋势。
    2.可视化渲染领域
    报告按技术路径将可视化渲染企业分为轻量化引擎企业、重量级引擎企业两大阵营。轻量化引擎基于WebGL的图形化渲染技术，从小场景切入提升可视化渲染效果，一般采用端渲染；重量级引擎基于影视、游戏等客户端侧的图形化渲染技术，从大场景切入进入Web应用领域，一般基于云渲染模式。
    报告基于轻量化引擎逐步向大尺度场景可视化渲染场景发展、重量级引擎厂商向小尺度行业应用布局两大态势，提出端渲染和云渲染融合应用成为未来发展趋势。美象科技自主研发的EVR孪生底座编辑器，可根据具体需求实现端渲染和云渲染融合应用，为用户提供基于真实物理渲染的光影系统和影视级渲染品质。
    3.仿真推演领域
    仿真推演是数字孪生实现预测未来发展态势、降低试错成本的关键工具。报告基于技术路线维度，将仿真推演企业分为机理仿真、数据驱动仿真和多智能体仿真三大板块。其中，美象科技属于基于数据驱动仿真的企业，基于EDT无代码数据模块强大的多源数据整合分析能力，可实现深度学习算法对城市人流、交通流、工业流程等业务进行仿真推演。
    报告认为，仿真技术与建模技术、渲染技术正一体化发展，仿真推演成果渲染可视载体呈多样化，但仿真推演技术具有较强的行业依赖性，与孪生建模、可视化渲染相比，还处于起步期，未来有望形成一批细分行业仿真推演企业。

    图4 数字孪生6大核心产业视图

    4.感知标识领域
    数字孪生建设需要以标识感知为前提。感知即通过物联设备感知进行信息获取，感知平台企业主要分为城域物联网平台和工业物联网平台企业，前者主要厂家有运营商，百度等互联网巨头，后者主要厂家有海尔等工业龙头企业等等。标识即对物理世界要素进行精准标注识别。标识编码主要有北斗网格位置码、地理信息分类与编码规则、建筑信息模型分类和编码标准、物联网标识编码。
    报告分析得出，编码统一成为发展热点，物联感知平台已初具规模，行业正积极应对海量时序数据的存储与处理的挑战。
    5.GIS与新型测绘领域
    GIS(地理信息系统)与新型测绘提供为数字孪生提供基础地理信息、遥感影像等城市底板数据。报告根据测绘工作的不同环节，将GIS与新型测绘企业分为测绘装备企业，测绘采集企业，数据产品生产企业，GIS基础平台企业，GIS应用平台五类，并指出GIS行业基于自身平台逐渐在数据规范领域、交互操控领域、新兴技术结合领域进行了兼容和能力提升，以及倾斜摄影和激光雷达两者互补性较强，融合应用将成为提高城市三维模型质量的有效手段。
    6.交互控制领域
    交互控制是指将人的因素通过手势、视觉、语音、脑波等融入数字孪生系统，使用者可以通过友好的人机操作方式将控制指令反馈给物理世界，实现数字孪生全闭环优化。交互控制企业主要分为定点操控/移动操控、语音交互、体感交互和脑波接口四大板块。
    报告指出，当前在智能城市/园区、交通、水利等现阶段集中度和热度最高的数字孪生行业应用板块中，通过定点操控/移动操控等交互即可满足仿真推演、监测决策等需求，对语音交互、体感交互需求不高。
     

    5大关联产业板块


    图5 数字孪生5大关联产业视图

    1.数字孪生城市规建管领域
    根据数字孪生城市建设参与方的性质和所提供的服务来看，数字孪生城市规建管领域初步形成基础设施、企业技术提供商、行业解决方案提供商、系统集成商四类产业主体。
    2.数字孪生流域领域
    目前数字孪生流域初步形成水利行业科研、设计院所，数字技术企业，电信运营商，水利信息化企业四类产业主体。
    3.数字孪生交通领域
    报告将数字孪生交通行业主体划分为交通工程、服务平台、地图业务、智能网联四大阵营。
    4.数字孪生电力领域
    报告指出，目前我国电力行业涉及数字孪生相关企业主要分为数字孪生底层技术提供商、电力相关研究机构和单位、电力信息化服务提供商三大类型。
    5.数字孪生制造领域
    包括建模技术企业、仿真技术企业、聚焦行业的数字孪生制造服务企业三大类型。
     

    3大辐射产业板块


     图6 数字孪生3大辐射产业视图

    1.数字孪生基础设施服务领域
    报告将基础设施领域划分为通信网络基础设施、存储计算基础设施和融合基础设施三大类，指出此领域企业大多横跨多个行业，从专业的产品和服务出发，向“连接+算力+能力”综合解决方案商发展。
    2.数字孪生咨询标准服务领域
    报告将数字孪生咨询标准服务领域分为分析数字孪生标准组织、数字孪生联盟与协会、数字孪生研究咨询服务商和数字孪生测评服务商四类，并列举了IEEE、ISOIEC等对应权威机构名称供业界参考。
    3.数字孪生安全服务领域
    报告根据提供安全的类型，划定国内数字孪生相关提供商为网络安全提供商和地理信息安全提供商两种类型，对相关数据安全进行保驾护航。


    《数字孪生城市产业图谱研究报告》通过广泛调研深度分析，绘制出数字孪生城市产业总体视图和细分领域视图，为数字孪生产学研各界提供了产业发展参考建议。
    未来，美象科技将紧随行业动态，积极采纳相关建议，不断加快自身在仿真建模、可视化渲染、仿真推演等数字孪生产业核心领域的技术创新和发展步伐，与行业伙伴共同构建有活力、共繁荣的产业生态。



    文丨 刘晓慧
    编丨 杨   梓
    审丨 温骏炎



    美象科技成立于2015年11月，是国内领先探索智慧城市数字孪生技术创新，并成功商业化的国家级高新技术企业。

    公司围绕“MxDATA数字孪生应用平台”；内核由“EVR孪生底座编辑器”、“EDT无代码数据模块”2大自主研发的核心产品驱动；聚焦数字孪生技术研发与应用，拓展泛园区、大交通、水利/水务等多元业务领域；更直观便捷及高效协同地解决项目前期规划、中期建设和后期运营3个阶段中的成本高、不好管、难预料等问题；发挥数据价值，最
    终通过AI为决策未来提供科学支撑。

    公司依托宁波、杭州、深圳三地研发+运营中心，正通过不断加快技术创新和发展步伐，努力成为国内全面领先的数字孪生综合服务商。



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