2017年“数字孪生城市”概念被首次提出，2021年我国“十四五”国民经济规划纲要明确提出“探索建设数字孪生城市”，2023年《数字中国建设整体布局规划》再次提出“全面提升数字中国建设的整体性、系统性、协同性”以及“探索建设数字孪生城市”等要求。数字孪生城市建设已进入快车道，成为实现城市治理现代化、培育新兴产业集群、促进数据要素价值化的重要抓手。数字孪生城市并非单一技术，而是融合了物联网、大数据、BIM、GIS、人工智能等多项前沿技术的巨技术，其难点主要聚焦在数据管理、信息模型和仿真分析三个环节，多技术融合，自下而上、由实入虚再入实，形成了支撑数字孪生城市技术理念的、运行机制闭环的技术体系。
在数字经济时代，场景是大数据、人工智能等新技术在真实世界中的创造性应用，可生成具有前沿性、科技感和变革性的生产生活方式。场景驱动的创新模式逐步兴起，它面向真实的市场需求，运用商业化机制，以企业为主体，在商业爆发的同时实现科技突破，从而推动产业的培育和城市的建设。国家重视场景创新，国民经济十四五规划在数字化篇章中明确部署了十大数字化应用场景，为十四五期间各地开展智慧城市场景创新指明了方向。以北京、上海、重庆、合肥、杭州、南京等为代表，已经有大量先进城市启动了场景工作，围绕城市建设、企业培育、产业促进挖掘并开放场景机会，与新经济企业开展场景创新合作。目前，场景创新应用整体上处于起步阶段，很多城市对于场景设计和建设缺乏科学、全面的认识，各地场景清单发布缺乏系统性思维，因此需要通过系统有效的方法来开展数字孪生场景的顶层设计、确保数字孪生场景建设的科学性、合理性、实用性和长远性。
为了更好地推进我国智慧城市的建设，制定一套较为稳定的、通用的、可扩展标准，规范数字孪生场景建设基本的要求和要素，为数字孪生场景设计提供参考依据。京东城市（北京）数字科技有限公司、中国雄安集团数字城市科技有限公司、中关村智慧城市产业技术创新战略联盟、中电太极（集团）有限公司、广联达科技股份有限公司、软通智慧科技有限公司、北京市长城企业战略研究所、中国联通智能城市研究院、中乾思创（北京）科技有限公司、上海市城乡建设和交通发展研究院、北京中超伟业信息安全技术股份有限公司、润建股份有限公司、北京数字政通科技股份有限公司、江苏为恒智能科技有限公司、北京玖典科技发展有限公司、包头北方安全防护装备制造有限公司、、武汉市工程科学技术研究院以及北京航空航天大学、复旦大学、北京邮电大学等产学研单位联合成立标准编制组。
该标准确立了数字孪生应用场景设计的总体原则、技术框架，规定了数字孪生应用场景的设计基本过程和分类。适用于指导数字孪生应用场景方案的设计，也可作为大数据、人工智能、物联网等领域应用场景设计的参考材料。系统的提出了数字孪生应用场景技术框架体系。
图 智慧城市数字孪生技术应用场景框架图
该框架体系按照《数字中国建设整体布局规划》发展要求，应从数字经济、数字政务、数字文化、数字社会、数字生态文明五大领域推进数字孪生场景应用设计：
a)数字经济：推动数字技术和实体经济深度融合，利用大数据技术、孪生可视化技术等对生产过程进行数据洞察，消除节点和节点之间的流程障碍和数据障碍，加快数字技术创新应用，为企业数字化、行业数字化、数据要素管理，及金融服务等提供有效的信息上传、沉淀、分析与传递，发展壮大数字企业；
b)数字政务：利用城市信息建模技术（CIM）技术实现BIM、GIS、IOT数据融合，构建智慧城市数字空间，促进信息系统网络互联互通、数据按需共享、业务高效协同，实现对政府部门管辖的各类对象和数据进行场景化展示，实现从省、市、区县、园区到重点建筑的逐级可视，实现对地理信息底图、道路、建筑、水系、等高线地形、重点建筑等的三维可视，提升智慧城市IOC管理人员对市政规划、工地建设、安防应急、社区管理等业务监控管理效率，支撑社会治理管理辅助决策，提升数字化服务水平；
c)数字文化：利用物联感知设备、数字孪生技术等集成实体物理信息、历史文化信息、环境监测信息等，服务数字化教学、数字化展品、馆藏文物科学保护等，赋能文化价值在当代社会的传承和推广，推进形成线上线下一体的国家文化大数据体系，提升数字文化服务能力；
d)数字社会：利用物联网、人工智能、三维可视化技术等与各系统的数据、实际业务场景融合，打造可视化数据建模、仿真分析等支撑工具，实现交通、医疗、教育、旅游等场景的数据全息可视化感知、运营综合调度等运营管理能力提升，打造智慧便民生活圈、新型数字消费业态、面向未来的智能化沉浸式服务体验促进数字公共服务普惠化；
e)数字生态文明：在城市三维场景中展示各基础设施部件的空间分布和密度情况，结合物联网和大数据技术对设备设施的状态数据和运行数据智能监控、分析及挖掘，并利用数字孪生推演模型实现对环境、防汛智能预测，构建智慧高效的生态环境信息化体系，支撑执行决策。
同时，标准提出智慧城市数字孪生应用场景设计应遵循的方法流程，为系统开展应用场景设计提供咨询方法论。数字孪生应用场景设计在智慧城市建设总体目标的指导下，分析数字孪生技术应用特点，自顶向下将目标层层分解，实现数字孪生技术与智慧城市建设的结合；数字孪生应用场景设计基本过程可分为需求分析、总体设计、场景设计、实施路径等四项活动；在开展总体设计、场景设计、实施路径设计三项活动的过程中，应针对上一项活动的输出内容进行检验并反馈。
图 数字孪生应用场景设计基本过程
针对需求分析、总体设计、场景设计、实施路径等四项活动，该标准明确了开展各项活动的方法流程和具体工作。如今,不断创新的场景正引领未来科技创新和新兴产业发展,受到各地、各部门和产业界的高度重视。《智慧城市数字孪生应用场景设计要求》标准的发布，有助于各地系统、科学开展应用场景设计和建设工作，形成一套科学的方法论和行之有效的实施策略，使得场景能够真正发挥促进科技成果转化、培育科技企业成长和新兴产业发展的重要作用。
