“数聚+智治”，武汉城市仿真赋能城市治理
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数字化治理
新时代城市治理能力提升的必由之路
城市不仅映射着人类的发展进步，也寄托着人类的梦想追求。但是，交通拥堵、新冠疫情、城市内涝、地质灾害……我们的城市经历着一次又一次的大考，也不断地暴露出问题。运用数字技术推动城市管理手段、管理模式、管理理念创新，让城市更聪明、更智慧一些，是推动城市治理体系和治理能力现代化的必由之路。《北京市关于加快建设全球数字经济标杆城市的实施方案》中明确提出要“建成超大城市数字化治理体系，城市治理能力现代化水平显著提升”。《关于全面推进上海城市数字化转型的意见》中提出“利用城市运行数据，前瞻规划和动态推演，科学设计、合理布局城市公共基础设施，逐步实现城市可视化、可验证、可诊断、可预测、可学习、可决策、可交互的‘七可能力’”。
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武汉城市仿真
超大城市治理创新的探索实践
作为潜在的全球城市，“一带一路”、长江经济带、全面创新改革试验区、自贸试验区等重大战略聚焦武汉，为武汉的建设发展带来了全新的机遇，也为城市治理提出了更高要求。在新时代、新要求下，武汉市自然资源和规划局启动了城市仿真实验室建设，计划通过构建空间数据模型，模拟复杂城市系统，感知城市体征，监测城市活动，预演建设效果，形成信息汇集、评估预警、仿真模拟和智慧决策的城市治理平台。
武汉城市仿真实验室构建了涵盖信息汇交、评估预警、仿真模拟、智慧决策4个层次，覆盖人口社会产业经济、国土规划、公共服务、交通体系、市政设施、自然资源与生态环境、空间形态8大专项领域的“4+8”城市仿真总体框架，从数字化到智能化再到智慧化，汇集海量数据感知城市，运用城市计算和未来测试把握城市，形成决策场景引导城市规划、建设、运营与优化，旨在运用前沿技术推动城市治理手段、治理模式、治理理念创新。2020年10月底，武汉城市仿真实验室已正式联网上线（▷点击查看详情），并在不同城市场景下显现了良好的应用效果。例如，在新冠疫情迅速蔓延时，武汉城市仿真实验室及时作出反应，高效筛选出一批方舱医院和隔离点的备选点，为抗疫工作打下良好基础；在强降雨天冲击城市时，武汉城市仿真实验室动态监测降雨量，对可能出现隐患的地区进行及时预警，为排水防涝工作提供指引等等。图 武汉城市仿真实验室总体框架
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“数聚”+“智治”
提升城市治理能力
数字化全面重塑城市治理模式和生活方式，数据资源、数字技术的重要性日益突出，用数据要素配置资源链接、用数字技术赋能治理创新，成为打造城市高质量发展的强劲引擎。武汉城市仿真实验室以数据汇集为基础，通过感知城市、管控城市、引导城市，提供城市数字底板、辅助决策、城市监测仪表盘、城市未来预演室等城市规划、建设、管理协同应用， 提升城市治理科学化、精细化、智能化水平。
武汉城市仿真实验室整体包括数据汇集、智慧决策、评估预警、仿真模拟四个部分：1.数据汇集：汇聚城市运行“数据湖”
武汉城市仿真实验室以三维城市基础沙盘为基础，以数据湖为核心，通过政务网、互联网、物联网及调查监测工作建立城市空间感知体系，汇集多源城市大数据，充分利用时空大数据技术、元数据技术及数据仓库技术，对空间中各要素的变化情况和变化趋势进行动态感知，形成地上地面地下一体化、要素相互关联、立体直观、精确的城市治理数据底板，为多源数据的融合展示与综合应用提供数据保障，也为诊断城市体征、发现城市管理运营中的问题提供支撑。
2.评估预警：建立城市体征诊断“仪表盘”
城市是一个生命体，采用系统化的解构方法，建立城市体征综合指标体系，涵盖规划编制、行政许可、建设实施、状况监测等方面共1000余项指标，用指标精准量化和诊断城市状态，并基于多维模型技术对指标分级分类管理和存储、多源数据监管与计算、指标对标与趋势分析以及指标可视化研究，建立起监测城市运行状态、诊断城市发展体征的“仪表盘”，支撑城市日常管理。
通过对八大专项领域的城市运行情况进行全面监测和预警，支撑开展城市体检评估，实现快速体检、综合体检，自动生成“体检报告”，辅助评估城市各领域的发展水平或健康状态，发现城市运行变化规律、异常以及潜在问题或风险，便于做好提前应对并及时进行规划的调整完善等管理决策工作。3.仿真模拟：搭建城市未来“预演室”
武汉城市仿真实验室立足城市发展核心要素，将城市的复杂问题进行分解，研究城市空间拓展、内部空间结构与功能布局等方面的需求，通过城市模型的可定制、可编排、可调试、可服务，实现对各类问题的规律挖掘和量化分析，并结合多种可视化手段，预演评估规划调整、建设活动的实施给城市带来的影响，实现对多方案对比和多情景模拟，为城市提供一个可不断积累和灵活配置的知识库，辅助管理决策，并根据结果提出可能的干预方案。
以辅助城市公共服务设施配置优化为例，通过选取特征性指标，建立仿真模型，对公共服务设施（如中小学教育设施、医疗设施等）的服务水平、服务半径、人均指标等进行评估，对标相关标准，识别公共服务设施资源缺口。在拟定规划调整优化方案、补充设施后，系统一键生成调整前后的结果比对，预评估资源配置优化前后的影响，为选择最优解决方案提供决策支持，尽可能避免规划失误、提生资源利用效率，提高城市宜居、宜业、宜养、宜游水平。4.智慧决策：形成城市决策“智慧脑”
武汉城市仿真实验室围绕提升城市空间治理能力和综合管理水平的目标，通过对城市治理对象、治理要素的整理分析，以“共商、共治”的创新思路向社会众筹城市决策支持模型，并将模型纳入仿真实验室，进一步提升城市“智能”、“智力”和“智慧”。城市仿真实验室从二维升化到三维，从平面化转为立体化，逐步实现空间开发利用精细化、全方位管理，同时通过推进可视化协同治理，有效应对复杂时空表达、多维数据分析、模拟信息场景、辅助智慧决策等需求，完善自动发现问题、辅助解决问题、促进自我优化的空间治理过程，形成高智能的城市“智慧大脑”。
在决策模拟方面，利用长江新城规划方案进行了测试，建立了“三张清单”——包括就业岗位、财政收入、公共服务能力等“正效应清单”；能耗物耗、环境污染、生态足迹等“负效应清单”；资金投入、建设周期和配套设施等“成本清单”。经过模拟计算和方案比对，将计算结果提供政府决策参考。此外，实验室也构建了碳排放评估、排水模拟等模型，分别围绕“双碳”目标导向和城市内涝问题导向，提供模型决策支持。武汉城市仿真实验室作为融合了“数据”、“指标”、“模型”三位一体的有机生命体，通过对城市空间的解构和量化计算，结合实际的应用场景对城市进行可视化的仿真，模拟各种建设活动给城市自然资源带来的影响，研究城市空间变化规律，继而探索城市管理从传统方式走向智慧治理的途径。通过对数据的分析归类、智能化的仿真模拟和精准快速的计算结果，让规划、建设、管理从定性化向定量化、科学化转变，助力科学规划和智慧决策。
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