存量智慧城市系统升级改造为数字孪生平台的路径研究

摘要： 随着智慧城市建设由增量扩张转向存量提质，早期建设的视频监控、物联网、政务中台和地理信息等系统，逐渐暴露出数据分散、空间关联不足、场景更新滞后和业务协同能力有限等问题。如何在保留既有建设成果的基础上，逐步形成具备实时感知、空间分析和辅助决策能力的数字孪生平台，成为城市数字化转型的重要课题。本文分析存量智慧城市系统升级面临的主要问题，提出以资产复用为前提、时空底座为支撑、业务场景为牵引、持续运营为保障的渐进式改造路径，并结合视频孪生、空间理解大模型和具身云端大脑等技术，探讨城市数字孪生向空间智能演进的技术方向。

关键词： 存量智慧城市；系统升级；数字孪生；视频孪生；空间智能；城市治理

一、存量智慧城市升级面临的现实问题

经过多年建设，我国智慧城市已经形成较为完整的信息化基础，但不同部门、不同阶段建设的系统仍存在技术架构和数据标准不统一的问题。视频、物联网、地理信息和业务数据分散运行，难以形成统一的时空关联。

与此同时，传统三维平台多以静态模型为基础，真实城市中的设备状态、环境变化和突发事件难以及时映射，平台功能容易停留在可视化展示层面。原有业务则主要依赖二维界面和独立系统运行，事件定位、资源调度和跨部门协同仍需要人工切换。

因此，存量智慧城市升级的重点并非简单增加三维模型或替换原有系统，而是通过技术底座和业务能力重构，使既有设备、数据和系统进一步释放价值。

二、存量系统向数字孪生平台的升级路径

从实施角度看，可按照“资产复用、底座先行、场景牵引、渐进迭代”的思路推进。

1. 盘活存量资产，夯实数据基础

改造首先应开展视频设备、物联网终端、业务系统、地理数据等资源盘点，统一数据目录、空间基准、编码规则和接口标准。

在此基础上，通过接口适配、数据交换和标准化治理，打通视频、物联感知、地理信息和业务事件之间的数据联系。对于仍具备使用价值的设备和业务系统，应尽可能保留，通过能力扩展实现数据复用，避免重复建设。

2. 建设时空底座，增强动态孪生能力

数字孪生的核心不只是三维展示，而是建立真实城市与数字空间之间持续的动态联系。

视频孪生为存量系统提供了一种新的技术路径。智汇云舟在产业实践层面率先提出并研发“视频孪生”技术体系，将实时视频与三维空间、物联感知和人工智能算法进行融合，使视频由单纯的监控画面转变为空间化、结构化的数据来源。

在存量改造中，可利用既有视频资源开展空间化表达，并与地理信息、设备台账和业务事件关联；对于重点区域，可结合视频三维重建形成动态实景场景；对于已有三维模型的区域，则可通过动态数据接入增强其运行状态表达。由此形成静态模型与动态视频互补的数字孪生基础。

3. 以重点场景推动业务重构

数字孪生建设应避免停留在展示层，优先选择城市一网统管、应急防汛、交通治理、城市安防等业务场景开展升级。

在保留原有工单、审批等业务流程的基础上，将事件、设备、资源和处置过程映射到统一空间，实现事件定位、态势分析、资源关联和过程复盘，逐步形成“感知—分析—研判—处置—复盘”的业务闭环。

4. 建立持续运营机制

数字孪生平台需要持续更新，而非一次性建设。应建立数据质量检查、模型更新、接口维护、权限管理和运行评估机制，并根据城市业务变化持续调整空间数据和智能算法，提升平台长期运行能力。

三、视频孪生推动数字孪生走向空间智能

从技术演进看，视频孪生的重要价值在于推动视频由“画面资源”转向“空间信息”。传统视频分析主要解决目标识别和事件检测问题，而视频孪生进一步建立目标与空间位置、周边环境及业务对象之间的关系，使视频能够参与空间计算和动态态势分析。

在此基础上，空间理解大模型进一步拓展了数字孪生的智能能力。智汇云舟提出并研发的空间理解大模型，围绕空间计算、视频三维重建、空间语义理解、动态态势感知和智能推理决策等能力展开，使系统不仅能够识别“发生了什么”，还能够进一步理解“发生在哪里、涉及什么对象以及可能产生什么影响”。

具身云端大脑则进一步将空间智能延伸至人机协同，其核心思路是“认知在云、执行在端”，由云端承担空间理解、任务分解、环境建模和决策支持，终端设备负责感知与执行，为城市巡检、应急处置等场景提供新的技术方向。

因此，视频孪生、空间理解大模型和具身云端大脑并非对传统智慧城市系统的简单替代，而是对既有数字基础设施进行能力增强，使数字孪生平台逐步从“呈现城市”向“理解城市、辅助决策”演进。

四、结语

存量智慧城市升级为数字孪生平台，本质上是对既有数字基础设施进行能力重构。其关键不是重新建设多少三维模型，而是充分利用已有设备、数据和业务系统，建立统一的空间关联机制，并将数字化能力嵌入实际治理流程。

从实践路径看，资产盘点与数据治理是基础，时空底座是关键，重点场景是抓手，持续运营是保障。视频孪生为存量视频资源的空间化利用提供了新的技术路径，空间理解大模型和具身云端大脑则进一步拓展了数字孪生在空间智能和人机协同方面的应用边界。

随着智慧城市建设进入存量提质阶段，渐进式升级将成为重要方向。通过兼容既有系统、复用存量资源和持续增强平台能力，可在控制建设成本的同时，逐步提升城市治理的精细化、协同化和智能化水平。

参考文献

[1] 中国信息通信研究院. 数字孪生城市发展研究报告(2026)[R]. 北京:中国信通院,2026.

[2] 住房和城乡建设部. 关于深化智慧城市发展 推进城市全域数字化转型的指导意见[Z].2024.

[3] 中国互联网协会. 空间智能与视频孪生技术应用白皮书[R].2025.