给城市更新装上“数字大脑”：让决策告别“拍脑袋”
2025年12月31日
字数：1982
一、导语：当城市更新遇上“数字分身”
2024年的夏季时分，处于一流线位置的老城区内，进行马路挖掘作业时意外发现，地下管线的纸上图纸所示走向与实际马路走向相反，水管发生漏水状况，致使三个小区停水长达12个小时……
如此类意外情况，在全国各个城市当中并非少见：古建筑与商业开发之间存在矛盾、老小区加装电梯引发居民困扰、改造之后拥堵状况变得日益严重……古旧的“纸上经验”仿佛在迷雾中前行，大多时候因遭受“拆了再拆”的折腾而“喘不过气”。
在杭州未来科技城的具体场景之中，规划师借助数字孪生平台模拟出了更新方案，在屏幕上可对3D城市景观进行实时计算，沿街面的高度降低了2米，周边区域的日照时间增加了1.2小时；商业街入口的朝向发生了改变，人流量峰值提高了27%，这个具有可计算、可模拟以及可溯源特性的数字“分身”，成功地将城市更新从“手工业”时代引领至“智能”时代。
二、核心：技术如何破解更新难题？
（一）规划阶段：从“效果图”到“预演沙盘”
传统规划往往只是停留在理论层面，而数字孪生则成为在传统规划基础之上的又一关键决策参考依据，以上海愚园路历史风貌区的改造为例，规划团队运用1:1数字模型对街区的肌理进行了模拟，当考虑拓宽人行道时，若拓宽至1米宽，会减少15个车位，但能提高40%的人行舒适性；若拓宽至1.5米宽，则会破坏3栋传统建筑，而在高峰“潮汐式”人行道下进行改造，可增加35%的人行舒适性。数字孪生为相关决策提供了新的思路和方法，是继传统规划之后的又一可行方案。
（二）建设阶段：从“现场协调”到“云端协调”
在建设阶段会进行实际的验证，借助数字孪生构建“云端协同平台”，使得工地现场从混乱无序的状态转变为有序规范的环境：工地现场的实景与数字模型利用无人机、激光扫描仪、物联网等实时互联设备实现连接，倘若工地现场某条钢筋与模型的位置误差超过5厘米，便会发出警告提示，以此避免对后续工程产生影响。
（三）运营阶段：从“被动维护”到“主动治理”
城市更新并非简单的“一买二卖”行为，而是需要进行持续且有效的管理，数字孪生技术可促使社区从以往的“被治理”状态转变为积极参与治理的模式，这就如同为城市安装了一颗非常关键的“心脏”。在北京一家智慧社区，该社区借助电梯数据来预测电梯的使用寿命，同时还可以将电梯故障率降低60%。在能源管理方面，它会依据居民的习惯来调整公共区域的照明以及空调，减少了18%的社区能耗。
三、关键：跨越理想与现实的三重挑战
城市更新涉及计划、建设、交通等十几个部门，数据壁垒问题较为严重，在某省会城市的调查中发现，85%的市级部门各自拥有数据，但仍有30%的数据缺失。某区住建局负责人表示，“我们管线的数据与电力系统不兼容，协调起来难度很大”，解决这一问题的办法是规范数据，实现数据共享。例如，深圳试点的“城市数据大脑”，依靠立法落实开放数据责任，整合了237类城市治理数据。
在成本投入方面，“大钱”难以有效支出，这成为了中小城市建设过程中的一个痛点所在，对于面积在50平方公里以上的城市数字孪生体系而言，在初始建设阶段会面临诸多险阻，经过探索，形成了“分层次、分费用”的普惠方式：县级层面构建基本框架，针对管道、危房等方面存在的需求进行建设，省级层面打造“中央库”，以此来减少中小城市建设过程中的重复投入情况。
人才匮乏，懂规划且懂数字技术的复合型人才成为“紧俏资源”。数据显示，全国开设数字孪生课程的高校数量不足二十所，然而需求却突破了5万以上。要打破人才瓶颈，大学可与公司合作建立联合实验室来培养跨学科人才。政府开展“城市数字官”培训，对现有的城市规划师进行数字化方面的培训。
在某网红城市开展的更新工程里，出于追求“数字政绩”的目的，不惜投入大量资金打造的孪生平台，实际上成为了毫无实际价值的“数字花瓶”，城市更新真正的内涵应当是技术理性与人文向度实现统一，在计算日照系数的数字模型构建过程中，要充分考量老街坊的“阳光权”，在优化交通的算法设计时，也应将街头艺人的表演权纳入考虑范围。
四、结语：通往“可知可感”的未来城市
回首2025年，数字孪生给城市更新带来的是技术手段创新，是思维方式变革，让城市的“黑箱”变成“透明体”，能看到问题，让虚化的规划变得可浸入，能触摸到未来。技术最终是服务人类的，是为了打造更宜居的社区、更牢固的城市以及更丰富的文化记忆。
这种全新的模式，具体呈现为“虚拟世界中演——物理世界中做——修正改进”这样一种城市生长模式，即在“虚拟世界”里，借助不断试错实现无限迭代，于物理世界中，依据实际情况“对症下药”地开展行动，推动城市在“修正改进”的过程里逐步“生长”。北京钟鼓楼片区的更新实践充分证明，数字孪生平台发挥了关键作用，它不仅提供了交通线路优化方案，还模拟了人流数量，并且为老字号商铺提供了经营弹性空间，使得传统文化得以焕发生机与活力。
作者：申鲁东（中交一航局第二工程有限公司） 李德东（山东交通学院）
2024年的夏季时分，处于一流线位置的老城区内，进行马路挖掘作业时意外发现，地下管线的纸上图纸所示走向与实际马路走向相反，水管发生漏水状况，致使三个小区停水长达12个小时……
如此类意外情况，在全国各个城市当中并非少见：古建筑与商业开发之间存在矛盾、老小区加装电梯引发居民困扰、改造之后拥堵状况变得日益严重……古旧的“纸上经验”仿佛在迷雾中前行，大多时候因遭受“拆了再拆”的折腾而“喘不过气”。
在杭州未来科技城的具体场景之中，规划师借助数字孪生平台模拟出了更新方案，在屏幕上可对3D城市景观进行实时计算，沿街面的高度降低了2米，周边区域的日照时间增加了1.2小时；商业街入口的朝向发生了改变，人流量峰值提高了27%，这个具有可计算、可模拟以及可溯源特性的数字“分身”，成功地将城市更新从“手工业”时代引领至“智能”时代。
二、核心：技术如何破解更新难题？
（一）规划阶段：从“效果图”到“预演沙盘”
传统规划往往只是停留在理论层面，而数字孪生则成为在传统规划基础之上的又一关键决策参考依据，以上海愚园路历史风貌区的改造为例，规划团队运用1:1数字模型对街区的肌理进行了模拟，当考虑拓宽人行道时，若拓宽至1米宽，会减少15个车位，但能提高40%的人行舒适性；若拓宽至1.5米宽，则会破坏3栋传统建筑，而在高峰“潮汐式”人行道下进行改造，可增加35%的人行舒适性。数字孪生为相关决策提供了新的思路和方法，是继传统规划之后的又一可行方案。
（二）建设阶段：从“现场协调”到“云端协调”
在建设阶段会进行实际的验证，借助数字孪生构建“云端协同平台”，使得工地现场从混乱无序的状态转变为有序规范的环境：工地现场的实景与数字模型利用无人机、激光扫描仪、物联网等实时互联设备实现连接，倘若工地现场某条钢筋与模型的位置误差超过5厘米，便会发出警告提示，以此避免对后续工程产生影响。
（三）运营阶段：从“被动维护”到“主动治理”
城市更新并非简单的“一买二卖”行为，而是需要进行持续且有效的管理，数字孪生技术可促使社区从以往的“被治理”状态转变为积极参与治理的模式，这就如同为城市安装了一颗非常关键的“心脏”。在北京一家智慧社区，该社区借助电梯数据来预测电梯的使用寿命，同时还可以将电梯故障率降低60%。在能源管理方面，它会依据居民的习惯来调整公共区域的照明以及空调，减少了18%的社区能耗。
三、关键：跨越理想与现实的三重挑战
城市更新涉及计划、建设、交通等十几个部门，数据壁垒问题较为严重，在某省会城市的调查中发现，85%的市级部门各自拥有数据，但仍有30%的数据缺失。某区住建局负责人表示，“我们管线的数据与电力系统不兼容，协调起来难度很大”，解决这一问题的办法是规范数据，实现数据共享。例如，深圳试点的“城市数据大脑”，依靠立法落实开放数据责任，整合了237类城市治理数据。
在成本投入方面，“大钱”难以有效支出，这成为了中小城市建设过程中的一个痛点所在，对于面积在50平方公里以上的城市数字孪生体系而言，在初始建设阶段会面临诸多险阻，经过探索，形成了“分层次、分费用”的普惠方式：县级层面构建基本框架，针对管道、危房等方面存在的需求进行建设，省级层面打造“中央库”，以此来减少中小城市建设过程中的重复投入情况。
人才匮乏，懂规划且懂数字技术的复合型人才成为“紧俏资源”。数据显示，全国开设数字孪生课程的高校数量不足二十所，然而需求却突破了5万以上。要打破人才瓶颈，大学可与公司合作建立联合实验室来培养跨学科人才。政府开展“城市数字官”培训，对现有的城市规划师进行数字化方面的培训。
在某网红城市开展的更新工程里，出于追求“数字政绩”的目的，不惜投入大量资金打造的孪生平台，实际上成为了毫无实际价值的“数字花瓶”，城市更新真正的内涵应当是技术理性与人文向度实现统一，在计算日照系数的数字模型构建过程中，要充分考量老街坊的“阳光权”，在优化交通的算法设计时，也应将街头艺人的表演权纳入考虑范围。
四、结语：通往“可知可感”的未来城市
回首2025年，数字孪生给城市更新带来的是技术手段创新，是思维方式变革，让城市的“黑箱”变成“透明体”，能看到问题，让虚化的规划变得可浸入，能触摸到未来。技术最终是服务人类的，是为了打造更宜居的社区、更牢固的城市以及更丰富的文化记忆。
这种全新的模式，具体呈现为“虚拟世界中演——物理世界中做——修正改进”这样一种城市生长模式，即在“虚拟世界”里，借助不断试错实现无限迭代，于物理世界中，依据实际情况“对症下药”地开展行动，推动城市在“修正改进”的过程里逐步“生长”。北京钟鼓楼片区的更新实践充分证明，数字孪生平台发挥了关键作用，它不仅提供了交通线路优化方案，还模拟了人流数量，并且为老字号商铺提供了经营弹性空间，使得传统文化得以焕发生机与活力。
作者：申鲁东（中交一航局第二工程有限公司） 李德东（山东交通学院）
