不知從何時(shí)起，人們開始從城市的角度構(gòu)想，未來可以建設(shè)一個(gè)虛擬城市，來映射真實(shí)城市的運(yùn)行，再進(jìn)一步管理真實(shí)城市的運(yùn)行?，F(xiàn)在，這種構(gòu)想已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)……

國內(nèi)一些城市已經(jīng)啟動(dòng)城市仿真實(shí)驗(yàn)室的研究和建設(shè)工作，企業(yè)也積極開發(fā)相關(guān)平臺(tái)軟件。為何城市、企業(yè)都紛紛開始進(jìn)行城市仿真研究、實(shí)踐？

城市仿真，是基于人口、交通、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等學(xué)科的基礎(chǔ)理論，將“虛擬現(xiàn)實(shí)”技術(shù)應(yīng)用在城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，分析城市的實(shí)際問題，預(yù)測城市的發(fā)展。

古希臘哲學(xué)家亞里士多德曾認(rèn)為,“人們?yōu)榱松睿奂诔鞘?；為了生活得更好，而留居于城市?！背鞘?，是為了人的生活而發(fā)展起來的。但是，當(dāng)前城市卻面臨種種問題，單從城市環(huán)境而言，大氣污染、城市內(nèi)澇、城市通風(fēng)不暢、熱島效應(yīng)等問題就嚴(yán)重影響人們生活生產(chǎn)。如何利用科學(xué)技術(shù)手段讓生活更加舒適健康成為了許多人的共同理想。

城市仿真可以說是新時(shí)代的“風(fēng)水師”，可以預(yù)測各種災(zāi)害和意外突發(fā)事件并提出應(yīng)急預(yù)案，預(yù)測城市人口的變化以及人口在城市中的分布，預(yù)測城市交通流量的變化和新規(guī)交通設(shè)施的使用效果。

中國城市科學(xué)研究會(huì)智慧城市聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家（仿真）范秦寅表示：城市仿真為城市規(guī)劃、管理、防災(zāi)減災(zāi)等提供科學(xué)依據(jù)的一種手段。通過城市仿真可以實(shí)現(xiàn)城市問題診斷、解決方案輔助設(shè)計(jì)、方案驗(yàn)證、城市未來預(yù)測，從而為城市善治提供數(shù)據(jù)、決策支持。

近期，北方某特大城市（新區(qū)）計(jì)劃打造水環(huán)境仿真水質(zhì)監(jiān)測相關(guān)產(chǎn)品，已在區(qū)域內(nèi)建立了一套以水質(zhì)監(jiān)測站、無人船、無人機(jī)為主的監(jiān)測站網(wǎng)，將進(jìn)行水上水下全方位監(jiān)測。將通過仿真，預(yù)測污染物擴(kuò)散路徑或趨勢，對區(qū)域內(nèi)水域環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，在治理上更好決策。

就“城市風(fēng)環(huán)境仿真”而言，在城市范圍，可預(yù)測臺(tái)風(fēng)災(zāi)害、優(yōu)化應(yīng)急預(yù)案；可通過地形分析，進(jìn)行風(fēng)電選址，并分析其對城市的影響；還可進(jìn)行城市風(fēng)，水，污染物，熱島等現(xiàn)象的仿真。

污染物擴(kuò)散模擬

當(dāng)前，智慧城市聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室已與某全國性房產(chǎn)集團(tuán)達(dá)成合作，將共同推進(jìn)城市仿真在城市建設(shè)、城市更新、老舊小區(qū)改造等方面的應(yīng)用。

小區(qū)風(fēng)環(huán)境模擬

城市局部空氣新鮮度

城市仿真現(xiàn)已在城市的各個(gè)領(lǐng)域開始實(shí)踐，復(fù)旦大學(xué)人口研究所所長王桂新表示：隨著精細(xì)化管理及精準(zhǔn)化服務(wù)的提倡和推進(jìn)，把握小區(qū)域人口動(dòng)態(tài)及未來趨勢愈益迫切，由此使實(shí)現(xiàn)把握小區(qū)域人口動(dòng)態(tài)及未來趨勢的小區(qū)域人口預(yù)測也日漸重要起來。仿真是一個(gè)重要手段。一般來說，短期（如5年內(nèi)）預(yù)測結(jié)果可作當(dāng)前制定政策、實(shí)施精細(xì)化管理和精準(zhǔn)化服務(wù)的依據(jù)，長期預(yù)測結(jié)果能作為制定未來發(fā)展規(guī)劃的參考。

“無人駕駛”作為城市未來交通的新領(lǐng)域，它給我們帶來全新世界、全新系統(tǒng)，但是也給我們帶來新的挑戰(zhàn)。怎樣用仿真對下一步的挑戰(zhàn)進(jìn)行研究，來推動(dòng)無人駕駛的發(fā)展，將是未來改變社會(huì)的重要依據(jù)。清華大學(xué)教授、清華大學(xué)-劍橋大學(xué)-麻省理工學(xué)院“未來交通”研究中心主任吳建平表示：仿真不僅是人們看到的畫面，更重要的功能是給出定量的結(jié)果，如旅行時(shí)間、車流穩(wěn)定性、能力提升等各方面。未來交通仿真會(huì)對新交通模式的出現(xiàn)做出更大的貢獻(xiàn)。

當(dāng)前仿真應(yīng)用涉及的利益相關(guān)者及學(xué)科領(lǐng)域越來越多樣，特別是在研究全球性問題的時(shí)候，它們的影響與空間、時(shí)間密切相聯(lián)。英國某學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)，就氣候變化造成的影響進(jìn)行了仿真研究：未來一百年海平面的上升對于倫敦泰晤士河的周邊地區(qū)造成的影響。根據(jù)《政府間氣候變化組織》（IPCC）的預(yù)測，該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為必須通過整合一系列模型和仿真技術(shù)重新評估，包括洪水預(yù)測模型、人口微仿真模型、國內(nèi)能源模型等。相比于用單一的模型進(jìn)行城市仿真，各類模型的整合需要更加細(xì)致的驗(yàn)證工作。

未來已來，面對基于城市仿真的智慧城市，你準(zhǔn)備好了嗎？