在全球城市化进程快速演进背景下，人口趋于饱和、资源过度消耗、环境持续过载、社会矛盾叠加、潜在风险积聚等现实问题的复杂涌现，城市运行面临着前所未有的挑战。与此同时，随着信息技术的迅猛发展，尤其是大数据、区块链、人工智能、虚拟现实、增强现实以及人机交互等的升级迭代，元宇宙这一概念逐渐由科幻走向现实，并开始影响各行各业。当元宇宙的探索与城市治理相遇时，“城市元宇宙”这一前沿领域也随之诞生。
城市元宇宙不仅是虚拟与现实高度融合的数字化环境，更是超越传统技术边界的新型城市生态系统。它通过集成实时数据和虚拟模型建构出动态城市“镜像”，使城市中的物理场域与数字空间得以无缝对接和深度互嵌，而内生的经济活动、社会互动、公共服务、治理模式等也都将在全新的“虚实结合”世界中得到重塑与再造。可以说，城市元宇宙的崛起，不仅是一种颠覆性技术创新，更是一场全方位深刻变革，为未来城市治理描绘出了全新图景。
第一，数字镜像生成，驱动城市规划建设变革。传统的城市规划手段往往依赖于静态数据和历史资料，容易派生出决策的滞后性和不确定性。城市元宇宙借助虚拟化和数字化手段，可以生成城市物理世界的高精度和交互式数字图景，使得规划人员得以基于最新城市状态进行模拟、预测和决断，进而从多场景、多方案中寻找最优解。在雄安新区的BIM平台上，决策者可以对不同设计方案的空间布局、建筑风格及详细设计参数进行多层次分析、多维度比对和自动化复核，重塑了城市规划和建设程序，有效简化了管理和审批流程。不仅如此，城市元宇宙也为市政建设带来了全新的协同工作模式，使得建筑、工程和施工等不同部门和领域的专业人员可以依据建筑结构、资源储备、能源消耗、环境负荷等信息开展联合设计、仿真测试和交叉验证。这不仅大幅提升了设计效率与施工质量，延长设施寿命，还降低了运营成本。例如，法国雷恩市的VirtualRennes项目和澳大利亚新南威尔士州的数字孪生概念验证4D模型，可以用直观方式展示不同方案的演化结果，支持多元利益相关者全流程参与协作，提升设计质量和优化资源配置，缩短设施建设周期。
第二，虚拟服务落地，推动公共服务均衡可及。在城市元宇宙框架下，虚拟公共服务将打破传统物理空间的阻隔，以数字形式接入居民生活，改变现有的“中心—边缘”型分布格局，实现全时空在线供给，形成新的服务生态系统。无论居民身处何处，都能够通过虚拟现实设备或智能终端，获得几乎无异于现实场景的服务体验。例如，上海设计和打造的豫园元宇宙灯会与数字化中共一大纪念馆，可以根据用户的兴趣生成特定参观路线，提供差异化的讲解和互动内容，赋予大众参观过程专属的文化体验感。当然，城市元宇宙也能够通过智能分析用户行为数据，精准识别个体需求，并提供高度个性化和定制化的公共服务体验。总部位于沙特利雅得的Seha虚拟医院是目前世界上最大的虚拟医院，可以向全国各地170多家医疗机构提供技术支持，为不同地区的患者提供实时化、个性化的医疗咨询和治疗指导，使优质卫生资源更为泛在可及，前沿医疗服务更为精准高效。韩国首尔在《元宇宙首尔基础计划》中提出，全面打造元宇宙政务大厅，纳入民事投诉、政务咨询、设施预约等公共服务，根据用户的实际需求调配相关资源，自动识别和核对个体综合信息，简化办理流程。
第三，交通情态模拟，实时流量可测可控。长期以来，城市交通主要借助固定设备和人工巡逻的方式获取信息，加之公共交通系统与私人汽车出行之间缺乏严密的衔接机制，传统的交通信号控制策略往往基于固定的时间表，无法根据实时路况动态调整，导致平时运转低效，应急响应迟滞，平急转换不畅。城市元宇宙的引入则为城市交通治理提供了全新的解决方案，其核心在于集成来自道路传感器、智能交通灯、车辆导航和自动驾驶系统等的多源数据，实时捕捉和分析城市交通网络的动态变化，帮助交通管理部门迅速察觉各种异常情况。通过模拟、综合和优选交通信号灯调整时间、向车辆传达最优路径规划提示等不同措施和应急方案，减少事故发生，缓解城市拥堵，提升交通系统的整体运行效率。例如，昆明通过搭建数字孪生交通系统，既可以从宏观、中观和微观层面定量评价全市交通情况，又能够捕捉任何紧急事件或违规行为以提示道路安全状况，显著改善通行效率，让全天平均延误降低10%以上。同样，新加坡通过实施基于5G网络的Vehicle-to-Everything项目，构建起了高效的数字化公共交通网络，做到车辆与车辆、车辆与基础设施的同在互联测试，最大幅度提高自动化驾驶的覆盖率，创造更佳的出行体验。
第四，生态环境复现，宏微观模态全局感知。城市元宇宙将集成各类生态环境监测、管理与修复手段，突破人工采样和定点观测的局限，通过万物互联技术实现空气质量、水资源、土壤状况、生物多样性等方面的数字化。基于此，环保部门可以在全景式信息平台上联结形成跨部门、跨区域、跨行业的治理行动网络和协同工作机制，开展从宏观到微观的多维度模拟，精确分析和预测不同政策措施对生态环境的叠加效应以及长短期影响，提高治理举措的前瞻性、系统性和科学性。以覆盖柏林、哥本哈根、米兰、巴黎和索非亚5个欧洲城市的Digital-Water.City工程为例，其集成了包括应用开发、机器学习、控制算法、精确传感、匹配工具、增强现实等在内的前沿数字解决方案，可以对细菌浓度、废水成分、水体状态等多种因素加以可视化监控、科学化分析和周期性预测。美国新墨西哥州的SmartWorldPro平台，依托新型智能基础设施和调度系统，模拟和优化城市运转和治理过程，有利于降低城市资源消耗，增强城市绿色生产力，促进碳中和与可持续发展。此外，荷兰阿姆斯特丹的SmartCity也处于能源革命前沿。由智能电表和实时能源监控系统等构成的“虚拟电厂”和智能电网能够全过程监控能源消耗，根据需求促进城市能源的高效分配、消费和生产，实现能源的最大化循环利用。
第五，风险动态扫描，应急管理迈向系统循证。传统的城市风险防控和应急管理往往依赖于人工巡查、经验判断和事后响应，缺乏对常规事件的实时监测和对突发事件的预判预警能力，难以全面准确评估复杂多变的风险情境，无法做到对全局风险的动态感知和系统应对，易导致应急反应迟缓、资源调度不力、处置效率低下。相比而言，城市元宇宙将以综合化方式显著增强城市抗逆力和复原力，其内嵌的涵盖自然灾害、公共卫生、社会安全等多领域的数字孪生系统可以完成对城市运行关键指标的全周期监测，精确识别潜在风险和模拟不同类型事件的发生过程与演化路径。进而，不同主体可以通过多场景高仿真演练验证各类应急预案的可行性与有效性，促进形成跨部门、跨行业和跨区域的应急联动机制。当紧急事件发生时，城市元宇宙将实时集成并分析多源数据，为有关部门开展快速应急指挥、精准调度资源、高效协调作战提供全局态势感知和决策支持。比如，日本熊本市的城市灾害数字孪生模型，整合了多元流数据，可以在不同阶段持续模拟河流溢流、沿海风暴等灾害演变，有效预测风险，为多部门提前介入灾害预防提供重要情报。再如，马来西亚乔治敦的城市数字孪生平台通过集成传感器数据提供全市基础设施、建筑物和公共空间的全息图景，监测、分析和判别各种自然灾害和人为事件的风险等级以及影响程度，实现了对城市内部物理构造和波动的安全性评估、因果性分析、主动性干预和针对性维护。
第六，经济过程映射，行业交互形态趋于融合。在城市元宇宙中，跨城市、跨地域甚至跨国界的经济参与和协同治理将更具活力，行业边界和信息壁垒逐步消融，交易成本的降低与市场信任的增强得以同步发生，各类市场主体将真正形成稳定的公平竞争与合作共赢的“命运共同体”。不同行业可以借助城市元宇宙进行产品和服务的创新设计、研发测试、市场推广和售后服务，提高资源流动性与利用率，促进产业链、供应链和创新链上下游的高效协同。例如，澳大利亚墨尔本的数字CBD工程力图把实体资产、经济活动和物理过程完全链接到数字场域，让连锁反应催生更加安全、互联和包容的城市经济体；阿联酋迪拜制定的宏大元宇宙战略，旨在吸纳来自区块链和元宇宙领域的大量人才、资本和企业，利用交叉创新的加速器和孵化器塑造新型数字经济生态系统。同时，消费者也能够在城市元宇宙中以虚拟身份和虚拟货币进行跨界别交易，获得更为沉浸别致的消费体验，丰富市场供给，激发市场需求，强化和助长以数字经济为核心的新业态、新模式。在美国圣莫妮卡，民众可以通过FlickPlay开发的城市零售区交互式地图，收集代币、解锁程序并兑换实物，提升消费体验，配置消费流量。
第七，社会治理优化，提升基层自治协作效率。长期以来，单向度信息传递和人力密集型管理制约了基层治理效能的释放和服务供给效率的提高。相比于传统方式，城市元宇宙可以整合多元信息、兼顾多方利益，形成动态调整的自适应治理系统，让社区治理手段更加多元化和智慧化，社区公共服务更加人性化和个性化。通过构建三维立体的数字社区和议事会议，城市元宇宙既让居民可以无视地理空间阻隔，以虚拟身份参与社区事务，表达意见、提出建议、实时反馈，提升治理的公平性、民主性和科学性；又能实现物业报修报备、公共设施维护、文娱节目组织等公共服务项目的线上线下无缝衔接，增强居民的参与感和互动性。例如，芬兰坦佩雷发布的《坦佩雷元宇宙愿景2040》提出，要建立以人为本的城市元宇宙，推行创造性的社会治理和公共服务模式，让每一个公民都能够在虚拟空间中通过预演的方式了解不同政策和立法的治理结果和现实影响，并以数字身份直接参与到不同层级的政策和立法投票之中；西班牙巴塞罗那开发的CityOS，同样能够令公众以更加便捷的方式获取信息和参与决策。
需要保持清醒的是，现有的探索和应用还远未达到理想状态，而迈向城市元宇宙的道路同样充满挑战和不确定性，包括技术迭代的阶段瓶颈、基础设施的覆盖不均、获益群体的两极分化、算力电力的资源消耗、技术标准的兼容难题、数据隐私的保护困境、虚实空间的认知偏差、信息安全的内生威胁和数字孪生的伦理矛盾等在内的诸多问题还有待于进一步的研究给予廓清与破解。尽管如此，城市元宇宙作为全球城市化进程的关键构面和重要方向，随着技术的不断进步和社会的逐步调试，有望在多个领域实现突破，必将深刻改变已有的社会结构、经济模式和文化形态，引领全球城市治理的数字化转型和全局性变革，推动全球城市迈向更为智慧、更加包容和更可持续的未来。
（作者系武汉大学董辅礽经济社会发展研究院教授；中共上海市杨浦区委组织部选调生）
