三個佳都案例告訴你：數(shù)字孿生如何賦能我們的城市、交通、出行

    數(shù)字孿生正在加速走進產(chǎn)業(yè)的視野。

    得益于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新一代信息技術的發(fā)展，數(shù)字孿生的實施已逐漸成為可能。什么是數(shù)字孿生？根據(jù)工信部牽頭編寫的《2020數(shù)字孿生白皮書》，數(shù)字孿生是“以數(shù)字化方式創(chuàng)建物理實體的虛擬實體，借助歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)以及算法模型等，模擬、驗證、預測、控制物理實體全生命周期過程的技術手段”。

    簡單的說，數(shù)字孿生就是利用信息技術，在計算機虛擬數(shù)字空間中重塑物理世界的真實運行狀態(tài)。例如，孿生的工廠中，生產(chǎn)線各類設備、原料、生產(chǎn)流程、半成品、產(chǎn)成品的信息能夠真實映射在孿生工廠系統(tǒng)里面，管理者可以在虛擬數(shù)字空間中進行例如設備診斷、化學類生產(chǎn)過程的模擬，以及對當前設備狀態(tài)和生產(chǎn)工藝下結果的仿真預測等，從而防止現(xiàn)場故障、生產(chǎn)異常產(chǎn)生出嚴重后果。目前，數(shù)字孿生正在加速應用到城市管理、建筑、制造、電力、石油天然氣等行業(yè)。

    佳都科技早在2年前已經(jīng)提出“數(shù)據(jù)智能、孿生城市”的概念，利用計算機視覺和數(shù)據(jù)科學，對城市中的人、車、物、事件等所有要素數(shù)字化，在網(wǎng)絡空間再造一個與之對應的“虛擬城市”，從而為城市規(guī)劃設計、城市治安防控、城市建設施工、交通擁堵治理提供全量底層數(shù)據(jù)和算法模型，形成虛實結合、孿生互動的城市發(fā)展新形態(tài)。

    孿生交通：打造城市交通“CT機”，助力交警實施“手術刀”式的精準治理

    前不久在某一線城市落地的“IDPS城市交通大腦”，就構建了一套與城市路面交通“全時、全域、全量”信息一一對應、相互映射的數(shù)字孿生體系。IDPS城市交通大腦通過高密度卡口和計算機視覺技術，虛擬重現(xiàn)全城數(shù)百萬車輛每天逾千萬次的出行軌跡數(shù)據(jù)（即從上一個停車位，途徑哪些路口，到達下一個停車位），并通過連接全城數(shù)以十萬計的各類交通設施、路口路網(wǎng)、停車場以及管制、施工、事故等事件的實時狀態(tài)信息，在計算機系統(tǒng)中重現(xiàn)了整個城市的真實交通運行狀態(tài)，成為名副其實的“城市交通CT機”。有了這臺“CT”，交警就能實現(xiàn)從微觀車輛的出行規(guī)律到宏觀交通系統(tǒng)運行狀態(tài)的全面認知，從而對千變?nèi)f化的城市交通問題實施“手術刀”式的精準治理。例如，通過大量的歷史數(shù)據(jù)回溯迭代，可以動態(tài)優(yōu)化城市局部道路的潮汐車道和標志標線，從而迅速響應各種突發(fā)性的交通“涌流”；通過對擁堵道路車輛身份及其出行規(guī)律的回溯分析，可以實施“指定時間、指定道路、指定車輛類型”的精準限行措施；又如，結合全量精準數(shù)據(jù)，可以方便地評價對比各種信號燈配時方案的效果，驅動信號燈配時方案持續(xù)優(yōu)化，降低城市居民整體等紅燈次數(shù)……此前在宣城，佳都科技打造的“IDPS城市交通大腦”在一年多的運行時間里，全城路網(wǎng)平均停車次數(shù)下降22%，平均擁堵時間下降5%，平均車速提升25.4%，平均通行時間降低約10%。宣城37條綠路，承載著全市63%出行車輛，實現(xiàn)了99.6%車輛通過路口不需等紅燈或僅等一次紅燈。

    孿生地鐵：軟件定義地鐵，數(shù)據(jù)驅動高效運營

    在軌道交通場景，佳都科技打造的“華佳 Mos”（即華佳 Metro OS智慧地鐵大腦）則在“復刻”地鐵線網(wǎng)、實時采集展示各類地鐵運行信息的同時，加入了遠程維護和控制技術，實現(xiàn)數(shù)字地鐵和真實地鐵的“雙向映射”。研發(fā)人員將地鐵所有設備、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和控制命令聚合到在華佳Mos系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中臺、AI中臺、業(yè)務中臺，從而實現(xiàn)按應用需求“軟件定義”各類設備的功能定位，打造高效的地鐵運營。

    基于華佳Mos系統(tǒng)，地鐵管理人員可以憑借手中一臺平板，實現(xiàn)復雜的多系統(tǒng)聯(lián)動應用。例如，在每天都要例行開展的開關站的站臺設備檢查工作中，車站站長只需輕點系統(tǒng)中的“一鍵開關站”，就可以實現(xiàn)AFC、PSD、ISCS、CBN、CCTV等車站多個系統(tǒng)的聯(lián)動開關，并自動自查運行狀態(tài)，出現(xiàn)故障時自動預警；而在線網(wǎng)指揮中心，調(diào)度工作人員可以基于各車站實時客流和預測客流信息，結合車輛運力情況，在智能算法的協(xié)助下動態(tài)調(diào)整發(fā)車間隔和�？空军c，在車輛運力和乘客等候時長之間找到最優(yōu)方案；對于運維工作人員而言，通過設備全量、全生命周期監(jiān)測數(shù)據(jù)的回溯分析，可以靈活調(diào)整運維的強度和備件最優(yōu)庫存，降低整體運維成本。

    在華佳Mos和智慧車站系列產(chǎn)品的賦能下，地鐵正在成為一個大數(shù)據(jù)場景，看似平常的每個運營環(huán)節(jié)、每個運營決策，都將依托數(shù)字孿生系統(tǒng)中的海量數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)最優(yōu)。孿生地鐵正在從實驗室走向實戰(zhàn)場景，助力地鐵公司不斷“降本增效”。

    孿生城市：進入“上帝”模式 ，讓安全隱患消失于青萍之末

    在城市安全領域，佳都科技推出的“AR三維實景融合技術平臺”正在掀起一場可視化管理的創(chuàng)新風暴—— 研發(fā)團隊創(chuàng)新提出CIM（城市信息模型）的概念，通過城市三維空間模型的構建與動態(tài)運營數(shù)據(jù)的可視話結合，構建出一個“孿生城市”。

    AR三維實景融合技術平臺綜合了計算機視覺技術、地理測繪技術、激光雷達遙感技術、視頻融合拼接技術、BIM技術、三維GIS技術等多種技術，融合數(shù)據(jù)場景、地圖場景與視頻場景，在泛在感知的基礎上實現(xiàn)城市場景的“數(shù)據(jù)疊加”“虛實融合”和“增強現(xiàn)實”。例如，在傳統(tǒng)視頻監(jiān)控中，管理者需要通過切換多個屏幕尋找攝像頭拍攝的特定場景信息，而運用AR三維實景融合技術則可直接在三維模型中點擊想看的場景，迅速定位到指定位置的實時監(jiān)控情況；又如，在抓捕犯罪嫌疑人的過程中，警方可以通過AR眼鏡鏈接云端的監(jiān)控系統(tǒng)，實時定位犯人的位置和各隊友的相對位置，從而極大提高圍捕的效率和安全性。

    除了安全防控，城市規(guī)劃、交通優(yōu)化、市政設施管理（供水、排水、燃氣、城市軌道交通）城市應急仿真等各類城市治理均可通過AR三維實景融合技術平臺，達到效果驗證、成效體驗等能力實現(xiàn)，為科學決策和精準治理奠定基礎，避免規(guī)劃沖突、資源分配不均衡和城市發(fā)展不充分現(xiàn)象。

    可以預見，數(shù)字孿生作為一項新興概念，正在不斷從實驗室走向現(xiàn)實、從映射走向操控、從粗糲走向細膩、從小場景走向廣闊的產(chǎn)業(yè)和城市治理空間。在未來的城市規(guī)劃建設運營中，數(shù)字孿生會發(fā)揮極大效益，佳都科技也正在致力于運用數(shù)字孿生技術，創(chuàng)建愿景中的城市未來。