一文读懂！数字孪生在智慧交通领域的应用

你可能会问：

数字孪生是什么？

近年来， 随着多学科建模与仿真技术的飞速发展， 数字孪生技术研究成为热点。

得益于物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的发展，数字孪生在诸多领域得到成功运用。

01数字孪生及其特征

什么是数字孪生？

简单来说，数字孪生也称数字映射、数字镜像，其显著特征是对实体对象的动态仿真。

学术界和产业界有不同的定义，通俗地可以理解为：以数字化的方式建立物理实体的虚拟模型，物理世界数字化，借助历史数据、实时数据和算法模型，实现对物理实体的分析预测和改善优化，具有实时性和闭环性。数字孪生将割裂的虚拟世界与现实世界融合，是前沿科技下一个代际的发展主题。

数字孪生的特征：

1. 互操作性：数字孪生中的物理对象和数字空间可以双向映射、动态交互和连接。因此，数字孪生具有将物理实体映射到各种数字模型的能力，并且具有在不同数字模型之间相互转换和融合的能力。

2. 实时性：因为数字孪生要去再现随着时间轴而变化的物理实体，所以需要以计算机可识别和处理的方式管理数据，即数字化。

3. 可扩展性：数字孪生技术具有集成、添加和替换数字模型的能力，并且可以对模型内容进行扩展。

4. 保真度：数字孪生要求虚拟物体不仅要保持对实体几何结构的高度模拟，还要在状态、相位和时态方面进行模拟，尽力保证数字虚拟模型与物理实体之间的相似度。

5.  闭环性：数字孪生中的数字虚拟体用于描述物理实体的可视化模型和内部机制，从而监控物理实体的状态数据，进行分析推理，优化工艺参数和运行参数，并实现决策功能，即对虚拟体和物理实体使用一个闭环系统。

专业术语或许让你看得一头雾水，别急，让我们通过实际案例来进行详细了解。

02数字孪生在智慧交通领域的场景应用

数字孪生使用数据来模拟实际环境中物理实体的行为，通过虚拟现实互动反馈、数据融合分析和决策迭代优化为物理实体添加或扩展了新功能。数字孪生技术连接了物理世界和信息世界，通过“虚实融合，以虚控实”的系统实现，有助于提高交通基础设施的精准感知、精确分析、精细管理和精心服务能力。

1交通状态监测

通过获取传感器的实时数据，自动对交通量、平均车速、道路交通事件等进行分析。辅助用户全面掌握道路交通状况，为业务决策提供有力支撑。

2路口信号灯检测

通过路口信号灯、视频监控等的实时数据，对路口交通流量、车辆、道路异常事件、信号灯状态等信息进行实时监测，并对信号灯进行自动优化，有效提升交通运行效率。

3
车路协同服务

基于5G通信、云边协同等技术，实现车辆与道路间的实时动态交互，构建更高效、更安全、更智能的数字交通体系。

4
交通数据分析与预测

依据实时推演的全局仿真数据，分析各个路段的仿真结果，预测未来不同时长内的交通流。

03信捷科技在数字孪生领域的实践

在近日举办的首届贵州科技节上，贵阳市交运集团下属的国有控股子公司——贵阳市信捷科技有限公司（以下简称信捷科技）联合贵州华泰智远大数据服务有限公司开发的公共交通数字孪生平台亮相，集中展示了贵阳市交运集团在公共交通数据与数字孪生技术应用上的实践，吸引了众多参观者和业内人士关注。

该平台利用数字孪生技术，创新性地提出了城市区划与公共交通的融合分析、综合治理，通过对城市公共交通多源数据的深入挖掘和分析应用的沉淀，揭示轨道交通建设与城市发展的数据关系、轨道交通出行与城市空间要素的数据规律、城市出行画像与城市出行圈层分布的数据关系。

通过城市出行数据、城市空间要素数据，构建宏中微一体化的数字孪生应用：以宏观视角，呈现轨道交通线网规划布局，展现出行圈层的流动关系。

以中观视角，分析线路运载情况，提升运营效率。

以微观视角，分析站点的城市出行数据，构建城市出行画像，为站点营业状态形成智慧化建议。

04结语

当前，数字孪生技术还面临数据安全、技术复杂性和数据准确性等挑战，需要进一步研究和发展。从组成来看，数字孪生包括数据采集层、数据存储层、数据分析层和数据应用层等部分。通过合理设计和搭建这些组成部分，可以实现对现实世界的数字化建模和优化，从而提高系统的效率和可靠性。

数字孪生连接物理世界和信息世界，为复杂交通问题的分析与解决提供了新的思路。可以预见，随着技术的不断发展，数字孪生对交通运输发展的促进作用将越发凸显。