数字孪生的城市典型应用场景有哪些？

以下文章来源于 数字城市产业研究

数字孪生城市是指在数字世界中创建一个同物理实体城市外观一致、行动一致、思想一致的数字虚拟城市，实现对现实世界的监测、诊断、回溯、预测和决策控制，用于实体城市的规划、建设、 治理和优化等全生命周期管理，提高城市运行效率和市民居住体验。

数字孪生集合了物联网、大数据、BIM、GIS、人工智能等多项前沿技术。

数字孪生有哪些典型应用场景？

         
01城市管理    

数字孪生城市指利用物联网技术、地理信息技术以及智能建筑城市模型等将物理城市转化为虚拟数字城市模型，通过模型模拟运营，达到实时监测效果，进而实现预测、分析、优化等功能。

传统智慧城市概念只是将不同部分的城市职能实现单体智能，数字孪生城市在顶层设计上就将虚拟和现实结合起来，在数字化、信息化的基础上将物理实体与对应孪生体重叠，实现虚实互动。

数字孪生的应用场景广泛，目前在交通、园区、城市应急等领域已经具备较为成熟的实践案例。

         
02城市交通

交通行业数字化转型已发展多年，道路交通的运行效率显著提升，但仍存在部分问题有待解决。    

随着数字孪生技术的兴起，基于数字孪生城市的虚拟空间，结合交通信息数据和高精度地图，构建具备实时性、可模拟、可预测、并可控制物理实体的新型智慧交通体系，将是未来交通发展新方向。

在智慧城市交通场景下，数字孪生技术可应用至全息路口、高速公路及交通枢纽（地铁、车站、机场等）三个子细分场景。

全息路口采用雷达摄像头等感知设备监测， 存在对全天候大范围交通事件监测不稳定、 对行人和设备监测效果较差等问题；主要以二维视角呈现，无法满足部分场景（如应急指挥、交通规划）的推演及决策需求。

         
03高速公路

传统智慧高速以监控摄像机为主，点位密集程度有限，仅覆盖重点区域，对完整路段上的路况、事件缺乏掌握手段，监管存在盲区，难以形成有效全域感知；数据采而不用，辅助决策价值低。

         
04交通枢纽

当前枢纽场景数据系统繁杂庞大且不互通， 数据处理仍沿用单维度统计方法，预测判断能力差；排班基本依赖员工经验判断， 在高峰与节假日时期，常出现因预测失误、 排班不足，导致旅客滞留现象。

         
05零碳园区

数字孪生全面赋能零碳智慧园区，助力实现双碳目标    

数字孪生可赋能智慧园区，辅助园区管理者完成园区运营、安防、业务等管理工作，实现管理降本提效，优化员工工作生活体验。

随着我国“双碳”战略的推进，零碳园区随之产生。根据国际能源署数据，我国工业园区的耗能约占全社会总耗 能的69%，碳排放量约占全国总排放量的31%，并呈现出持续增长势头，因此零碳园区建设重要性不言而喻，零碳园区成为智慧园区下一步发展方向。

数字孪生赋能零碳园区建设，即在数字孪生园区基础上，通过传感技术采集碳排放相关数据， 结合AI算法模拟预测碳排放规划、碳计算、能效监控等工作，通过建设高效、安全、智慧的零碳园区，助力园区双碳目标的早日实现。

         
06城市应急

数字孪生赋能智能应急，筑牢城市安全防线    

数字孪生技术在城市应急领域的应用已经开始逐步展现出其优越性和应用潜力，通过实时数据和信息的监测和分析，可以及时响应各类应急事件，数字孪生可应用至城市应急的应急演练、灾害预警和决策支持、环境监测和评估、危险品管理等场景。

可提高城市管理、救援效率和减少损失，随着技术的不断发展和应用场景的不断拓展，数字孪生技术将助力城市管理者打造更加智能、高效的城市应急管理体系，且具有重要的人文意义和经济意义。

         
07智慧工业

数字孪生起源于工业，随着数字孪生技术的成熟，工业也将成为数字孪生应用较广的场景。    

工业企业通过物联网及边缘计 算上传相关数据后，使用数字孪生技术可以完成生产、能耗、设备、设计、制造管理等工作，进而实现提质、降本、创收、 增效四大价值。

工业根据生产过程涉及的操作不同，可分为流程型和离散型工业，后文将分别介绍数字孪生在这两类工业 的应用情况。 

         
08自动驾驶

在数字孪生测试体系中，真实测试车辆可将实时采集的数据传输至数字孪生平台，用于驱动虚拟车辆模型，完成对真实动态数据的处理和分析，基于评价维度和数据库对车辆行为进行评价。    

同时数字孪生平台将场景数据下发至真实测试车辆控制器上，汽车根据自身算法做出决策行为。通过虚实结合，虚拟车辆模型构建工作和测试场景搭建的过程实现简化，提高自动驾驶测试效率。

         
09智慧医疗

医疗数字孪生技术通过实时采集与计算医疗设备数据及医疗信息系统等真实多维度多样化数据，基于AI建模，结合BIM、CIM等技术，将医院物理空间转化为医院孪生模型，通过预测、分析等功能完成医务管理、门诊管理、设备管理等精细化管理工作。

此外，基于DICOM数据的重建技术，构建高精度人体模型，对手术流程、治疗方案等进行孪生。    

医疗数字孪生的应用对经济、社会具有积极意义，但当前医疗领域数字孪生技术还未成熟，仍面临数据安全及隐私、道德伦理等挑战。

声明：本文观点仅代表作者观点  版权归筑纬科技所有

未经授权请勿转载 欢迎转发到朋友圈

转载时请注明出处：筑纬科技

• END •

上海筑纬建筑科技有限公司是一家专业从事建筑设计优化、BIM设计咨询、装配式设计咨询的新型技术服务企业，由原设计院技术骨干、原地产公司高级管理人员、BIM工程师、装配式建筑工程师共同组成，提供建筑工程综合设计优化和精细化审图、建筑BIM设计咨询及机电深化、装配式建筑设计咨询和深化的服务。

建筑设计优化业务方面，公司定位为房地产公司设计管理的延伸和补充，精耕民用建筑综合设计咨询及优化，秉承“专业创造价值，服务铸就品质”的理念，专注于客户及市场需求，全过程或根据业主要求的重要阶段对设计的经济性、合理性、安全性等进行把控，为客户节约无谓成本支出并显著提升图纸质量，达到“降本增效”的目标。    

BIM设计咨询业务方面，我们通过数字化建造技术在设计阶段辅助设计师减少设计差错、优化设计质量，在施工阶段辅助施工单位节约成本、完成高质量的机电安装筹划；将BIM模型运用到运维阶段，和业内主流软件服务商协作，帮助客户对建筑进行使用阶段的运维管理。

装配式设计咨询业务方面，我们采用基于BIM平台的全过程设计，运用Revit和Tekla软件实施PC深化设计服务，构件空间参数和配筋均可在BIM模型中联动修改和调整，所见即所得，可以按照工业4.0的要求出图，提供每一根钢筋的下料尺寸，运用物联网技术提供PC构件的生产、存储、运输和安装支持服务。相比业内传统的PC深化设计公司，筑纬针对特定项目的能为客户提供合适的解决方案，例如大跨度楼板、大跨度（大荷载）框架结构、钢结构预制结构（全干式安装）、消能减震结构+PC、既有建筑改造（立面预制艺术PC墙板）、预制基础结构、包括欧标和美标的国外PC结构全过程设计。

公司拥有专家团队和具有大型甲级设计院从业背景的资深技术人员，专业技术人员均具有深厚的专业功底，均具有丰富的设计院和优化公司双重工作经验，技术水平及成本控制能力在同行业中处于领先地位。

—— 本文同步自微信公众号「筑纬建筑科技」，查看原文 ——