數字孿生正在加速走進產業的視野。

    得益于物聯網、大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術的發展，數字孿生的實施已逐漸成為可能。什么是數字孿生？根據工信部牽頭編寫的《2020數字孿生白皮書》，數字孿生是“以數字化方式創建物理實體的虛擬實體，借助歷史數據、實時數據以及算法模型等，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，數字孿生就是利用信息技術，在計算機虛擬數字空間中重塑物理世界的真實運行狀態。例如，孿生的工廠中，生產線各類設備、原料、生產流程、半成品、產成品的信息能夠真實映射在孿生工廠系統里面，管理者可以在虛擬數字空間中進行例如設備診斷、化學類生產過程的模擬，以及對當前設備狀態和生產工藝下結果的仿真預測等，從而防止現場故障、生產異常產生出嚴重后果。目前，數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。

    佳都科技早在2年前已經提出“數據智能、孿生城市”的概念，利用計算機視覺和數據科學，對城市中的人、車、物、事件等所有要素數字化，在網絡空間再造一個與之對應的“虛擬城市”，從而為城市規劃設計、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據和算法模型，形成虛實結合、孿生互動的城市發展新形態。

    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，虛擬重現全城數百萬車輛每天逾千萬次的出行軌跡數據（即從上一個停車位，途徑哪些路口，到達下一個停車位），并通過連接全城數以十萬計的各類交通設施、路口路網、停車場以及管制、施工、事故等事件的實時狀態信息，在計算機系統中重現了整個城市的真實交通運行狀態，成為名副其實的“城市交通CT機”。有了這臺“CT”，交警就能實現從微觀車輛的出行規律到宏觀交通系統運行狀態的全面認知，從而對千變萬化的城市交通問題實施“手術刀”式的精準治理。例如，通過大量的歷史數據回溯迭代，可以動態優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性的交通“涌流”；通過對擁堵道路車輛身份及其出行規律的回溯分析，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，結合全量精準數據，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優化，降低城市居民整體等紅燈次數……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，全城路網平均停車次數下降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，數據驅動高效運營

    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、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，實現數字地鐵和真實地鐵的“雙向映射”。研發人員將地鐵所有設備、系統的數據和控制命令聚合到在華佳Mos系統的數據中臺、AI中臺、業務中臺，從而實現按應用需求“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，地鐵管理人員可以憑借手中一臺平板，實現復雜的多系統聯動應用。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中的“一鍵開關站”，就可以實現AFC、PSD、ISCS、CBN、CCTV等車站多個系統的聯動開關，并自動自查運行狀態，出現故障時自動預警；而在線網指揮中心，調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，在智能算法的協助下動態調整發車間隔和停靠站點，在車輛運力和乘客等候時長之間找到最優方案；對于運維工作人員而言，通過設備全量、全生命周期監測數據的回溯分析，可以靈活調整運維的強度和備件最優庫存，降低整體運維成本。

    在華佳Mos和智慧車站系列產品的賦能下，地鐵正在成為一個大數據場景，看似平常的每個運營環節、每個運營決策，都將依托數字孿生系統中的海量數據分析實現最優。孿生地鐵正在從實驗室走向實戰場景，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新風暴—— 研發團隊創新提出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運營數據的可視話結合，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，融合數據場景、地圖場景與視頻場景，在泛在感知的基礎上實現城市場景的“數據疊加”“虛實融合”和“增強現實”。例如，在傳統視頻監控中，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眼鏡鏈接云端的監控系統，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，城市規劃、交通優化、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，為科學決策和精準治理奠定基礎，避免規劃沖突、資源分配不均衡和城市發展不充分現象。

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