数字孪生技术在各地有哪些应用实践?

数字双胞胎技术是指通过建立三维数字模型，开放物理世界和数字世界，实现虚拟与现实的集成的复合技术。作为一种新兴的数字技术，数字双胞胎技术的蓬勃发展有效地促进了数千个行业的发展。随着应用场景的不断探索和拓宽，数字双胞胎技术将迎来新的发展机遇。

各地数字双胞胎技术的应用实践是什么？记者进行了采访。

三维展示 升级“智”

(相关资料图)

数字转型有了新的起点

三名工作人员走进山东金鼎矿业有限公司淄博矿区，指挥调度中心盯着眼前的一个屏幕。仔细一看，屏幕上13个重点矿区一目了然，地下设备、人员、安全生产状态等信息一目了然。

海尔集团卡奥斯设备行业业务负责人刘军解释说：“如果三个人不下井，为什么要监管这么大的矿区？”“秘诀在于我们背后的‘虚拟矿区’。”，“我们以数字双胞胎技术为支撑，为山东金鼎打造了与真实矿区完全相同的虚拟‘双胞胎兄弟’。简言之，它是对地下场景进行建模和全景恢复，使矿区具有可视化效果。”

如何使用“虚拟矿区”？“我们将数据集成到数字双胞胎可视化集中控制平台上，以直观的三维可视化界面与真实的矿区环境建立互动。”刘军说，通过一个屏幕，监管机构可以全面感知矿区的“风吹草动”，响应各生产系统的预警和报警事件，并及时调度相关生产单位处理，大大提高了控制效率。

近年来，山东打出了数字赋能增效的结合拳，进一步实施了三年制造业数字化转型行动。如今，数字双胞胎技术的逐步推广和应用，不仅提高了企业的监管水平，也有效地促进了“智能”制造的升级。

2021年10月27日，中国自主设计、研发、制造的雪蜡车在北京冬奥会开幕倒计时100天内正式交付使用。这款看似不起眼的雪蜡车，包括车载平台、新能源动力系统、智能控制系统..

此前，雪蜡车的核心技术长期以来一直被国外垄断。”在雪蜡车设计之初，中国没有图纸可供参考，也没有经验可供参考。时间紧迫，任务繁重，设计工作非常困难。”卡奥斯物联网科技有限公司副总经理谢海琴表示，数字双胞胎技术在开发过程中“派上了用场”。

谢海琴说：“我们利用数字双胞胎等技术，快速推断出雪蜡车的整体布局和功能分区，将首款雪蜡车的研发时间减少了60%以上。”。

实时感知“云”城市

城市治理取得了新的突破

上午9时22分，湖北省襄阳市襄州区张湾街道办事处，综合执法中心工作人员张健的手机突然振动。“智能城市管理”应用程序提醒他，有一份城市外观和卫生监督工作单需要处理。

原来，智能人工智能摄像头捕捉到几辆共享自行车在航空路易美家园小区门口非法停放。骑上巡逻电动车，他立即赶到现场。

同时，在襄州区智能城市管理平台中控室，操作员黄涛正在电脑上检查现场处理情况。9时34分，停车位传感器实时返回数据。在张健的归置下，屏幕上标有红色的共享自行车变绿，并标准停放在围栏中。

这是如何实现的？

黄涛点击鼠标，在中控室的大屏幕上展示了一个“虚拟襄州”。放大，城市道路、建筑、商店，甚至路灯、井盖。据了解，这是湖北省第一个5G智能城市管理数字双胞胎三维全景平台。

平台管理负责人江瑞介绍，为了确保“虚拟襄州”能够恢复城市真实场景，通过5G与湖北移动公司和省地质部门合作 北斗高精度定位技术，数字扫描城市风格，定期普查160多个城市基础设施，使数字模型更新能够跟上实体城市的发展步伐。

江锐说，数字孪生城市是基于建筑信息模型的（BIM）、由地理信息系统和物联网等技术构建的“有机综合体”，实体城市接入的各种智能设备可以与平台进行深度互动，使城市治理成为可能。

“以自行车共享管理为例，在智能城市管理平台上，各种自行车制造商、品牌号码、路段位置等信息一目了然，内容呈现也从二维升级为三维。襄州区城市管理局副局长葛海兵表示，依托数字双胞胎城市，200多个智能人工智能高摄像头可以准确定位，捕捉街道紧急情况；1.2万多个路边停车位可通过摄像头和地面磁钉实时掌握停车情况，自动收费；洒水车、卫生车辆可根据路况信息及时调整运行路线，避免影响行人和车辆。

平台大数据系统一旦发现问题，将立即向相关部门和负责人发出处置指令等信息，并在第一时间赶到现场进行处置。“一般事件可在1小时内处理，比传统人工处理效率提高1倍以上。平台运营商就像在“云”工作，可以随时管理和调度整个城市的情况；城市管理执法也从“人民防空”转变为“技术防空”，提高了社会治理效率。葛海兵说。

目前，襄州区智能城市管理平台正在逐步探索社区安全、旅游服务等领域的应用场景。江瑞介绍，该平台已与襄阳“网络统一管理”主要平台对接，综合利用城市管理、气象、环保、交通、公安等部门的23.6亿数据和5.8万多个视频资源，数字呈现城市24小时运行状态，提高城市治理的精细化和智能化水平。

科学管理和保护环境监测

生态保护有了新的思路

不久前，在浙江丽水百山祖国公园龙泉区海拔近1800米的高山湿地里，一对棕色羽毛和橙色脚底的斑嘴鸭正在草地之间的水域散步觅食。

通过物联网监控设备和数字双胞胎应用平台，将时间、地点和气象水文信息传回系统。

百山祖国家公园龙泉保护中心工程师叶立新说：“这是自保护区成立以来，斑嘴鸭首次在高海拔地区进行监测，为我们研究其迁移规律和生活习惯提供了大量有价值的信息。”。

去年11月，龙泉国家公园数字双胞胎应用程序“江苏和浙江之巅”正式推出。由于卫星遥感、物联网设备、无人机等前端感知感应设备，“江苏和浙江之巅”实现了国家公园“天空、空中探索、地面检查、在线管理”的综合智能感知。

在系统动态监控模块中，记者看到了无人机在山上巡逻时传回的实时图片，一只松鸦在山林中游荡。目前，龙泉保护中心已监控国家一级保护动物黑绒面革、黄腹野鸡、穿山甲等野生动物，可随时查看视频和照片，并对物种的频率和位置进行统计分析。

不仅如此，系统还可以依靠感知监控系统实时传输生态环境数据、电子围栏卡口监控数据和三维巡逻数据。“江苏和浙江之巅”数字双胞胎应用管理员方万力介绍，该系统可以整合多维数据，全面准确地掌握公园情况，减少人为活动干扰，保持森林生态系统的健康稳定。

自管理端应用推出以来，截至5月23日，已获得生物多样性数据17935条，监测百山祖国公园动物120种，其中重点保护动物30种；卡口记录车辆信息5543次，人员信息7191次；巡逻系统在线巡逻67人，巡逻里程36989公里，巡逻时间18723小时；获取300多万条空气质量、气象、水质、湿地监测数据。

如今，“江浙之巅”数字双胞胎系统已经完成了“一舱两端”的应用系统建设。除了指挥驾驶舱和管理端的应用场景外，还推出了面向公众的移动互联体验场景。

“通过虚拟现实技术，您可以沉浸在国家公园的景点中，您也可以选择您感兴趣的类别来查看科普内容。”杭州游客叶静怡拿着手机向记者展示，进入“浙江办公室”应用程序，在主页上搜索“江苏和浙江之巅”。国家公园有各种旅游路线、配套设施、旅游指标、气象风险等信息。

百山祖国家公园龙泉保护中心党组书记李先顶说：“‘江浙之巅’数字孪生系统基于多源海量数据分析，协助国家公园管理人员做出科学决策。同时，公共服务端全面展示了园区自然科普信息，有助于提高公众保护意识。”。

(文章来源:人民日报)