数字孪生| 还原智慧交通的“镜像世界”

2014年，安东尼·汤森在《智慧城市》中写道：数字变革并没有使城市消失，世界各地的城市都在繁荣发展，因为新技术让它们成为更具价值且更高效的场所。

近日，纳儿科技与施耐德电气就“数字孪生在公共交通领域的应用”议题进行了线下深入交流会谈。

期间，施耐德电气对其自主研发的数字孪生(Digital Twin）系统进行了Demo演示讲解，此系统目前已在全球各地被大型工业、制造企业广泛应用。此前一直在密切关注“数字孪生”应用的纳儿科技表示，数字孪生系统在工业化、医疗体系、智慧城市等领域的迅速发展，对公交信息化建设是一个积极的强信号。过去很多智慧公交以项目式推进，解决具体行业的智慧需求，容易形成新的智慧“孤岛”，数字孪生技术在公交行业的跨界引入，对一站式解决智慧公交所面临的诸多问题将具有重大意义。

01. 什么是“数字孪生”？

数字孪生，是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。简单来说，数字孪生就是在一个设备或系统的基础上，创造一个数字版的“克隆体”。这个“克隆体”，也被称为“数字孪生体”。它被创建在信息化平台上，是虚拟的。数字孪生体最大的特点在于：它是对实体对象（“本体”）的动态仿真。也就是说，数字孪生体是会“动”的。

而且，数字孪生体“动”的依据，来自本体的物理设计模型，还有本体上面传感器反馈的数据，以及本体运行的历史数据。换句话说，本体的实时状态，还有外界环境条件，都会还原到“孪生体”身上。如果需要做系统设计改动，或者需要知道系统在特殊外部条件下的反应，工程师可以在孪生体上进行“实验”。这样一来，既避免了对本体的影响，也可以提高效率、节约成本。

02. 全生命周期 + 实时映射 +双向互通

除了“会动”之外，数字孪生还有三大关键特性:“全生命周期”、“实时/准实时”、“数据双向流动”。

全生命周期，是指数字孪生可以贯穿产品包括设计、开发、制造、服务、维护乃至报废回收的整个周期。它并不仅限于帮助企业把产品更好地制造出来，还包括帮助用户更好地使用产品。而实时/准实时，是指本体和孪生体之间，可以建立全面的实时或准实时联系。两者并不是完全独立的，映射关系也具备一定的实时性。双向，是指本体和孪生体之间的数据流动可以是双向的。并不是只能本体向孪生体输出数据，孪生体也可以向本体反馈信息。企业可以根据孪生体反馈的信息，对本体采取进一步的预先行为，避免问题发生，实现问题预判和自动巡检。

03. 数字孪生如何为公交赋能？

首先，“孪生新时代”这是一个总体性的建设纲领，这就解决了过往智慧公交缺失的从顶层设计入手的老问题，同时，这种平台化的思路也杜绝了“孤岛”系统的重复建设。在产品研发的过程中，数字孪生可以虚拟构建车辆数字化模型，对其进行仿真测试和验证，模拟设备的运转，和参数调整带来的变化。数字孪生能够有效提升产品的可靠性和可用性，同时降低产品研发和制造风险。维护阶段，数字孪生也能发挥重要作用。采用数字孪生技术，通过对运行数据进行连续采集和智能分析，可以预测维护工作的最佳时间点，也可以提供维护周期的参考依据。数字孪生体也可以提供故障点和故障概率的参考。
最后，5G和AI技术的融入：5G所带来的大带宽、低时延、广覆盖这种革命性的改变，加上AI技术赋能的智能化，让公交可以获得真正的“智慧”。

纳儿科技携手施耐德电气：数字孪生赋能智慧交通

数字孪生为工业制造带来的效率提升和成本下降是显而易见的，而5G开启的“万物互联”时代，将使人类的连接技术达到前所未有的高度。未来，在5G的支持下，云和端之间可以建立更紧密的连接。这也就意着，更多的数据将被采集并集中在一起，从而构建更强大的数字孪生体。此次会谈正式拉开了双方“数字孪生在公共交通领域的应用”技术合作的序幕，旨在重塑公交信息化要素，打造以人为本的场景驱动，虚拟与现实、数字场景与物理场景的融合，以全新视角还原一个智慧交通的“镜像世界”。