什么是 數(shù)字孿生應(yīng)用?

“數(shù)字孿生應(yīng)用”是數(shù)字孿生技術(shù)的進(jìn)階形式,是指基于數(shù)字孿生技術(shù)開發(fā)的“智能孿生體”應(yīng)用程序,可以緊密結(jié)合各行業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H業(yè)務(wù)需求,整合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI、業(yè)務(wù)系統(tǒng)等多源數(shù)據(jù),將物理世界的業(yè)務(wù)、業(yè)務(wù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、業(yè)務(wù)治理對象的全生命周期運(yùn)行態(tài)勢,與數(shù)字孿生體進(jìn)行一一映射、綁定、關(guān)聯(lián),從而在數(shù)據(jù)世界對全要素管理對象進(jìn)行仿真、監(jiān)測、分析,升實(shí)現(xiàn)對物理世界的全面復(fù)現(xiàn)和決策、優(yōu)化支持,可廣泛應(yīng)用于智慧城市、智慧園區(qū)、公共安全、智能制造、智慧水利、智慧交通等領(lǐng)域。

數(shù)字孿生應(yīng)用的功能主要包括以下幾個(gè)方面:

建模和仿真:?針對現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體對象,通過數(shù)字孿生技術(shù),在數(shù)字化世界中構(gòu)建完全一致的對應(yīng)模型,從而建立了數(shù)字孿生基礎(chǔ)。

監(jiān)測和預(yù)警:?打通多源數(shù)據(jù),動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)仿真模型組態(tài)、行為邏輯、業(yè)務(wù)流程、狀態(tài)變化等,實(shí)現(xiàn)在數(shù)字世界對物理實(shí)體的狀態(tài)和行為進(jìn)行全面呈現(xiàn)、精準(zhǔn)表達(dá),及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并預(yù)測未來可能出現(xiàn)的問題,從而提前預(yù)警。

優(yōu)化和調(diào)整:?建立了孿生和業(yè)務(wù)的相互規(guī)則,基于豐富的歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),以及專業(yè)的算法模型,可以高效地在數(shù)字世界對物理對象的狀態(tài)和行為進(jìn)行模擬試驗(yàn)和分析預(yù)測,提供更優(yōu)化的解決方案。

決策支持:?數(shù)字孿生應(yīng)用可以為決策者提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)、可視化的結(jié)果和智能的分析,幫助他們做出更科學(xué)的決策。

反向控制:?數(shù)字孿生應(yīng)用既可以接受物理世界的實(shí)時(shí)信息,更能夠進(jìn)行指令發(fā)送,反過來控制物理世界對象,建立“智能預(yù)警-智能感知-智能派發(fā)-智能處置-智能考評-智能改進(jìn)”的全流程一體化業(yè)務(wù)流程閉環(huán)。

數(shù)字孿生應(yīng)用的特點(diǎn)包括:

實(shí)時(shí)性:數(shù)字孿生應(yīng)用可以實(shí)時(shí)反映物理實(shí)體的狀態(tài)和運(yùn)行情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題。

精確性:數(shù)字孿生應(yīng)用可以精準(zhǔn)地模擬物理實(shí)體的結(jié)構(gòu)和行為,提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

可視化:數(shù)字孿生應(yīng)用可以以圖形化的形式展現(xiàn)物理實(shí)體的狀態(tài)和運(yùn)行情況,提供直觀的信息呈現(xiàn)方式。

智能化:數(shù)字孿生應(yīng)用可以借助人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù),自動(dòng)學(xué)習(xí)和優(yōu)化模型,并提供智能化的決策支持。

舉幾個(gè)例子:

1.交通信控智能優(yōu)化

傳統(tǒng)的紅綠燈調(diào)控方式,都是按照固定時(shí)間控制的,但車流量是隨時(shí)變化的,由此,往往會造成難以避免的路口擁堵問題。

基于數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建的“交通大腦”,基于前端傳感器實(shí)時(shí)感知的數(shù)據(jù),可以對紅綠燈路口各個(gè)方向車流情況進(jìn)行實(shí)時(shí)全覆蓋監(jiān)測,并將獲取到的車輛數(shù)量、車速、加速度、距離等信息,實(shí)時(shí)向“交通大腦”傳輸,再通過人工智能算法、多維數(shù)據(jù)可視化分析,能夠智能化得出各路口的最優(yōu)紅綠燈配時(shí)方案,然后迅速下達(dá)指令進(jìn)行調(diào)整,從而實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)紅綠燈的實(shí)時(shí)、最優(yōu)調(diào)整,大幅降低高峰期交通擁堵率。

2.道路智能引導(dǎo)屏、導(dǎo)航APP聯(lián)動(dòng)

數(shù)字冰雹聯(lián)通過建設(shè)智慧麗江“城市大腦”,整合麗江城市街道、視頻監(jiān)控、停車場系統(tǒng)數(shù)據(jù)、交通運(yùn)行數(shù)據(jù)等,對人流、車流變化趨勢進(jìn)行分析預(yù)判,當(dāng)客流快要達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí),數(shù)字孿生IOC會自動(dòng)發(fā)出預(yù)警,并聯(lián)動(dòng)指揮調(diào)度系統(tǒng)對客流進(jìn)行干預(yù),提前實(shí)施人流疏導(dǎo)策略和巡檢人員的調(diào)度。同時(shí),系統(tǒng)會自動(dòng)響應(yīng)聯(lián)動(dòng)景區(qū)廣告屏系統(tǒng),游客可以在各導(dǎo)覽屏上,看到各景點(diǎn)人流狀況,錯(cuò)峰游覽或調(diào)整路線。

此外,數(shù)字孿生IOC能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測各個(gè)泊位的已停車情況和空位記錄信息等,并智能化聯(lián)動(dòng)道路引導(dǎo)屏、導(dǎo)航APP等系統(tǒng),及時(shí)發(fā)布交通路線、泊車誘導(dǎo)信息,實(shí)現(xiàn)交通智能疏導(dǎo)和智能停車,有效提升游客體驗(yàn)。

3.觀光車智能調(diào)度

在許多大型景區(qū)中,觀光車是實(shí)現(xiàn)景區(qū)內(nèi)客流調(diào)配的重要載體,在旅游旺季,侯乘人流過載、站點(diǎn)滯留的狀況常有發(fā)生。通過建設(shè)景區(qū)數(shù)字孿生IOC,實(shí)現(xiàn)了“感知——控制——反饋”的閉環(huán)模式,在客流過載疏散、觀光車排隊(duì)擁擠優(yōu)化等應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用,助力景區(qū)車輛高效智能運(yùn)維管理。

以景區(qū)站點(diǎn)候乘為例,數(shù)字孿生IOC能夠?qū)φ军c(diǎn)人流態(tài)勢進(jìn)行智能感知、識別,并結(jié)合專業(yè)分析算法,分析站點(diǎn)游客數(shù)量、駐留時(shí)長與未來變化趨勢,當(dāng)人流過密、或是候乘時(shí)長過久,IOC會發(fā)出預(yù)警,并自動(dòng)響應(yīng)聯(lián)動(dòng)車輛調(diào)度系統(tǒng),動(dòng)態(tài)調(diào)整運(yùn)營車輛發(fā)班密度,增加線路運(yùn)力,下達(dá)車輛調(diào)派指令,及時(shí)進(jìn)行人員疏導(dǎo),實(shí)現(xiàn)了“事件自動(dòng)感知、車輛智能調(diào)度、人員精準(zhǔn)疏導(dǎo)”。

隨著 IOT、5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI 等基礎(chǔ)技術(shù)的成熟運(yùn)用,建設(shè)“數(shù)字孿生應(yīng)用”輔助各行業(yè)提升決策效力已經(jīng)成為一種趨勢。推動(dòng)著各行業(yè)管理向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)變。

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