数字孪生交通应用介绍

数字孪生交通应用介绍

一、背景

今年 10 月 25 日，交通运输部印发了《数字交通“十四五”发展规划》。规划确定了十四五期间我国数字交通发展的总体目标、具体目标、建设任务和保障措施。是指导我国数字交通在未来五年中发展的纲领性文件。

1、发展总目标

到 2025 年,“交通设施数字感知，信息网络广泛覆盖，运输服务便捷智能，行业治理在线协同，技术应用创新活跃，网络安全保障有力”的数字交通体系深入推进，“一脑、五网、两体系”的发展格局基本建成，交通新基建取得重要进展，行业数字化、网络化、智能化水平显著提升，有力支撑交通运输行业高质量发展和交通强国建设。

2、具体目标

“交通设施数字感知，信息网络广泛覆盖，运输服务便捷智能，行业治理在线协同，技术应用创新活跃，网络安全保障有力”六个目标。

3、建设任务包括“一脑、五网、两体系”

一脑： 打造综合交通运输“数据大脑”；

五网： 构建交通新型融合基础设施网络、部署北斗、5G 等信息基础设施应用网络、建设一体衔接的数字出行网络、建设多式联运的智慧物流网络、升级现代化行业管理信息网络；

两体系： 培育数字交通创新发展体系、构建网络安全综合防范体系。

早在 2019 年 7 月，交通运输部印发了《数字交通发展规划纲要》。《纲要》提出，我国数字交通发展要以数据为关键要素，赋能交通运输及关联产业，推动模式、业态、产品、服务等联动创新，提升出行和物流服务品质，让数字红利惠及人民。要坚持世界眼光、国际标准、中国特色，以试点为重要手段，通过典型引路，逐步形成数字交通发展的中国经验和中国方案。

交通运输部和国家的数字交通发展规划为数字孪生交通发展奠定了基础。

二、数字孪生交通

数字孪生交通（也称作平行交通或虚拟交通）是将实时采集的交通数据纳入到建立的交通模型体系中，实现对交通体系的虚拟数字映射，通过大数据分析、人工智能 AI 和交通仿真技术生成交通优化方案和对方案进行评价。数字孪生交通是智慧（智能）交通的一部分。

数字交通的本质是数据闭环赋能体系，通过数据全域标识、状态精准感知、数据实时分析、模型科学决策、智能精准执行，实现交通的模拟、监控、诊断、预测和控制，解决交通规划、设计、建设、管理、服务闭环过程中的复杂性和不确定性问题，全面提高交通资源配置效率和安全运转状态，实现智慧交通的内生发展动力。

三、数字孪生交通的主要思路

数字交通的理念是在现实交通的基础上，复制一个完整的数字映射，由于数字孪生交通的模型和机制建设得如此完美，甚至于数字孪生交通得运作模控和运行机制都能与现实交通一致，因此可以用数字孪生交通预测现实交通的状态。

现实交通系统通过交通感知系统采集数据，根据统计分析和决策确定要实施的方案，对实施方案的结果进行“事后”评价。如不能达到预期目标则需要调整方案再实施。

数字孪生交通则是在数字孪生交通域中对方案进行“事前”仿真评价，达到预期目标的交付现实交通实施，如未达到目标则需要反复修改方案，直至达到预期效果。

四、数字孪生交通的应用

理论上将，现在所有智能交通系统应用平台都可以采用数字孪生技术扩展为数字孪生的交通应用平台，与传统智能交通平台所不同的是，这些数字孪生交通应该用平台更注重后台支撑的交通模型和人工智能，再辅助以增加现实 AR 技术的展现，可以为用户提供更加精细化的指导和更智能的决策。主要的数字交通应用平台包括：

(1)智能交通管理

(2)交通运行监测

(3)交通规划设计

(4)交通信息服务

(5)智能公交

(6)智能停车

(7)车路协同服务

(8)出行即服务

(9)物流服务

(10)仿真评价服务

五、小结

总之，从数字交通的角度来看，交通可分为现实物理交通和数字孪生交通。当然，从当前被热捧的概念——元宇宙的角度，世界本身就是分为现实和虚拟两部分的。利用物联网、大数据、BIM\CIM、人工智能、增强现实 AR 等数字孪生技术为现实交通建立一个数字孪生交通，将现有的智能交通平台拓展成数字孪生平台，利用交通模型和人工智能驱动虚拟交通世界，将现实交通的建设项目、改善方案在实施之前就进行事前分析和评价，是有重要意义的。