【孪生数字系统】高速公路数字孪生系统简介

交通运输部印发过《全国高速公路视频联网监测工作实施方案》和《全国高速公路视频云联网技术要求》，其中指出“强化交通基础设施养护，加强基础设施运行监测检测”的要求，全面建设“可视、可测、可控、可服务”的高速公路运行监测体系。基于这个政策的理解与响应，大家开展了许多高速公路数字孪生系统的研究，我们也看到，数字孪生系统最近两年从示范高速开始走向了普通高速。

我们先看看，数字孪生公路系统如何定义？

通过三维可视化技术，将前端传感器所采集的车辆、行人、环境、交通事件等内容进行孪生化处理，实现直观化、连贯化、全景化的展示，同时可以识别或预警相关车辆、环境、物体、事件等。

目前数字孪生的技术路线和展现形式包括二维孪生展示和三维孪生展示两种：

一、二维孪生展示

对现实世界中车辆及行人基于道路2D地图进行实时重建，构建数字孪生高速公路。一般的展现形式如下：

此类系统就是性价比高，可快速完成数字孪生系统建设和落地。缺点就是不够真实，有些环境、基础设施、行人等不能孪生展示。

二、三维孪生展示

目前大家默认数字孪生是基于三维建模实现的。对现实世界中车辆、机电设备等信息，基于三维模型进行实时重建，构建数字孪生高速公路。一般的展现形式如下：

数字孪生系统具有显著的作用，主要体现在以下几个方面：

1）能实现对高速公路全生命周期的精准模拟和可视化展示。可以直观呈现高速公路的设施状况、交通流状态等，帮助管理者更好地理解和把握实际情况，这是最主要的。

2）在运营管理方面，数字孪生系统有助于实时监控和预警。能够及时发现交通拥堵、设施故障等问题，并提前做出应对策略，提高运营效率和安全性，这个是依托前端传感器实现的。

3）对于交通规划和决策来说，它可以基于真实数据进行分析和模拟，为新的建设项目、改造方案等提供科学依据，降低决策风险，这个是将传统二维仿真通过三维来构建仿真。

4）在应急处置上，通过数字孪生系统能迅速了解事故发生地的周边环境和相关信息，从而更高效地制定救援和疏导方案，减少损失，二维也可以，三维更加形象。

5）它还能促进不同部门之间的协同合作。各方可以基于统一的数字孪生模型进行沟通和协调，提升工作的协同性和效率。

那么普通高速公路有没有必要开展数字孪生系统的建设？

个人建议，如果是小流量的高速公路目前没有必要开展此类系统的建设。虽然数字孪生从展示上带来震撼的效果，但是目前性价比不够。有人肯定反驳说，现在三维建模比前几年低很多了，但是建模费在投资预算里面只是一个不高的组成部分，如果要呈现孪生效果，前端的采集系统必须完善，这部分投资是巨大的，带来的也是运维费用提升。

下次我们讲讲隧道数字孪生系统的解决方案。毕竟这是最近两年比较热门的领域。