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数字孪生等前沿技术如何在智慧城市交通领域发挥自身优势?

2022-07-25 09:01:01

数字孪生等尖端技术如何解码智慧城市交通

目前,国内在交通领域的技术创新层出不穷,交通领域已成为创新技术聚集和爆发的领域。那么,数字孪生等前沿技术如何在智慧城市交通领域发挥自身优势?

许多新技术的出现为未来的交通绘制了蓝图。在未来智能交通的众多前沿应用和解决方案中,可能实现大规模自动驾驶,数字交通基础设施将不断发展。其中,虚拟仿真数字孪生、虚拟孪生等新技术将发挥重要作用。

虚拟仿真技术已广泛应用于自动驾驶领域

普通人对虚拟模拟最直接的理解是,在各种大型RPG游戏中,可以感受到各种光影效果,贴近真实自然的物理效果,以及NPC背后的AI技术。事实上,在工业、航空航天、交通运输等各个领域,虚拟仿真技术都得到了深入的应用。

丰田与麻省理工学院联合推出自动驾驶仿真平台“VISTA”;一家专门研发自动驾驶AI的日本公司,使用著名的游戏引擎UE4渲染出一个具有极其逼真效果的虚拟城市,被国家采用。被许多智能汽车测试站点使用。

虚拟仿真技术让自动驾驶汽车进入虚拟环境进行测试,不仅可以轻松搭建极端场景,还可以有效降低测试风险,提高测试效率。实际上,自动驾驶虚拟仿真平台就像一个RPG驾驶游戏,主角是按照自动驾驶算法运行的车辆。游戏技术将确保自动驾驶模拟测试的高度可重复性。场景建模、传感器建模、3D物理引擎、动画引擎等,广泛应用于自动驾驶虚拟仿真领域。

在中国自动驾驶研发初期,以游戏技术着称的腾讯积极投资虚拟仿真技术领域,开发了虚拟仿真平台。结合云计算能力,构建了基于云的虚拟城市模拟,使测试车辆能够在复杂环境中运行。测试验证。

数字孪生技术:智能交通的底层技术支撑

虚拟仿真相比,数字孪生强调物理世界中实时、全面、交互的数据采集,是与现实世界动态同步的“平行世界”。通过各种模拟、分析、数据积累、挖掘,甚至人工智能的应用,确保与真实系统的同步。

建造两辆完全相同的航天器,一辆用于发射任务,另一辆留在地球上实时反映任务期间的工作状态,以防可能发生的紧急情况。 NASA的“阿波罗计划”可以说是“双胞胎”的原型概念,但都是物理实体。

数字孪生( twin)这个概念最早出现在2003年左右在密歇根大学教授的一门产品生命周期管理课程中,现在已经成为全球科技界的热门话题。

许多全球公司和组织已经开始探索数字孪生在工业制造、医疗保健和智慧城市等各个领域的应用价值。

玛莎拉蒂跑车,通过数字孪生,在软件中设计和测试数字模型,将新车型的设计开发时间缩短30%,将跑车上市时间缩短16个月,产量增加3倍。

作为全球三大航空发动机制造商之一,GE与ANSYS合作城市智慧交通数字孪生系统,共同打造制造数字孪生技术,基于航空发动机运维流程的数字孪生应用,GE还发布了预测性维修和保养产品 - 。

数字孪生技术以真实数据为支撑,实现虚拟世界与物理世界的无缝互通。数字孪生技术以及不断发展的传感、通信、人工智能等技术,将为智能交通构建数字化基础设施,在越来越多的交通领域发挥作用。

数字孪生技术可以提高自动驾驶测试的真实性。数字孪生世界可以基于云端测试场的真实道路数据生成实时训练环境,从而可以安全地测试自动驾驶算法。例如,在长沙智能网联测试区,腾讯利用自动驾驶仿真技术对测试区的地理概况进行数字化建模,在仿真环境中实现安全高效的智能汽车实验。

数字孪生技术可用于交通控制的科学推演。通过将真实的交通信息转化为孪生世界,根据交通行为的特征和规律,判断和推断交通流量的变化,从而为交通管理预测提供科学依据。比如演唱会结束后局部地点出现大规模堵车,交管部门需要根据实际情况提前做出预测和应对。双平台上的推演是必要且高效的一步。

腾讯利用城市级3D重建技术,构建深圳南山区科技园数字孪生环境,能够准确还原现实世界中的建筑物、道路、实时交通等丰富信息,让真实- 时间交通流量大数据被映射到虚拟环境。 ,生成整个城市的大规模车道级模拟。在此基础上,可以构建实时交通流模拟,用于模拟和推导城市交通,为区域交通管理调度和优化提供支持。

数字孪生技术将助力交通建设规划。通过数字孪生的虚拟设计、组装和运行,可以模拟从轨道车辆设计制造到运营维护各个阶段的场景。可拓展从业人员的技术手段和认知领域,为轨道交通建设项目节省成本和时间,提高效率和质量,及时维护和应对运营中的突发事件。

通过数字孪生来规划、设计和构建网络也可用于公路和铁路建设。在运营过程中,使用数字孪生模型,交通运营商将能够提高性能和可靠性,例如中铁四院的 3D 数字铁路。

虚拟双胞胎:用现实演绎未来

根据中国科协的定义,虚拟孪生是在数字孪生的基础上,利用传感器、物联网、虚拟现实、人工智能等数字技术对过程进行描述和建模的过程和方法和性能。它基于数字孪生,但更侧重于智能实体或活体的建模和模拟。因此,如何实现制造物理世界与信息世界的交互与融合,是当前国内外智能制造理念和目标实践面临的核心瓶颈之一。

未来的交通是现实世界和虚拟世界的融合。通过获取现实世界中的动态实时交通数据城市智慧交通数字孪生系统,在虚拟世界中对其进行数字化建模,打通物理世界和云端的数字孪生世界,从而推导出解决现实世界交通问题。

不仅是虚拟双胞胎,还有“全现实互联网”和“元界”的概念,更是对未来虚拟与现实连接的生活的展望。物理世界和数字虚拟已经突破界限,交互进化,为人类服务。智慧交通与智慧城市,未来充满想象。

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