當(dāng)前，以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)為代表的數(shù)字浪潮席卷全球，物理世界和與之對應(yīng)的數(shù)字世界正形成兩大體系平行發(fā)展、相互作用。數(shù)字世界為了服務(wù)物理世界而存在，物理世界因?yàn)閿?shù)字世界變得高效有序。在這種背景下，數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，從制造業(yè)逐步延伸拓展至城市空間，深刻影響著城市規(guī)劃、建設(shè)、管理、發(fā)展。

2020年4月10日，國家發(fā)改委和中央網(wǎng)信辦聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)“上云用數(shù)賦智”行動培育新經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)施方案》，將數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等7項(xiàng)技術(shù)，視作數(shù)字化轉(zhuǎn)型的“共性技術(shù)”和“關(guān)鍵技術(shù)”，并專辟章節(jié)談“開展數(shù)字孿生創(chuàng)新計(jì)劃”，要求“引導(dǎo)各方參與提出數(shù)字孿生的解決方案”，也預(yù)示著數(shù)字孿生技術(shù)已上升為國家科技戰(zhàn)略。

四創(chuàng)科技聯(lián)合51WORLD共同打造基于數(shù)字孿生技術(shù)的智慧應(yīng)急解決方案，并在全國多個(gè)地區(qū)，推進(jìn)應(yīng)急管理相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)智能化升級建設(shè)，通過創(chuàng)新驅(qū)動實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生技術(shù)與本地區(qū)應(yīng)急管理工作實(shí)際深度融合，探索經(jīng)驗(yàn)、總結(jié)提煉，形成一批管用實(shí)用的先進(jìn)智能化應(yīng)用模式。基于數(shù)字孿生技術(shù)的智慧應(yīng)急解決方案主要包含城市數(shù)字孿生底板、平時(shí)風(fēng)險(xiǎn)防控和戰(zhàn)時(shí)應(yīng)急指揮三大方面。

一、城市數(shù)字孿生底板

城市數(shù)字孿生底板是數(shù)字孿生仿真引擎的基礎(chǔ)，通過生成大范圍的全要素場景底板，進(jìn)行物理流域、交通路網(wǎng)、園區(qū)企業(yè)、生命線工程的全要素?cái)?shù)字化映射。全要素場景生成集合了多源數(shù)據(jù)，包括DEM數(shù)據(jù)、DOM數(shù)據(jù)、傾斜攝影數(shù)據(jù)、BIM模型數(shù)據(jù)、測繪數(shù)據(jù)等。通過自動生成、手動生成、自動輕量化、人工精修等過程，可以打造不同精度等級的場景底板

二、平時(shí)風(fēng)險(xiǎn)防控

• 監(jiān)測感知可視化

基于數(shù)字孿生平臺接入雨量站點(diǎn)、水位站點(diǎn)、內(nèi)澇站點(diǎn)、視頻監(jiān)控站點(diǎn)、風(fēng)情站點(diǎn)、墑情站點(diǎn)、移動單兵、無人機(jī)等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。另外，可實(shí)現(xiàn)天氣變換 、晝夜日照、光影效果、材質(zhì)還原等實(shí)時(shí)渲染功能，達(dá)到真正意義上的將現(xiàn)實(shí)世界孿生仿真到虛擬世界，并且為模擬仿真和業(yè)務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)通路。

• 安全監(jiān)管可視化

在工業(yè)企業(yè)、重點(diǎn)園區(qū)的監(jiān)測感知、安全生產(chǎn)管理方面，可實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備全生命周期、生產(chǎn)工藝全流程的數(shù)字化、可視化、透明化，提升企業(yè)、園區(qū)安全生產(chǎn)管理能力。

• 流域水系可視化

基于數(shù)字孿生平臺展示水系河網(wǎng)的分布情況，并且能夠以光束的方式展示河流流向。選擇具體的流域，可以通過三維的方式展示，展示流域水系的立體空間分布情況，并關(guān)聯(lián)流域的詳細(xì)信息。

• 隱患巡查可視化

基于數(shù)字孿生平臺展示人員巡查軌跡，結(jié)合巡查人員移動端實(shí)時(shí)上報(bào)的汛前巡查情況（包括隱患位置、隱患類型、隱患內(nèi)容、現(xiàn)場圖片或音視頻數(shù)據(jù)），輔助決策人員及時(shí)了解現(xiàn)場情況，分析重要工程當(dāng)前隱患信息。

• 應(yīng)急資源可視化

基于數(shù)字孿生平臺疊加展示危險(xiǎn)源、防護(hù)目標(biāo)、避難場所、物資倉庫、搶險(xiǎn)隊(duì)伍、裝備、責(zé)任人、行業(yè)專家等相關(guān)信息，并可通過結(jié)合具體災(zāi)害場景進(jìn)行方案推演，為做好應(yīng)急資源儲備、提前預(yù)置提供科學(xué)的規(guī)劃、調(diào)配方案提供輔助支撐。

三、戰(zhàn)時(shí)應(yīng)急指揮

• 災(zāi)害現(xiàn)場可視化（視頻融合）

利用全景三維視頻融合技術(shù)，可以將現(xiàn)有攝像頭的實(shí)時(shí)畫面投射到數(shù)字孿生平臺的場景當(dāng)中，并可將相鄰的畫面進(jìn)行拼接融合，可以更好的從不同角度查看視頻，對全局大場景進(jìn)行監(jiān)控，為指揮作戰(zhàn)提供輔助支撐。

• 洪水風(fēng)險(xiǎn)可視化

基于數(shù)字孿生平臺，通過動態(tài)的方式展示不同頻率洪水的淹沒范圍、淹沒水深、淹沒歷史以及水流流速、流向等信息；并關(guān)聯(lián)區(qū)域內(nèi)的社會經(jīng)濟(jì)、人口、水利工程、避災(zāi)點(diǎn)、避險(xiǎn)轉(zhuǎn)移路線等信息。同時(shí)，提供搶險(xiǎn)預(yù)案的推演功能，為應(yīng)急預(yù)案的優(yōu)化調(diào)整提供依據(jù)。

• 內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)可視化

基于數(shù)字孿生平臺，結(jié)合轄區(qū)里內(nèi)澇點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測信息和歷史內(nèi)澇信息，模擬重點(diǎn)內(nèi)澇區(qū)域淹沒風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果。

• 指揮調(diào)度可視化

基于當(dāng)前災(zāi)險(xiǎn)情或者歷史災(zāi)害，能夠快速定位并搜索事發(fā)地點(diǎn)周邊范圍（如1/3/5/10公里）內(nèi)的應(yīng)急搶險(xiǎn)物資、救援隊(duì)伍、避災(zāi)場所等，生成調(diào)度方案，并根據(jù)方案實(shí)現(xiàn)隊(duì)伍進(jìn)場、物資進(jìn)場、人員撤離、無人機(jī)飛行到災(zāi)情現(xiàn)場等（發(fā)送災(zāi)情現(xiàn)場視頻）動畫效果。

項(xiàng)目案例

一、珠海市斗門區(qū)智能政府平臺

斗門智能政府平臺的建設(shè)利用了數(shù)字孿生技術(shù)，構(gòu)建社會治理、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、城市運(yùn)營、基礎(chǔ)設(shè)施、生態(tài)環(huán)境、鄉(xiāng)村振興、民生應(yīng)用、政務(wù)服務(wù)、疫情防控等九大專題領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙，實(shí)現(xiàn)的多門類指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對、融合加工，形成主題，并且與數(shù)字孿生3D地圖融合交互，將物理世界的內(nèi)容映射到現(xiàn)實(shí)世界中，形成“一張圖治理，一張圖聯(lián)動”。

二、余姚市防汛防臺應(yīng)急指揮系統(tǒng)

余姚市防汛防臺應(yīng)急指揮系統(tǒng)是基于數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等技術(shù)建設(shè)，主要功能包括數(shù)字孿生駕駛艙、風(fēng)險(xiǎn)隱患綜合管理、在線巡查、預(yù)案結(jié)構(gòu)化管理、模擬演練、監(jiān)測預(yù)警、預(yù)測預(yù)報(bào)、研判分析、遠(yuǎn)程會商、數(shù)字案例庫、風(fēng)險(xiǎn)管控、預(yù)警發(fā)布、災(zāi)情統(tǒng)計(jì)、災(zāi)后重建。

文章視頻、圖片來源：四創(chuàng)科技、51WORLD