數(shù)字孿生監(jiān)控：智慧交通三維可視化運維平臺

城市交通作為城市與區(qū)域交通體系的核心，其完善程度和發(fā)展水平是評價城市現(xiàn)代化水準的關(guān)鍵指標之一。

城市交通數(shù)字孿生技術(shù)正在成為城市交通管理的關(guān)鍵工具，支持系統(tǒng)的高效運行和安全保障。隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的進步，城市交通數(shù)字孿生應(yīng)用逐步成熟。圖撲軟件專注于 Web 2D&3D 可視化，針對軌道交通等行業(yè)需求，打造了一系列數(shù)字孿生場景，為鐵路、公路、隧道和橋梁等相關(guān)行業(yè)提供了高效、直觀的可視化解決方案。

鐵路可視化

機車整備場

機車整備場是鐵路運輸系統(tǒng)中的重要組成部分，它承擔著機車的維修、保養(yǎng)和整備工作，對保障鐵路運輸?shù)倪\維和安全起著至關(guān)重要的作用。本案例實現(xiàn)了對機車入庫-檢查-出庫作業(yè)流程的可視化展示。

動態(tài)檢測棚

HT 通過虛擬仿真建模將作業(yè)流程生動呈現(xiàn)，使用戶可以在虛擬環(huán)境中進行數(shù)據(jù)監(jiān)視和培訓(xùn)學(xué)習(xí)。動態(tài)檢測棚是機車整備場中重要的作業(yè)設(shè)施，用于對機車的動態(tài)監(jiān)測和調(diào)試。

洗車機

通過圖撲數(shù)字孿生技術(shù)對洗車機進行三維仿真、測試、細節(jié)優(yōu)化，發(fā)揮其清洗效果的穩(wěn)定性，提高其作業(yè)效率，同時，遠程監(jiān)管也能對洗車過程中人員作業(yè)安全，提供必要安全預(yù)警。

上砂卸污棚

HT 將實際設(shè)備與虛擬模型結(jié)合，以現(xiàn)場數(shù)據(jù)情況為驅(qū)動，實時獲取作業(yè)過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對整個上砂卸污棚作業(yè)過程的模擬和監(jiān)控。

作業(yè)流程圖

支持動態(tài)展示機車整備一次標準化作業(yè)流程，包括機車入庫、外部清晰、機車監(jiān)檢測、上砂作業(yè)、吸污作業(yè)、機車保潔等，流程示意一目了然。

高鐵站

圖撲獨創(chuàng)的國風(fēng)高鐵站可視化案例，通過古風(fēng)建模風(fēng)格來展現(xiàn)，使整個項目效果更加新穎，在具有觀賞性的同時，凸顯出三維高鐵站主題和藝術(shù)風(fēng)格，展示了 HT 三維引擎的渲染能力。

候車廳

本場景展示高鐵站候車區(qū)內(nèi)景，包括主結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵設(shè)備以及實時告警、列車準點率、客流、進站人數(shù)等數(shù)據(jù)，助于結(jié)合 2D、3D 監(jiān)控運營動態(tài)。

站臺

切換到列車站臺功能，3D 視角聚焦在站臺位置，數(shù)據(jù)看板主要展示了停車信息、設(shè)備告警、線路滿載率圖、安檢設(shè)備統(tǒng)計等監(jiān)控數(shù)據(jù)。

地鐵可視化

地鐵線網(wǎng)

地鐵線網(wǎng)可視化對城市公共交通系統(tǒng)的規(guī)劃、運營、以及乘客的使用都具有重要意義。有效的線網(wǎng)可視化可以改善乘客體驗，提高運營效率，加強城市地鐵運營系統(tǒng)的功能性和美觀性。

地鐵站

HT 地鐵站三維智能巡站場景，將站廳內(nèi)的人體測溫、炸探、液探、X 光機、閘機、電梯等關(guān)鍵設(shè)備運行信息逐一輪訓(xùn)展現(xiàn)，集成安防、環(huán)境、門禁等監(jiān)控系統(tǒng)，接入后臺實時數(shù)據(jù)，通過 3D 視圖感知設(shè)備與資產(chǎn)的信息屬性，如點擊設(shè)備模型，查詢單個設(shè)備的故障、位置、狀態(tài)等數(shù)據(jù)信息。

巡站模式還支持對車內(nèi)環(huán)境的監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測、報警系統(tǒng)等設(shè)備進行動態(tài)監(jiān)測。當識別到煙感探測器、攝像頭、屏蔽門或人員行為等異常告警事件時，系統(tǒng)立即對預(yù)警位置啟動定位診斷，并告知相關(guān)人員采取如客流疏散、消防聯(lián)動、應(yīng)急調(diào)度等指揮調(diào)控。

除了固定路線的智能巡站模式，地鐵站場景還支持自由巡檢模式，在第一人稱視角時，通過鍵盤 WSAD 鍵可控制前后左右行走，配合鼠標的拖拽轉(zhuǎn)動視角，在巡檢過程中，遇到設(shè)備可點擊交互，彈出監(jiān)控視頻或設(shè)備運行信息窗口，以虛擬仿真的形式進行地鐵日常運營工作。

橋梁可視化

施工工藝

斜拉橋（又稱斜張橋），作為現(xiàn)代橋梁工程的關(guān)鍵類型，憑借高強度材料和精密技術(shù)，廣泛應(yīng)用于全球，特別是在新基建計劃中扮演著城市交通的重要角色。它不僅跨越了寬闊的自然障礙，還在城市發(fā)展、交通改善和科技進步方面作出了貢獻。

圖撲軟件基于 HT for Web 產(chǎn)品，精確展現(xiàn)斜拉橋建設(shè)規(guī)劃與構(gòu)造過程，其建造動畫適用于仿真教學(xué)、展示工藝、數(shù)據(jù)監(jiān)控等多種應(yīng)用場景。

HT 并非局限于傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計風(fēng)格，濃濃的中國風(fēng)山水畫卷元素也可以發(fā)揮得淋漓盡致。本案例以架橋機假設(shè)橋梁的工程為例，將嚴肅枯燥的工程施工步驟，以藝術(shù)形式體現(xiàn)。

在科技迅速發(fā)展的大背景下，數(shù)字技術(shù)在與傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施融合創(chuàng)新中，伴隨著新需求的不斷迭代，正在形成新的技術(shù)架構(gòu)體系，建立一個數(shù)字孿生的世界，實現(xiàn)從 3D GIS 可視化、漫游和三維空間分析到 BIM 施工管理、施工動態(tài)模擬和施工進度總覽的全過程信息化管理，傳統(tǒng)橋梁工程迎來了深刻變革。

港珠澳大橋

港珠澳大橋的開通，為香港、澳門、珠三角地區(qū)的經(jīng)濟加速騰飛帶來助力，拉動了三地經(jīng)濟社會融合發(fā)展。

HT 搭建起一套水墨風(fēng)的 3D 港珠澳大橋-大灣區(qū)管理可視化系統(tǒng)。多緯度直觀展現(xiàn)大橋結(jié)構(gòu)、效益、地理環(huán)境等信息，圍繞經(jīng)濟效益、施工結(jié)構(gòu)等業(yè)務(wù)，提供了完善的監(jiān)測管理方案。

安全管理

概覽數(shù)據(jù)主要包括橋梁撓度、應(yīng)力、偏位趨勢、位移趨勢、溫濕度的監(jiān)測，通過多角度、針對性的幾種參數(shù)，實時直觀地告知用戶橋梁運作是否安全。

環(huán)境管理

建立三維水流、風(fēng)勢數(shù)學(xué)模型，模擬大灣區(qū)水流、風(fēng)勢運動的三維特征。從而預(yù)測潮流動力較強的大潮期，并為進一步研究極端天氣條件下大灣區(qū)臺風(fēng)浪過程提供基礎(chǔ)。

圖紙管理

港珠澳大橋珠?？诎豆こ虒儆诔笮徒煌屑~建筑，鋼結(jié)構(gòu)造型獨特，建筑功能復(fù)雜。對大橋設(shè)計結(jié)果進行可視化展示，可查看大橋局部結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙，使管理人員更方便直觀的理解設(shè)計方案。

隧道可視化

案例以廈門萬石山隧道為原型，融合了地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）數(shù)據(jù)，在 GIS 底圖上進行模型疊加、場景搭建，將隧道渲染成醒目的流光效果，展示出隧道線網(wǎng)布局。輔以左右兩側(cè)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)看板，為隧道管理人員提供直觀的日常監(jiān)控畫面。

隧道設(shè)備管理

點擊三維圖標可下鉆至隧道口精細化建模場景，所見即所得地查看隧道實際的樣貌，左側(cè)操作面板支持切換不同的設(shè)備類型，如緊急電話、風(fēng)機、廣播、攝像頭、ETC 門架、車道指示器等，如遇告警事件時，會以醒目的顏色或動態(tài)突出展示出報警信息，通知用戶及時進行處置。

隧道的設(shè)備操作管理還支持頂視平面圖模式查看，對于長距離的隧道，能進行扁平化展示。系統(tǒng)支持前端遠程操作控制設(shè)備運行和停止，支持結(jié)合隧道段以及設(shè)備的篩選，對設(shè)備進行精準查詢控制，使設(shè)備故障處理以及故障設(shè)備定位更加便利。

高速可視化

智慧公路系統(tǒng)將先進的數(shù)據(jù)通信技術(shù)，傳感器技術(shù)、人工智能等新興技術(shù)有效地綜合運用于交通運輸，服務(wù)控制和車輛管理，加強車輛，道路、運維三者之間的聯(lián)系，從而保障安全，提高效率，改善環(huán)境，節(jié)約能源。連接起城市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)的智慧數(shù)字化全面發(fā)展，打造智慧城市、數(shù)字鄉(xiāng)村新格局。

HT 基于 GIS 技術(shù)，在矢量地圖上疊加出高速公路線網(wǎng)科技感效果。隨著初始動畫的展示，沈海高速廈門至泉州路段的全貌映入眼簾。

高速設(shè)備管理

在地圖中展示了主要的點位信息，如收費站、服務(wù)區(qū)、隧道、ETC門架、機房，點擊點位坐標后，即可下鉆至3D實景。

收費站

收費站是公路系統(tǒng)功能發(fā)揮的重要組成部分，公路收費站機電設(shè)備是保障公路正常運行的關(guān)鍵。結(jié)合 HT 豐富的 2D 數(shù)據(jù)看板樣式，將欄桿機、車牌識別、車道監(jiān)控、車道控制器、天線、費顯、車道指示燈、情報板等設(shè)備的數(shù)據(jù)以彈窗形式展示在設(shè)備模型上，提升了系統(tǒng)數(shù)字孿生水平。

服務(wù)區(qū)

通過 HT 數(shù)字孿生技術(shù)將服務(wù)區(qū)、服務(wù)區(qū)內(nèi)建筑、周邊環(huán)境設(shè)施進行高度還原，整合服務(wù)區(qū)現(xiàn)有信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源，展示了服務(wù)區(qū)信息、水電能耗統(tǒng)計、環(huán)境監(jiān)測、車流量趨勢、車輛統(tǒng)計等數(shù)據(jù)。

隧道

將設(shè)備告警信息、故障信息等數(shù)據(jù)進行整合，對隧道內(nèi)的車道攝像頭、指示燈、情報板、風(fēng)機、亮度儀、氣體檢測儀、風(fēng)速風(fēng)向檢測、火焰探測器等設(shè)備進行數(shù)字化監(jiān)管。

ETC 門架

將 ETC 門架進行了完整的三維場景構(gòu)建，能夠管理門架以及門架上所有的設(shè)備對象。支持通過數(shù)據(jù)配置，生成不同的監(jiān)控場景。

機房

機房建設(shè)環(huán)境會對設(shè)備運行產(chǎn)生影響，關(guān)系到運行的安全性、穩(wěn)定性，因此必須加強環(huán)境和安防管理，涉及溫度、濕度、照明、門禁、通風(fēng)等要素。接入設(shè)備數(shù)據(jù)并通過 2D 面板實時顯示設(shè)備如列頭柜、空調(diào)、UPS、消防氣瓶、監(jiān)控等數(shù)量與運行情況、以及能耗統(tǒng)計、UPS、設(shè)備運維記錄等信息。

城市交通數(shù)字孿生為城市交通系統(tǒng)的高效管理和可持續(xù)發(fā)展提供了強有力的技術(shù)支撐，使其成為未來智能交通系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分。

Hightopo 基于全域三維可視空間，整合多源業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，打破系統(tǒng)間的信息壁壘，形成數(shù)字孿生平臺，讓鐵路、地鐵、橋梁、隧道、高速等軌道交通領(lǐng)域的可視化界面具備多維感知能力，能夠?qū)崿F(xiàn)彼此間的信息互聯(lián)互通，為軌道交通安全和日常運行提供管理依據(jù)，賦能全業(yè)務(wù)數(shù)字化升級。

審核編輯 黃宇