當(dāng)現(xiàn)實(shí)世界的效率和體驗(yàn)達(dá)到一個(gè)閾值，人們便開(kāi)始在虛擬世界里尋找新的引擎。無(wú)論是《瞬息全宇宙》、《頭號(hào)玩家》等影片中天馬行空的想象，還是近年來(lái)興起的元宇宙等概念，都讓人們對(duì)虛實(shí)結(jié)合的未來(lái)世界充滿了向往。

然而，每一個(gè)新興概念的出現(xiàn)，總會(huì)伴隨著人聲鼎沸的圍觀，以及循環(huán)往復(fù)的試錯(cuò)。在風(fēng)口奇缺的當(dāng)下，數(shù)字孿生、元宇宙這兩股熱潮如何在工業(yè)與交通等場(chǎng)景中普及推廣，將人類(lèi)對(duì)未來(lái)世界的美好構(gòu)想映進(jìn)現(xiàn)實(shí)呢?

建立虛實(shí)雙向反饋的通路

如果說(shuō)元宇宙是我們對(duì)未來(lái)數(shù)字生活、社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)空間的暢想，那么數(shù)字孿生技術(shù)是人類(lèi)加速產(chǎn)業(yè)數(shù)字化升級(jí)、解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題、改善現(xiàn)實(shí)世界的有利工具。

“數(shù)字孿生”是一種數(shù)字化理念和技術(shù)手段，它以數(shù)據(jù)與模型的集成融合為基礎(chǔ)，通過(guò)在數(shù)字空間實(shí)時(shí)構(gòu)建物理對(duì)象的精準(zhǔn)數(shù)字化映射，基于數(shù)據(jù)整合與分析來(lái)模擬、驗(yàn)證、預(yù)測(cè)、控制物理實(shí)體全生命周期過(guò)程，最終形成智能決策的優(yōu)化閉環(huán)。

不同于元宇宙在虛擬世界中“創(chuàng)世”，數(shù)字孿生更加強(qiáng)調(diào)在現(xiàn)實(shí)和虛擬世界間建立雙向反饋的通路，通過(guò)構(gòu)建正向反饋的閉環(huán)，持續(xù)改善現(xiàn)實(shí)世界中的產(chǎn)品性能和運(yùn)行效率。隨著云計(jì)算、AI、IoT等技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字孿生正在從構(gòu)想變成現(xiàn)實(shí)。

探索早已開(kāi)始，需求正在打開(kāi)

數(shù)字孿生技術(shù)最早于1969年被NASA應(yīng)用于阿波羅計(jì)劃中，NASA構(gòu)建了航天飛行器的孿生體來(lái)模擬其在軌工作狀態(tài)。20世紀(jì)90年代，我國(guó)著名科學(xué)家錢(qián)學(xué)森提出了非常接近數(shù)字孿生的“靈境”概念，認(rèn)為其發(fā)展?jié)摿�巨大。直�?003年，“數(shù)字孿生”才被密歇根大學(xué)教授邁克爾·格里夫斯正式提出，并逐步開(kāi)始在軍事、工業(yè)等領(lǐng)域落地。

而伴隨著近年來(lái)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈全面開(kāi)啟數(shù)字化轉(zhuǎn)型，亟需依托新一代信息技術(shù)打造全新的發(fā)展引擎，數(shù)字孿生開(kāi)始加速與DICT(數(shù)字、信息、通訊技術(shù))領(lǐng)域融合，逐漸發(fā)展為一種基礎(chǔ)性、普適性的技術(shù)體系，其在工業(yè)、交通、建筑、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景也日益清晰。

從應(yīng)用演進(jìn)層面看，數(shù)字孿生大致要經(jīng)歷四個(gè)發(fā)展階段，各階段均呈現(xiàn)出跨技術(shù)領(lǐng)域、跨系統(tǒng)集成、跨行業(yè)融合的特點(diǎn)。

在第一階段，數(shù)字孿生主要被應(yīng)用于場(chǎng)景重現(xiàn)，具備展示與描述功能。該階段數(shù)字孿生技術(shù)可以基于BIM、GIS、CAD、衛(wèi)星影像、點(diǎn)云、視頻影像等數(shù)據(jù)源，利用解算、推理、識(shí)別等手段，形成三維場(chǎng)景的描述信息和孿生三維場(chǎng)景。第一階段主要實(shí)現(xiàn)由物理世界向?qū)\生世界形成的靜態(tài)場(chǎng)景映射，完成映射后，數(shù)字孿生世界就具備了可視化的能力。

第二階段的數(shù)字孿生需要具備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)映射能力，即通過(guò)IoT和感知設(shè)備獲取設(shè)備實(shí)施運(yùn)行狀態(tài)信息，如：車(chē)的移動(dòng)、人的行走、燈的亮滅、閘機(jī)的開(kāi)合等。完成該階段后，數(shù)字孿生世界便具備了雙向交互的能力，成為一個(gè)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的鮮活世界。

在第三階段，數(shù)字孿生需要具備可分析和可計(jì)算能力，可以通過(guò)模擬真實(shí)世界的運(yùn)行規(guī)則實(shí)現(xiàn)對(duì)未來(lái)的預(yù)測(cè)推演計(jì)算，或通過(guò)統(tǒng)計(jì)真實(shí)世界的運(yùn)行數(shù)據(jù)，來(lái)獲取有價(jià)值的分析結(jié)果。完成該階段后，數(shù)字孿生世界便具備了一體化掌控過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)的能力，可以為人們提供科學(xué)的決策支持依據(jù)。

而為了構(gòu)建完整的應(yīng)用閉環(huán)，數(shù)字孿生需要進(jìn)入第四階段，擁有干預(yù)、改造和提升的能力，能夠?qū)⒎桨赴l(fā)送到設(shè)備上聯(lián)動(dòng)真實(shí)世界發(fā)生改變，同時(shí)能夠?qū)⑼ㄖ�、預(yù)警發(fā)送到終端上，讓人的行為發(fā)生改變。此時(shí)的數(shù)字孿生世界便具備了完整的閉環(huán)，且擁有了動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)驗(yàn)證、循環(huán)迭代提升的能力，實(shí)現(xiàn)了真實(shí)世界和數(shù)字孿生世界的合二為一，讓人們可以借助數(shù)字孿生世界的力量，打造一個(gè)更好的物理世界。

然而，想要完成上述四個(gè)階段并非易事，需要在多領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用研發(fā)、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、綜合服務(wù)能力提升等方面持續(xù)攻關(guān)，這對(duì)于業(yè)內(nèi)很多平臺(tái)來(lái)說(shuō)都是不小的挑戰(zhàn)。此外，數(shù)字孿生在很多行業(yè)中的應(yīng)用尚處于起步階段，產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)不完善，各廠商的模型、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)不互通，極大限制了產(chǎn)業(yè)的協(xié)同效率。而且技術(shù)落地的過(guò)程中還會(huì)涉及管理者、社會(huì)機(jī)構(gòu)、企業(yè)等多個(gè)利益方，溝通協(xié)調(diào)的難度很大。在這些因素的影響下，數(shù)字孿生的產(chǎn)業(yè)價(jià)值始終沒(méi)有被徹底激活。

產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值要看“四個(gè)能”

交通業(yè)便是一個(gè)陷入數(shù)字孿生“落地困境”的典型行業(yè)，雖然行業(yè)目前已經(jīng)利用數(shù)字孿生技術(shù)進(jìn)行了一定的基礎(chǔ)設(shè)施和業(yè)務(wù)系統(tǒng)升級(jí)，但由于實(shí)時(shí)孿生等領(lǐng)域始終沒(méi)有突破技術(shù)瓶頸，導(dǎo)致自動(dòng)駕駛、車(chē)路協(xié)同等場(chǎng)景難以實(shí)現(xiàn)規(guī)�；�落地。

業(yè)內(nèi)權(quán)威專(zhuān)家指出，數(shù)字孿生實(shí)施路徑應(yīng)該分“能看、能診、能管、能優(yōu)”四步走。其中，“能看”指復(fù)現(xiàn)物理世界中系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程，“能診”指通過(guò)建模發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，“能管”指運(yùn)用仿真手段推演系統(tǒng)可能的變化態(tài)勢(shì)，“能優(yōu)”指找到各種解決方案中的最優(yōu)解。目前，我國(guó)雄安智慧城市規(guī)劃、國(guó)家體育場(chǎng)數(shù)字化改造、黃河等重要流域的智慧水利等工程中，數(shù)字孿生的應(yīng)用皆大致遵循上述路徑。

實(shí)際上，這些項(xiàng)目實(shí)踐與交通問(wèn)題的治理存在很大共性。

循著“四個(gè)能”的產(chǎn)業(yè)“頂層設(shè)計(jì)”思路，我們可以從技術(shù)和價(jià)值層面建立關(guān)聯(lián)來(lái)產(chǎn)生新的發(fā)現(xiàn)：其一，數(shù)字孿生的落地以感知、分析、計(jì)算、AI深度學(xué)習(xí)等技術(shù)為核心支撐，想要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)孿生需要進(jìn)行全鏈路的技術(shù)突破。其二，實(shí)現(xiàn)自?xún)?yōu)化，同時(shí)能主動(dòng)向物理空間傳遞最優(yōu)指令是數(shù)字孿生在產(chǎn)業(yè)中落地的“終極形態(tài)”，其核心仍是一種“以人為中心”的服務(wù)。

不難發(fā)現(xiàn)，業(yè)界的數(shù)字孿生建設(shè)思路與騰訊智慧交通不謀而合。

首先，騰訊在打造實(shí)時(shí)孿生平臺(tái)時(shí)便重點(diǎn)關(guān)注了感知、分析、計(jì)算和AI深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域的核心技術(shù)創(chuàng)新，先通過(guò)高精度三維重建精準(zhǔn)還原現(xiàn)實(shí)世界，打造三維可計(jì)算空間，再基于機(jī)理模型、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真計(jì)算和自動(dòng)化動(dòng)態(tài)優(yōu)化，同時(shí)利用高保真云渲染能力和智能終端觸達(dá)能力，幫助用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、系統(tǒng)交互操作和設(shè)備自動(dòng)控制，形成服務(wù)閉環(huán)。

騰訊智慧交通實(shí)時(shí)孿生系統(tǒng)

在構(gòu)建上述閉環(huán)的基礎(chǔ)上，騰訊還運(yùn)用通信和計(jì)算領(lǐng)域技術(shù)打造了橫縱向“雙引擎”，通過(guò)激發(fā)各環(huán)節(jié)的效率極限以實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)”孿生。其中，縱向引擎為物理空間中的傳感設(shè)備向仿真空間傳輸數(shù)據(jù)的過(guò)程加速，核心是利用5G云化核心網(wǎng)、4G/5G混合應(yīng)用以及C-V2X等先進(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)孿生系統(tǒng)的低延時(shí)通信。橫向引擎為云端數(shù)據(jù)流式計(jì)算、分布式計(jì)算和數(shù)據(jù)同步等過(guò)程加速，助力實(shí)現(xiàn)對(duì)高并發(fā)場(chǎng)景下海量數(shù)據(jù)的“實(shí)時(shí)”計(jì)算。

基于全鏈路的能力升級(jí)，實(shí)時(shí)孿生平臺(tái)同時(shí)為交通管理者和駕駛?cè)藛T開(kāi)啟了“上帝視角”，前者可以更全面地掌握交通信息，將交通管理從被動(dòng)響應(yīng)變成主動(dòng)管控，后者則能輕松獲取道路基礎(chǔ)設(shè)施靜態(tài)信息及運(yùn)營(yíng)動(dòng)態(tài)信息，享受安全便捷出行體驗(yàn)。

開(kāi)啟上帝視角，掌握交通信息

從技術(shù)融合到可持續(xù)價(jià)值激活

國(guó)內(nèi)交通領(lǐng)域?qū)＜艺J(rèn)為，當(dāng)下沒(méi)有任何一個(gè)行業(yè)可以像交通行業(yè)一樣，串聯(lián)起騰訊在數(shù)據(jù)采集、游戲、地圖等全領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，騰訊需要做好跑“馬拉松”的準(zhǔn)備。

的確，多領(lǐng)域技術(shù)融合讓騰訊實(shí)時(shí)孿生平臺(tái)擁有了強(qiáng)大的生命力，但“孿生”本身不是目的而是手段，突破技術(shù)瓶頸之后，騰訊的下一步棋該如何走?

近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程飛速發(fā)展，個(gè)人汽車(chē)保有量逐年增加，城市交通擁堵、道路事故和大氣污染等問(wèn)題日益凸顯。對(duì)此，騰訊智慧交通依托其在云、圖、大數(shù)據(jù)、AI和5G等領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，打造包括一大系統(tǒng)(交通OS)、兩大優(yōu)勢(shì)(實(shí)時(shí)孿生和C端觸達(dá))、三大能力(時(shí)空計(jì)算、數(shù)字底座與融合感知)的“123能力圈”，助力交通行業(yè)智慧升級(jí)。

騰訊地圖+衛(wèi)星圖數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成城市級(jí)場(chǎng)景

其中，交通OS是數(shù)字交通基礎(chǔ)設(shè)施和行業(yè)應(yīng)用生態(tài)的連接器，向上助力行業(yè)應(yīng)用的低門(mén)檻開(kāi)發(fā)，向下連通交通基礎(chǔ)設(shè)施和系統(tǒng)，為政府部門(mén)、傳統(tǒng)企業(yè)等轉(zhuǎn)型提供“數(shù)字底座”。而實(shí)時(shí)數(shù)字孿生作為交通OS的重要引擎之一，將有力強(qiáng)化騰訊智慧交通的解決方案輸出能力，從而帶動(dòng)整條產(chǎn)業(yè)鏈的效率和效益提升。

與眾多行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑相同，數(shù)字孿生相關(guān)的服務(wù)產(chǎn)業(yè)也必定趨向平臺(tái)化、生態(tài)化。騰訊智慧交通副總裁施雪松表示，騰訊作為原生的數(shù)字化企業(yè)，不僅在技術(shù)層、運(yùn)營(yíng)層具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)，更是將數(shù)字化與業(yè)務(wù)開(kāi)展進(jìn)行了深度綁定，將數(shù)據(jù)融入企業(yè)經(jīng)營(yíng)，這讓我們更具經(jīng)驗(yàn)和實(shí)力幫助傳統(tǒng)企業(yè)敏捷地完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型。未來(lái)，騰訊將以“數(shù)字化助手”的角色聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈力量打造生態(tài)，持續(xù)為行業(yè)提供應(yīng)用級(jí)基礎(chǔ)設(shè)施，推動(dòng)多方的溝通和資源整合，從而最大限度提升產(chǎn)業(yè)協(xié)同效能，激活行業(yè)的可持續(xù)性?xún)r(jià)值。

路測(cè)全天候感知與實(shí)時(shí)數(shù)字孿生

目前，騰訊聯(lián)合行業(yè)伙伴在數(shù)字孿生領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用正在向自動(dòng)駕駛、智慧高速、港口、機(jī)場(chǎng)、城市管理、智能網(wǎng)聯(lián)先導(dǎo)區(qū)、碳中和環(huán)境治理等場(chǎng)景加速滲透，一系列具有代表性、開(kāi)創(chuàng)性的項(xiàng)目案例也脫穎而出。

例如，騰訊打造的自動(dòng)駕駛數(shù)字孿生測(cè)試平臺(tái)TAD Sim是業(yè)內(nèi)首個(gè)由游戲技術(shù)和真實(shí)數(shù)據(jù)雙擎驅(qū)動(dòng)的虛擬仿真平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)高真實(shí)度、高精準(zhǔn)度的三維場(chǎng)景仿真。目前平臺(tái)已與國(guó)家智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)(長(zhǎng)沙)測(cè)試區(qū)、國(guó)家汽車(chē)質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心(湖北)、公安部交通管理科學(xué)研究所、深圳坪山智能網(wǎng)聯(lián)測(cè)試示范平臺(tái)等檢測(cè)機(jī)構(gòu)達(dá)成合作，共同展開(kāi)對(duì)智慧高速、開(kāi)放城市道路等場(chǎng)景的交通實(shí)時(shí)數(shù)字孿生探索和建設(shè)。

騰訊自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試平臺(tái)TAD Sim自帶場(chǎng)景元素真值，無(wú)需標(biāo)注自動(dòng)生成各種天氣、路況，保證覆蓋度

騰訊與江蘇交控聯(lián)合打造的數(shù)字孿生一體化平臺(tái)，全面實(shí)現(xiàn)了物理場(chǎng)站、通行車(chē)輛、設(shè)施設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)字孿生。通過(guò)對(duì)收費(fèi)站過(guò)往收費(fèi)數(shù)據(jù)的分析，平臺(tái)可以對(duì)未來(lái)幾天收費(fèi)車(chē)道的高峰時(shí)段進(jìn)行預(yù)測(cè)，運(yùn)用孿生效果展示高峰車(chē)流量、車(chē)道開(kāi)放數(shù)量、排隊(duì)情況、過(guò)車(chē)種類(lèi)、收費(fèi)金額等全局信息，從而輔助管理者進(jìn)行人員和車(chē)道的合理配置，助力收費(fèi)站運(yùn)營(yíng)降本增效。

從人“可看”到系統(tǒng)和機(jī)器的“可計(jì)算”，騰訊在數(shù)字孿生領(lǐng)域搶先實(shí)現(xiàn)技術(shù)突圍，而通過(guò)為行業(yè)客戶打造智慧交通、智慧城市等解決方案，騰訊全面助力智慧應(yīng)用在“剛需”場(chǎng)景中的落地，讓數(shù)字孿生的潛在價(jià)值得以充分挖掘。

未來(lái)，伴隨騰訊在生態(tài)建設(shè)方面繼續(xù)發(fā)力，數(shù)字孿生的價(jià)值將被進(jìn)一步釋放，這在推進(jìn)智慧交通產(chǎn)業(yè)逐漸走向繁榮的同時(shí)，也將全面提升人的出行效率與體驗(yàn)。實(shí)時(shí)孿生以“數(shù)字之鑰”打開(kāi)“物理枷鎖”，正在開(kāi)啟便捷、高效、安全的智慧交通未來(lái)。

(新媒體責(zé)編：pl0902)