数字孪生在智慧交通领域的应用

2019年交通运输部印发《数字交通发展规划纲要》，提出建设数字化的采集体系，网络化的传输体系和智能化的应用体系，囊括了数据采集、数据治理、数据传输以及数据应用；《交通强国建设纲要》中，也提及到了数字化、网络化、智能化的内容。在政策支持和多方的引导下，数字化的升级改造深入整个交通行业，数字孪生相关技术的应用愈发繁多，交通发展迈入数字交通新阶段。车路协同、自动驾驶、智慧高速等智能交通领域掀起了数字孪生应用热潮，衍生出行业发展新趋势。

数字孪生使用数据来模拟实际环境中物理实体的行为，通过虚拟现实互动反馈、数据融合分析和决策迭代优化为物理实体添加或扩展了新功能。数字孪生技术连接了物理世界和信息世界，通过“虚实融合，以虚控实”的系统实现，有助于提高交通基础设施的精准感知、精确分析、精细管理和精心服务能力。

数字孪生在交通中的应用

随着数字孪生的发展，互联网科技企业的不断深入，数字孪生逐渐深入到交通行业的各个细分领域，项目建设规划、城市交通、高速公路、车路协同、自动驾驶等等。

1、城市交通，在数字孪生的数字空间中，可以利用收集得来的数据进行模型建设，按照相应的需求进行仿真模拟，自动计算城市道路路网密度、干线网密度、人均道路面积等内容，对路网的情况做出分析评价的同时自动优化解决方案，得到最优效果，从而提高道路通行效能。交通路口是城市交通事故发生的集中地，汇集了多样的交通参与者和城市交通问题。因此，交通路口是交通感知设备布置最多的场景之一。

也正因如此，交通路口作为当下交通行业玩家的主要战略进攻地，互联网科技巨头先后发布智慧路口、全息路口、全息路网等相关解决方案和系统架构，试图将数字孪生的部分应用率先实现，为更加依赖数字孪生技术的车路协同、自动驾驶等应用场景的进一步发展奠定基础。感知硬件厂商也先后推出新型产品和解决方案，试图抢占数字孪生带动扩张下的市场份额和市场话语权。相关部门则通过建设数字空间方面的交通数据中心、交通大脑等等，统筹规划，力争实现对城市交通的全域管控。

2、智慧高速，这是数字孪生建设和应用的热点之一，当前高速公路的智慧化建设主要集中在几个方面：

(1)高速公路的出入口，不停车收费、不停车治超检测等等；

(2)高速公路的行车通行和道路情况的改善，解决雨雾环境、道路病害等问题；

(3)高速公路隧道、桥梁等场景下的常见难题。

其中，全天候通行系统就是当前智慧高速基于数字孪生技术建设的重点应用之一。部分企业利用数字孪生技术，建设全天候通行系统。通过车路两端布设的传感器，将车辆、道路的数据信息进行实时收集并经过数字孪生技术处理后，结合车道级的高精地图将最终的效果实时呈现在车端OBU显示屏上，辅助驾驶人员了解车辆行驶的道路情况和周边过车情况，从而保证车辆在雨雾天气的正常通行。除此之外，车辆行驶过的道路信息还将同步上传至数字孪生可视化平台，帮助交通管理人员对道路通行环境做出预警判断。

3、车路协同、自动驾驶，是数字孪生技术发展和应用的形象体现。通过数字孪生技术将感知设备采集得来的交通数据结合高精度地图，并构建自动驾驶数字孪生模型，将真实世界1：1还原到数字孪生中的数字场景，并还原物理世界的运行规律，满足智能驾驶场景下人工智能算法的训练需求，从而提升训练的效率和安全度。