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　　【智慧城市网 企业关注】近年来，我国高度重视数字经济的发展，产业数字化升级战略正在推进中，引导数字经济与实体经济深度融合，促进经济高质量发展。数字孪生作为新一代高新技术，结合人工智能、5G、区块链等前沿技术与各产业不断融合深化，有力推动各行业数字化转型的发展，实现智能互联网时代的升级与变革。
 

　　数字孪生是什么？
 

　　数字孪生是一种以数字化方式创建物理实体的虚拟实体，充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。主要通过对物理世界的人、物、事件等所有要素数字化，在网络空间再造一个与之对应的“虚拟世界”，形成物理维度上的实体世界和信息维度上的数字世界同生共存、虚实交融的格局。物理世界的动态，通过传感器精准、实时地反馈到数字世界。数字化、网络化能实现由实入虚的目的，网络化、智能化可实现由虚入实的目标，通过虚实互动，持续迭代，实现物理世界的最佳有序运行。
 

　　数字孪生如何工作？
 

　　数字孪生能够在数字空间中模拟真实世界的原始模型。孪生的构造使其可以接收来自传感器的输入数据，这些传感器从现实世界的对应物收集数据。这使孪生模型实时模拟物理对象，由此来实现对现实环境性能和潜在问题的洞察。孪生也可以基于其物理对应物的原型进行设计，在这种情况下，孪生可以在产品改进时提供反馈；在构建任何物理版本之前，孪生甚至可以作为原型本身。
 

　　数字孪生可以是复杂或简单的，用于构建和更新其的数据量将决定模拟物理对象的精确程度。以汽车数字孪生为例，只需要输入几个变量就可以计算里程。
 

　　数字孪生架构的五个层面
 

　　(1)感知
        为了实时感知物理实体及其运行环境，需要传感技术、监测技术的支撑。例如，为了建立面向风电、光伏出力预测和故障诊断的数字孪生，需要获得电站周边气象数据以及设备温度、声音、振动等数据。
 

　　(2)数据
        通过监测和传感获得的数据，需要利用先进的通信技术传输到数据平台或数据库中进行存储、处理和建模。
 

　　(3)建模
        建模方法包括机理建模方法和数据驱动建模方法。一般将机理建模方法和数据驱动方法相结合，具有一定优势。
 

　 　(4)可视化
        数字孪生需要很直观的可视化效果，三维展示、地理信息系统(GIS)、AR/VR等都是很重要的可视化技术。

        (5)应用
         数字孪生应用的领域很多，智慧城市、精准医疗、智能制造、智慧能源是最重要的应用领域。

 

　　数字孪生应用案例
 

　　数字孪生应用领域很多。如民生安全，智慧社区网格管理。数字孪生结合公安、交通、消防、医疗市政等多部门实时数据，实现管辖区域内“⼈ 、车、地、事、建筑”的全⾯监控，辅助公安部门综合掌控大范围城市治安态势。形成统一高效、互联互通、协同共享的智慧监管体系。重点⼈员监控，独居老人关怀，楼宇安全事件，人员聚集预警，城市综合治理。
 

　　数字孪生通过采集污染源数据、水环境质量数据、空⽓环境质量数据、噪声数据等环境信息，实时监控感知及时分析与处理，并做出相应的处理结果辅助决策建议，以更加高效智能的方式辅助各环保部门进⾏管理和运维， 提升河长制效率，打造绿色城市。
 

　　结语:尽管,当前数字孪生与平行系统的研究非常火热，可是相关关键技术的发展仍不成熟，同时，缺乏基础数字化模型、结构化数据、实时虚实交互接口等导致其行业典型应用不足，还需要学术界和产业界共同努力，推动其进一步研究。