撰文 | 泰伯網(wǎng) 宋瀟旸

編輯 | 鹿野

2021年2月，《國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》印發(fā)；當(dāng)年8月，《關(guān)于科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)加快建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)的意見(jiàn)》正式印發(fā)；12月，交通運(yùn)輸部公布我國(guó)數(shù)字交通“十四五”規(guī)劃......

逐漸完善的頂層設(shè)計(jì)以及不斷進(jìn)步的科技手段為交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)注入了全新推動(dòng)力，數(shù)字化在其中的作用日益凸顯。

數(shù)字孿生概念與交通領(lǐng)域需求深度契合。借助更加實(shí)時(shí)、可計(jì)算的數(shù)字孿生，有望實(shí)現(xiàn)對(duì)交通環(huán)境的精準(zhǔn)感知、實(shí)時(shí)反饋和高效計(jì)算，進(jìn)而破解人、車、路協(xié)同難，信息不對(duì)稱，需求不確定等困擾交通領(lǐng)域多年的難題。

是否能夠借助實(shí)時(shí)孿生等技術(shù)工具，真正以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)智慧交通，正在成為區(qū)分?jǐn)?shù)字交通建設(shè)上、下半場(chǎng)的分割線。與此同時(shí)，實(shí)時(shí)孿生技術(shù)也正在向智慧城市、能源等應(yīng)用領(lǐng)域延伸。

實(shí)時(shí)孿生解決交通痼疾

“智慧交通是要提升城市道路交通的整體通行能力，尋找全局最優(yōu)解?！?/p>

中國(guó)工程院院士郭仁忠此前接受泰伯網(wǎng)采訪時(shí)表示，過(guò)去一段時(shí)間，圍繞城市路面交通的研究總體上是從局部入手的點(diǎn)上突破，難以從根本上、全局性解決交通問(wèn)題?！皬募夹g(shù)角度出發(fā)，以數(shù)字孿生城市建設(shè)為背景，基于全面感知的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，有可能掌握整個(gè)城市的交通需求，計(jì)算城市交通網(wǎng)絡(luò)承載能力?！?/p>

從全球市場(chǎng)來(lái)看，數(shù)字孿生這一誕生了數(shù)十年的技術(shù)已經(jīng)再度迎來(lái)春天。伴隨數(shù)字孿生與DICT(數(shù)字、信息、通訊技術(shù))領(lǐng)域的加速融合，數(shù)字孿生逐漸發(fā)展為一種基礎(chǔ)性、普適性的技術(shù)體系。

疊加產(chǎn)業(yè)數(shù)字化浪潮，數(shù)字孿生已經(jīng)進(jìn)入爆發(fā)前期。據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年，數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用將為城市規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)節(jié)省成本達(dá)到2800億美元。市場(chǎng)規(guī)模方面，2020年全球數(shù)字孿生市場(chǎng)規(guī)模為31億美元，預(yù)計(jì)全球數(shù)字孿生市場(chǎng)將以58%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，到2026年將達(dá)到482億美元。

一方需求明確，一方技術(shù)逐漸完善，交通與數(shù)字孿生本應(yīng)“一拍即合”。但是，數(shù)字孿生卻并未能在交通領(lǐng)域“扎根”，其原因在于過(guò)去數(shù)年交通市場(chǎng)對(duì)數(shù)字孿生的誤解——往往將數(shù)字孿生與可視化展示劃上等號(hào)。

“事實(shí)上，可視化只是數(shù)字孿生中一個(gè)小的子項(xiàng)?！?/p>

騰訊智慧交通副總裁施雪松向泰伯網(wǎng)表示：“真正的數(shù)字孿生一定要更逼真、更鮮活、更容易被理解、更容易去表達(dá)和運(yùn)行物理世界，才能有針對(duì)性的處理工業(yè)和交通場(chǎng)景中的特殊需求。這也是騰訊提出實(shí)時(shí)孿生概念的根本出發(fā)點(diǎn)?！?/p>

在騰訊看來(lái)，數(shù)字孿生技術(shù)是智慧交通的底層技術(shù)支撐。真正的數(shù)字孿生應(yīng)具備“實(shí)時(shí)”的特點(diǎn)，即實(shí)時(shí)數(shù)字孿生，不受物理空間和信息空間的限制，實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)世界的投射、假設(shè)、模擬以及預(yù)判。

業(yè)界有專家指出，數(shù)字孿生實(shí)施路徑分為“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)數(shù)據(jù)分析發(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)，并給出管理建議；“能優(yōu)”指找到各種解決方案中的最優(yōu)解。

是否從“能看”跨越到“能診、能管、能優(yōu)”，將是決定數(shù)字孿生應(yīng)用深度的關(guān)鍵。

全息路口實(shí)時(shí)孿生

為此，騰訊整合在云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI、仿真、游戲技術(shù)等方面的優(yōu)勢(shì)和能力，推出真正具備“實(shí)時(shí)”“可計(jì)算”特性的實(shí)時(shí)孿生平臺(tái)，打造了面向高速公路、自動(dòng)駕駛、城市交通、港口等領(lǐng)域的數(shù)字孿生行業(yè)解決方案，助力交通智慧化、低碳化發(fā)展。

全要素感知實(shí)現(xiàn)可計(jì)算時(shí)空

對(duì)于交通這一典型的時(shí)空?qǐng)鼍岸?，在虛擬空間重現(xiàn)可計(jì)算的真實(shí)三維空間以及與現(xiàn)實(shí)世界相匹配的時(shí)間流動(dòng)，是數(shù)字孿生下沉應(yīng)用的基礎(chǔ)。

正如騰訊交通平臺(tái)部總經(jīng)理、自動(dòng)駕駛總經(jīng)理蘇奎峰所言：“數(shù)字孿生需要實(shí)時(shí)感知，形成動(dòng)、靜結(jié)合，可計(jì)算的三維空間，才能做到真正的萬(wàn)物互聯(lián)?！?/p>

在靜態(tài)場(chǎng)景中，騰訊整合高精地圖、城市地圖以及城市重點(diǎn)片區(qū)、樞紐的CIM、BIM、CAD等數(shù)據(jù)，綜合運(yùn)用衛(wèi)星圖像、無(wú)人機(jī)采集及高精地圖采集車、點(diǎn)云、視頻影像等多維建圖技術(shù)，疊加自動(dòng)化三維模型生成能力，快速構(gòu)建語(yǔ)義化、可計(jì)算的三維空間，其數(shù)據(jù)精細(xì)程度可根據(jù)需求調(diào)整。

同時(shí)，騰訊通過(guò)路側(cè)感知設(shè)備、智能網(wǎng)聯(lián)終端、自動(dòng)駕駛車輛、位置大數(shù)據(jù)等實(shí)現(xiàn)全要素、全時(shí)空精準(zhǔn)感知能力，將交通數(shù)據(jù)、車、人等具備時(shí)空屬性的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)部署至可計(jì)算的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)及三維空間中。

值得注意的是，騰訊實(shí)時(shí)孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在保護(hù)隱私前提下的數(shù)據(jù)快速提取。在對(duì)車、人等個(gè)體信息精準(zhǔn)識(shí)別時(shí)，可自動(dòng)保留車型、速度等狀態(tài)信息，對(duì)車牌、人臉等個(gè)性化信息不做提取。

為了實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)”目標(biāo)，騰訊一方面利用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)，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，實(shí)現(xiàn)整個(gè)孿生系統(tǒng)的低延時(shí)通信；一方面為云端數(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。目前，騰訊實(shí)時(shí)孿生端到端過(guò)程可縮短至百毫秒級(jí)別。

在此基礎(chǔ)上，騰訊進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了交通流的可計(jì)算、可優(yōu)化，讓實(shí)時(shí)孿生突破了從“能看”到“能用”的壁障。

云是實(shí)時(shí)孿生的重要基礎(chǔ)設(shè)施，為其提供強(qiáng)大的計(jì)算資源，實(shí)現(xiàn)更多數(shù)據(jù)的融合、并行加速和實(shí)時(shí)處理，讓未來(lái)單體化、個(gè)性化的孿生具備可能；數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)孿生，則能夠更好地跨越過(guò)去基于機(jī)理模型生成孿生世界的難點(diǎn)，通過(guò)數(shù)據(jù)積累實(shí)現(xiàn)孿生世界。

游戲技術(shù)也是騰訊的重要能力之一，為實(shí)時(shí)孿生提供了強(qiáng)大的實(shí)時(shí)渲染能力，同時(shí)，騰訊積累的AI能力及大數(shù)據(jù)生成能力，也為實(shí)時(shí)孿生的構(gòu)建以及智能決策提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

蘇奎峰表示：“數(shù)字孿生實(shí)時(shí)可計(jì)算的核心，體現(xiàn)在建模分析和決策控制兩個(gè)維度?！?/p>

基于機(jī)理模型、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型，數(shù)字孿生能夠進(jìn)行計(jì)算分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)仿真計(jì)算和自動(dòng)化動(dòng)態(tài)優(yōu)化，輔助決策管控。同時(shí)，利用高保真云渲染能力和智能終端觸達(dá)能力，能夠幫助用戶實(shí)現(xiàn)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)。

在“實(shí)時(shí)”與“可計(jì)算”的加持下，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)。

大霧天道路數(shù)字孿生

施雪松以高速場(chǎng)景為例進(jìn)一步解釋：“實(shí)時(shí)孿生可以基于毫米波雷達(dá)等硬件對(duì)車道環(huán)境及車流、車輛信息進(jìn)行全天候監(jiān)測(cè)和計(jì)算，一旦遭遇大霧等特殊情況，監(jiān)管者就可以通過(guò)車機(jī)、App、公眾號(hào)等方式，將‘上帝視角’圖像推送給車主，讓車主能夠通過(guò)實(shí)時(shí)孿生提供的引導(dǎo)信息安全避險(xiǎn)，大大降低出現(xiàn)群死群傷的概率?！?br/>

他感慨：“這看似是一個(gè)小的應(yīng)用場(chǎng)景，但拯救的卻是鮮活的生命。”

是重塑但非打破重來(lái)

毫無(wú)疑問(wèn)，實(shí)時(shí)孿生平臺(tái)是騰訊的一場(chǎng)全面技術(shù)革新。但對(duì)于客戶和合作伙伴而言，騰訊希望能夠以低代碼、輕量化的開(kāi)放平臺(tái)，幫助政企以平穩(wěn)的姿態(tài)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

施雪松表示：“騰訊不是為了孿生而做數(shù)字孿生，數(shù)字孿生只是政府、企業(yè)數(shù)字化底座建設(shè)中的最基礎(chǔ)的部分。我們認(rèn)為，最好的數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，而不是完全推倒重來(lái)?！?/p>

傳統(tǒng)IT信息化的轉(zhuǎn)型模式，往往將轉(zhuǎn)型作為“最終”目標(biāo)，投入大、周期長(zhǎng)、見(jiàn)效慢、變更運(yùn)維難、對(duì)組織流程推倒重來(lái)的模式，使得政府、企業(yè)升級(jí)變得“傷筋動(dòng)骨”，難以持續(xù)。但在騰訊看來(lái)，數(shù)字化底座的上線交付應(yīng)該具備自動(dòng)優(yōu)化和生長(zhǎng)能力，是產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的開(kāi)始而非終結(jié)。

施雪松表示：“所有數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和投入都應(yīng)該可以滾動(dòng)使用、敏捷迭代，而不是建一個(gè)新的平臺(tái)或系統(tǒng)，就要將舊的革命掉。騰訊技術(shù)能夠兼容已有的組織流程及傳感器等硬件設(shè)備，并盡可能使設(shè)備自動(dòng)升級(jí)迭代。”

因此，騰訊在交通領(lǐng)域延續(xù)了其“數(shù)字化助手”的定位，選擇了一條“利舊”的路線，即結(jié)合監(jiān)管部門(mén)或企業(yè)本身數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需求和投資計(jì)劃，給出更高效的數(shù)字化解決方案。

數(shù)字孿生交通仿真

騰訊提供實(shí)時(shí)孿生的開(kāi)放平臺(tái)以及多用戶的協(xié)作平臺(tái)，支持手機(jī)、PC、大屏等多端云渲染?；谠啤D、大數(shù)據(jù)、AI和5G核心能力，騰訊將孿生的基礎(chǔ)能力開(kāi)放給更多用戶，開(kāi)放平臺(tái)為開(kāi)發(fā)者提供所見(jiàn)即所得的配套開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，工具中調(diào)試好的業(yè)務(wù)API可以直接粘貼代碼，以低代碼的“拖拽”模式輕松實(shí)現(xiàn)行業(yè)開(kāi)發(fā)。

開(kāi)放平臺(tái)提供29類共100多項(xiàng)交互功能，目前已經(jīng)在多個(gè)項(xiàng)目中與公司內(nèi)多個(gè)部門(mén)以及外部生態(tài)伙伴的產(chǎn)研合作，開(kāi)發(fā)上線系統(tǒng)。功能經(jīng)過(guò)多個(gè)項(xiàng)目磨合完善，具備被集成大量交付能力。

聯(lián)合合作伙伴，騰訊實(shí)時(shí)孿生在自動(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)景中得到應(yīng)用。

其中，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)已與多家頭部車企、國(guó)家智能網(wǎng)聯(lián)汽車（長(zhǎng)沙）測(cè)試區(qū)、國(guó)家汽車質(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流量、車道開(kāi)放數(shù)量、排隊(duì)情況、過(guò)車種類、收費(fèi)金額等全局信息，從而輔助管理者進(jìn)行人員和車道的合理配置，助力收費(fèi)站運(yùn)營(yíng)降本增效。

從場(chǎng)景重現(xiàn)、實(shí)時(shí)映射到可分析、可計(jì)算，可干預(yù)、改造和升級(jí)真實(shí)世界，數(shù)字孿生仍需要在多領(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)，也面臨著溝通協(xié)調(diào)難度大、標(biāo)準(zhǔn)制體系不完善等客觀困難。

目前，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織正在初步構(gòu)建數(shù)字孿生術(shù)語(yǔ)體系，面向城市和工業(yè)等行業(yè)的數(shù)字孿生已有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)，騰訊也牽頭編制了國(guó)際電信聯(lián)盟（簡(jiǎn)稱“ITU”）首個(gè)國(guó)際智能交通系統(tǒng)數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)“智能交通系統(tǒng)數(shù)字孿生需求和能力框架”（Requirements and capability framework of digital twin for intelligent transport system）。

作為原生的數(shù)字化企業(yè)，騰訊正在扮演好“連接者”的角色，在生態(tài)建設(shè)方面持續(xù)發(fā)力。而實(shí)時(shí)孿生這一開(kāi)放平臺(tái)，正在成為騰訊深耕交通領(lǐng)域、賦能產(chǎn)業(yè)數(shù)字化升級(jí)的新支點(diǎn)。