数字孪生正在加速走进产业的视野。得益于物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的发展，数字孪生的实施已逐渐成为可能。什么是数字孪生？根据工信部牵头编写的《2020数字孪生白皮书》，数字孪生是“以数字化方式创建物理实体的虚拟实体，借助历史数据、实时数据以及算法模型等，模拟、验证、预测、控制物理实体全生命周期过程的技术手段”。
简单的说，数字孪生就是利用信息技术，在计算机虚拟数字空间中重塑物理世界的真实运行状态。例如，孪生的工厂中，生产线各类设备、原料、生产流程、半成品、产成品的信息能够真实映射在孪生工厂系统里面，管理者可以在虚拟数字空间中进行例如设备诊断、化学类生产过程的模拟，以及对当前设备状态和生产工艺下结果的仿真预测等，从而防止现场故障、生产异常产生出严重后果。目前，数字孪生正在加速应用到城市管理、建筑、制造、电力、石油天然气等行业。
佳都科技早在2年前已经提出“数据智能、孪生城市”的概念，利用计算机视觉和数据科学，对城市中的人、车、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“虚拟城市”，从而为城市规划设计、城市治安防控、城市建设施工、交通拥堵治理提供全量底层数据和算法模型，形成虚实结合、孪生互动的城市发展新形态。
孪生交通
打造城市交通“CT机”，助力交警实施“手术刀”式的精准治理。前不久在某一线城市落地的“IDPS城市交通大脑”，就构建了一套与城市路面交通“全时、全域、全量”信息一一对应、相互映射的数字孪生体系。IDPS城市交通大脑通过高密度卡口和计算机视觉技术，虚拟重现全城数百万车辆每天逾千万次的出行轨迹数据(即从上一个停车位，途径哪些路口，到达下一个停车位)，并通过连接全城数以十万计的各类交通设施、路口路网、停车场以及管制、施工、事故等事件的实时状态信息，在计算机系统中重现了整个城市的真实交通运行状态，成为名副其实的“城市交通CT机”。
有了这台“CT”，交警就能实现从微观车辆的出行规律到宏观交通系统运行状态的全面认知，从而对千变万化的城市交通问题实施“手术刀”式的精准治理。例如，通过大量的历史数据回溯迭代，可以动态优化城市局部道路的潮汐车道和标志标线，从而迅速响应各种突发性的交通“涌流”；通过对拥堵道路车辆身份及其出行规律的回溯分析，可以实施“指定时间、指定道路、指定车辆类型”的精准限行措施；又如，结合全量精准数据，可以方便地评价对比各种信号灯配时方案的效果，驱动信号灯配时方案持续优化，降低城市居民整体等红灯次数……
此前在宣城，佳都科技打造的“IDPS城市交通大脑”在一年多的运行时间里，全城路网平均停车次数下降22%，平均拥堵时间下降5%，平均车速提升25.4%，平均通行时间降低约10%。宣城37条绿路，承载着全市63%出行车辆，实现了99.6%车辆通过路口不需等红灯或仅等一次红灯。
孪生地铁
软件定义地铁，数据驱动高效运营。在轨道交通场景，佳都科技打造的“华佳 Mos”(即华佳 Metro OS智慧地铁大脑)则在“复刻”地铁线网、实时采集展示各类地铁运行信息的同时，加入了远程维护和控制技术，实现数字地铁和真实地铁的“双向映射”。研发人员将地铁所有设备、系统的数据和控制命令聚合到在华佳Mos系统的数据中台、AI中台、业务中台，从而实现按应用需求“软件定义”各类设备的功能定位，打造高效的地铁运营。
基于华佳Mos系统，地铁管理人员可以凭借手中一台平板，实现复杂的多系统联动应用。例如，在每天都要例行开展的开关站的站台设备检查工作中，车站站长只需轻点系统中的“一键开关站”，就可以实现AFC、PSD、ISCS、CBN、CCTV等车站多个系统的联动开关，并自动自查运行状态，出现故障时自动预警；而在线网指挥中心，调度工作人员可以基于各车站实时客流和预测客流信息，结合车辆运力情况，在智能算法的协助下动态调整发车间隔和停靠站点，在车辆运力和乘客等候时长之间找到最优方案；对于运维工作人员而言，通过设备全量、全生命周期监测数据的回溯分析，可以灵活调整运维的强度和备件最优库存，降低整体运维成本。
在华佳Mos和智慧车站系列产品的赋能下，地铁正在成为一个大数据场景，看似平常的每个运营环节、每个运营决策，都将依托数字孪生系统中的海量数据分析实现最优。孪生地铁正在从实验室走向实战场景，助力地铁公司不断“降本增效”。
孪生城市
进入“上帝”模式，让安全隐患消失于青萍之末。在城市安全领域，佳都科技推出的“AR三维实景融合技术平台”正在掀起一场可视化管理的创新风暴—— 研发团队创新提出CIM(城市信息模型)的概念，通过城市三维空间模型的构建与动态运营数据的可视话结合，构建出一个“孪生城市”。
AR三维实景融合技术平台综合了计算机视觉技术、地理测绘技术、激光雷达遥感技术、视频融合拼接技术、BIM技术、三维GIS技术等多种技术，融合数据场景、地图场景与视频场景，在泛在感知的基础上实现城市场景的“数据叠加”“虚实融合”和“增强现实”。例如，在传统视频监控中，管理者需要通过切换多个屏幕寻找摄像头拍摄的特定场景信息，而运用AR三维实景融合技术则可直接在三维模型中点击想看的场景，迅速定位到指定位置的实时监控情况；又如，在抓捕犯罪嫌疑人的过程中，警方可以通过AR眼镜链接云端的监控系统，实时定位犯人的位置和各队友的相对位置，从而极大提高围捕的效率和安全性。
除了安全防控，城市规划、交通优化、市政设施管理(供水、排水、燃气、城市轨道交通)城市应急仿真等各类城市治理均可通过AR三维实景融合技术平台，达到效果验证、成效体验等能力实现，为科学决策和精准治理奠定基础，避免规划冲突、资源分配不均衡和城市发展不充分现象。
可以预见，数字孪生作为一项新兴概念，正在不断从实验室走向现实、从映射走向操控、从粗粝走向细腻、从小场景走向广阔的产业和城市治理空间。在未来的城市规划建设运营中，数字孪生会发挥极大效益，佳都科技也正在致力于运用数字孪生技术，创建愿景中的城市未来。
