2020年，國家發(fā)改委印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)“上云用數(shù)賦智”行動，培育新經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)施方案》明確提出，要圍繞解決企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型所面臨的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施、通用軟件和應(yīng)用場景等難題，支持?jǐn)?shù)字孿生等數(shù)字化轉(zhuǎn)型共性技術(shù)。2021年3月，“探索建設(shè)數(shù)字孿生城市”首次被納入“十四五”規(guī)劃，為數(shù)字孿生城市建設(shè)提供了國家戰(zhàn)略指引……一系列政策文件接連推出，都在證明數(shù)字孿生正在成為新基建、新經(jīng)濟(jì)、數(shù)字中國等國家發(fā)展戰(zhàn)略中的關(guān)鍵技術(shù)。
實(shí)際上，數(shù)字孿生并非全新的技術(shù)概念，從最早被應(yīng)用到太空航天等領(lǐng)域，到隨后幾十年的發(fā)展過程中，數(shù)字孿生的理念和技術(shù)形態(tài)都經(jīng)歷了很多輪的演變，包括從現(xiàn)實(shí)場景重現(xiàn)，到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)映射，再到預(yù)測推演計(jì)算乃至對現(xiàn)實(shí)世界的干預(yù)控制等多個階段。
隨著數(shù)字孿生技術(shù)的逐漸成熟，交通、制造、能源、金融、醫(yī)療等領(lǐng)域在不斷拓展應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)，提高工作效率，改善管理水平，并不斷對數(shù)字孿生提出更多的需求。實(shí)時(shí)數(shù)字孿生技術(shù)由此應(yīng)運(yùn)而生。
實(shí)時(shí)數(shù)字孿生閉環(huán)：數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)、模型是核心、服務(wù)是重點(diǎn)
基于數(shù)字孿生各演進(jìn)階段的關(guān)鍵技術(shù)，騰訊融入了自身對于數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的理解，提出了“實(shí)時(shí)數(shù)字孿生”的理念，并將其作為數(shù)字孿生在智慧交通、智慧城市、智慧能源等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)落地的突破口。
騰訊交通平臺部、自動駕駛總經(jīng)理蘇奎峰指出，實(shí)時(shí)數(shù)字孿生以5G和先進(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，融合騰訊的感知、計(jì)算、仿真推演和反饋觸達(dá)能力，并通過通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建一個可計(jì)算的數(shù)字化空間，在這個可計(jì)算的空間里面，我們可以對物理空間進(jìn)行描述、診斷、預(yù)測、決策，最終實(shí)現(xiàn)閉環(huán)的控制，虛擬世界能夠干預(yù)或者控制物理世界，助力實(shí)現(xiàn)物理世界的數(shù)字化治理。
為了構(gòu)建實(shí)時(shí)可計(jì)算的數(shù)字孿生體，騰訊整合了在云計(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)勢和能力，包括云渲染，以及基于虛實(shí)融合、預(yù)測推演等技術(shù)實(shí)現(xiàn)的虛擬仿真等，以此打造全感知、全連接、全場景、全智能的數(shù)字孿生產(chǎn)品，助力智慧產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
騰訊實(shí)時(shí)數(shù)字孿生核心技術(shù)支撐
騰訊智慧交通副總裁施雪松介紹，整個騰訊實(shí)時(shí)數(shù)字孿生體系所需的核心技術(shù)，全部都由騰訊自研，項(xiàng)目的研發(fā)與建設(shè)得到了集團(tuán)的全面支持。聚焦感知、分析、計(jì)算和AI深度學(xué)習(xí)等領(lǐng)域的核心技術(shù)，騰訊打造了實(shí)時(shí)數(shù)字孿生平臺。平臺通過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)動模型進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真計(jì)算和自動化動態(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)備自動控制，形成服務(wù)閉環(huán)。
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)算技術(shù)打造了橫縱向“雙引擎”，通過激發(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)同步等過程加速，助力實(shí)現(xiàn)對高并發(fā)場景下海量數(shù)據(jù)的“實(shí)時(shí)”計(jì)算，延時(shí)僅為100毫秒，相當(dāng)于人類的眨眼時(shí)間。
實(shí)時(shí)數(shù)字孿生技術(shù)在智慧交通、自動駕駛研發(fā)測試、智慧城市、智慧能源等領(lǐng)域已經(jīng)展開產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，同時(shí)，也將在沉浸式會議、體育訓(xùn)練輔助、娛樂、文旅、購物等領(lǐng)域?yàn)閭€人提供更具科技感的體驗(yàn)。目前，騰訊正面向各行業(yè)提供實(shí)時(shí)數(shù)字孿生開放平臺，與更多合作伙伴、開發(fā)者共同構(gòu)建豐富的應(yīng)用生態(tài)，拓展技術(shù)落地應(yīng)用場景。
蘇奎峰表示：“騰訊不光著力于數(shù)字孿生的產(chǎn)業(yè)落地，我們在標(biāo)準(zhǔn)體系上也做了很多推動工作，尤其是在國際標(biāo)準(zhǔn)組織ITU牽頭了國際首個智能交通系統(tǒng)數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)。目前我們正在梳理騰訊實(shí)時(shí)數(shù)字孿生的標(biāo)準(zhǔn)體系，并在國際和國內(nèi)都逐步建立完善這樣的標(biāo)準(zhǔn)體系，推動標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)同時(shí)發(fā)展、落地。”
實(shí)時(shí)數(shù)字孿生及OS系統(tǒng)，成為產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型基礎(chǔ)設(shè)施
施雪松指出，實(shí)時(shí)數(shù)字孿生將作為未來核心技術(shù)之一，加上物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中臺、OS、智能網(wǎng)聯(lián)等，構(gòu)成一個完整的數(shù)字化底座，支撐起各領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級，而實(shí)時(shí)數(shù)字孿生的根本目的就是能夠更逼真、更鮮活、更容易被理解、更容易表示和運(yùn)行物理世界。
當(dāng)前，騰訊智慧交通正深度助力國家“雙智”建設(shè)，推動“智慧的車”、“智慧的路”構(gòu)建起“智慧城市”。騰訊參與的智慧高速、智能網(wǎng)聯(lián)先導(dǎo)區(qū)的道路設(shè)備商，新增了一雙雙“智慧之眼”：高性能毫米波雷達(dá)、高清攝像頭……道路上實(shí)時(shí)的天氣、車流及環(huán)境信息，都通過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綄?shí)時(shí)數(shù)字孿生平臺上，經(jīng)過系統(tǒng)在上帝視角精準(zhǔn)運(yùn)算、推演，路上來來往往的車主通過小程序或者app，即可接收到系統(tǒng)發(fā)出的交通調(diào)度服務(wù)信息，以及時(shí)躲避擁堵，避免事故。在提升安全通行能力的同時(shí)，實(shí)時(shí)數(shù)字孿生采用的雷達(dá)感知技術(shù)，具備高可靠性、維護(hù)成本低，同時(shí)只需對動態(tài)交通流信息進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)了對個體數(shù)據(jù)信息的有效保護(hù)。
大霧天氣高速公路實(shí)時(shí)數(shù)字孿生
針對國省干道的路口和工業(yè)園區(qū)等場景，騰訊智慧交通推出了安全型產(chǎn)品——“哨兵”，基于實(shí)時(shí)感知的交通流信息，在云端生成孿生場景，用于安全巡查、預(yù)警和應(yīng)急的推演，可靈活部署，以網(wǎng)頁等形式輕松登錄應(yīng)用。
全息路口實(shí)時(shí)數(shù)字孿生
不僅是道路的數(shù)字化升級，面向軌道交通、民航、港口甚至更廣泛的工業(yè)領(lǐng)域，施雪松談到，“如今，產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化必須建立在一個全新的數(shù)字化底座上面，實(shí)時(shí)數(shù)字孿生的能力將在這個底座上面發(fā)揮作用，再結(jié)合騰訊面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的OS系統(tǒng)，企業(yè)才能夠把它真正的底層能力和已經(jīng)建成的若干IT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一的納管起來，實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)設(shè)備和數(shù)據(jù)納入管理之后，我們才可以很好地構(gòu)建一個孿生系統(tǒng)出來。孿生系統(tǒng)構(gòu)建出來以后，我們就可以通過更好的開發(fā)工具來提供低代碼的業(yè)務(wù)編排能力，低代碼的策略引擎，便于企業(yè)更容易的更低成本的調(diào)整和優(yōu)化業(yè)務(wù)流程。”
基于騰訊與廣州地鐵聯(lián)合構(gòu)建的穗騰OS，廣州地鐵新建了一個防洪抗汛的模塊，過去可能需要投幾千萬、花六個月以上的時(shí)間，如今數(shù)字化底座上只需要花兩周就可以實(shí)現(xiàn)全面的部署。實(shí)時(shí)數(shù)字孿生和OS系統(tǒng)將為產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化帶來根本性的改變。
在生態(tài)環(huán)境治理方面，騰訊在北京市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心發(fā)起的“場地土壤污染成因與治理技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)中，運(yùn)用實(shí)時(shí)數(shù)字孿生技術(shù)將現(xiàn)實(shí)中的生態(tài)環(huán)境治理全程映射在數(shù)字孿生世界，以實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境決策的科學(xué)化、精準(zhǔn)化、高效化。在智能生產(chǎn)和制造領(lǐng)域，騰訊能源數(shù)字孿生可以快速構(gòu)建3D可視化模型，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程高逼真、沉浸式的能源管控，同時(shí)可以對監(jiān)控圖像進(jìn)行智能分析，自動識別設(shè)備缺陷和環(huán)境異常，全面提升能源企業(yè)生產(chǎn)效率和安全水平。
實(shí)時(shí)數(shù)字孿生作為一項(xiàng)“虛實(shí)結(jié)合”的數(shù)字化轉(zhuǎn)型基座技術(shù)，未來必將在智慧城市、智慧交通、智慧工業(yè)、環(huán)境、能源、民生等各個領(lǐng)域迎來價(jià)值爆發(fā)。實(shí)時(shí)數(shù)字孿生技術(shù)如果作為一種工具逐步被推廣開，城市和企業(yè)的管理者，可以用比過去先進(jìn)得多的、可推演、可預(yù)測的技術(shù)來進(jìn)行模式的改變和創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)效率的提升。正如施雪松總結(jié)，現(xiàn)實(shí)世界的管理工具，因?qū)崟r(shí)數(shù)字孿生而將得到根本性的改變。
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