杨浦大桥、黄浦江、机场……它们在数字孪生中提升城市治理效能

2022世界人工智能大会已圆满闭幕，会场内外，许多“元宇宙”应用场景早已融入上海人的生活日常。杨浦大桥、黄浦江核心段、港口、机场、工地……这些目之所及的地方，已经在数字孪生的“虚实结合”中提升着城市的精细治理效能。

在9月4日下午举行的通·未来 上海交通数字孪生治理分享会上，上海市交通委透露，将持续拓展数字孪生应用的深度和广度、全面融入城市运行“一网统管”体系，至2025年底实现建成全路域多业态融合的城市重大交通基础设施群数字孪生目标。

杨浦大桥数字孪生1.0。本文图片 受访者供图

路网转型，从智慧服务到孪生赋能

作为跨越黄浦江的交通主干道，从1993年服役至今的杨浦大桥其实是数字化转型的“新兵”。杨浦大桥数字孪生1.0已经上线使用半年，成效明显。桥梁病害处置率从90%提高到100%、大桥危化品车辆违禁基本消失，超限车辆通行次数已快速下降到每月10次以内。

提效的背后，仰仗的是杨浦大桥数字孪生1.0中，“观、管、防”三大领域的9项应用。

依托安装的各种感知神经元，杨浦大桥也如同一个生命体，对各类设施病害实现了“智能巡查、自动派单、及时处置、智能确认”的闭环管理，做到“即坏即修”，确保设施始终处于良好的运行状态。

通过边缘计算单元秒级发现危化品车辆违规上桥事件，全程监测跟踪，2秒内将违禁车辆车牌号、闯入时间和照片等数据，推送给“云路中心”危险货物道路运输数字化监管系统，实时启动非现场执法、企业考核及信用管理等相关处置流程。

除了继续完善杨浦大桥的数字孪生系统在实战中的应用，上海还将在“十四五”期间构建城市重大交通基础设施群数字孪生标准体系，建设城市重大交通基础设施群数字孪生软件平台，并建成“高速公路网”、“快速路网”、“干线公路网”三网集群的全路域多业态融合的城市重大交通基础设施群数字孪生，重点实现交通感知、超限治理、智慧化管控等功能。

浦江游览，经典旅游项目孪生蝶变

浦江游览，在上海称得上是最早的“网红”市内游览线路，如今，它也是游客到沪必体验的经典项目之一。

时光荏苒，这个黄浦江核心段（会客厅至十六铺码头）经典旅游项目已然蝶变，浦江游览及水上安全监管数字孪生应运而生，不仅能沉浸式体验“世界级会客厅”、随船直击浦江风情，也可以深度虚拟体验黄浦江两岸的百年历史征程，推进全水域智慧旅游发展。

在一江一河数字孪生底座基础上，久事集团结合水上旅游产品的特点，运用AR、体感互动、人工智能技术，打造以外滩源为核心的元旅游体验，讲述浦江核心区域从过去-现代-未来的发展，游客通过体感互动方式，穿梭时空往来于今日外滩源、老上海和未来上海之间，还有趣味十足的体感划船游戏让游客畅玩在虚拟世界的苏州河之中。通过AR程序可以打卡乍浦路桥、外白渡桥等地标建筑，同时可以对沿岸的百年划船俱乐部进行丰富多彩的AR虚拟游览，了解建筑百年变迁和划艇运动在上海发展的悠久历史，实现人在实景游，穿梭元宇宙的数字游览体验。

目前，久事集团基于完全国产自主的核心引擎，已经完成了对于浦江核心段70平方公里，苏州河东段30平方公里合计100平方公里的数字孪生底座的建设。

针对黄浦江和苏州河河道的水文复杂情况，一江一河数字孪生平台包含了航道水下部分的建模以及船舶测深实时地形生长更新系统，目前已经完成搭建和测试。该平台应用场景为数字化船舶驾驶舱，是国内首创。

通过大屏端、PC端、移动端以及AR/VR端的多维应用能力，在空间维度、时间维度、交互维度、数据维度实现了数字化管理从0到1的构建，以及未来从1到∞的生长能力。

未来久事集团会继续聚焦市民需求、企业管理和城市服务三大主线，基于现有数字孪生工作基础，着力打造更多数字孪生和元宇宙应用场景，更多关注基于虚-实世界的管理创新、游览体验创新和社群互动创新，探索苏州河全域AR元旅游，VR全景游，水上数字博物馆和NFT产品开发等领域，创造更多数字化和元宇宙商业场景，逐步建成全量承载，融合互通和面向未来的一江一河元宇宙平台。

洋山四期自动化码头。

航运中心新能级，数字孪生新港口来了

上海是东方大港，上港集团以“数字港口”建设为抓手，通过 5G、大数据、人工智能、区块链、物联网等信息技术手段，打造科技引领的数字化港口，实现科技赋能、运营模式升级。

洋山四期自动化码头率先推出数字孪生系统，多维度全流程的超大型自动化集装箱码头数字孪生平台实现了地理信息和码头设备精细三维建模，实现了道路、堆场、集装箱、岸桥、场桥、AGV等设施设备的高精度建模。同时还原岸桥、场桥、AGV三大设备的超精度行为和规则建模，实现了设备运行的高精度拟真。

上港集团表示，洋山四期数智平台是在大数据应用基础上，运用孪生技术以及智能算法在集装箱码头领域的一次有效的应用和突破性尝试，是未来数据赋能港口生产及精益化管理的重要努力方向。与港口传统运营管理相比，数字孪生平台具有不可比拟的场景优势。

在监管方面，全面的数字化生产装备，5G网络系统，生产经营者，生产管理者、设备操作者可以在任何时间，任何地点使用数字孪生移动设备，全方位掌握港口生产运营状态。数字孪生平台利用强大的3D场景渲染能力，宏观可快速定位观测港口运营态势，集装箱堆区布局。微观可快速定位观测设备部件运动。监管力度可以到箱，设备可到某个运行部件。数字孪生平台的现场场景还原的广度、深度可达到视频系统、无人机系统无法比拟的程度。

孪生系统最为核心的部分是其后台所管理的港口业务生产大数据。利用全面的港口业务生产大数据，数字孪生平台中的AI智能模块实时学习港口生产的业务规律，对各种生产行为建模，并不断迭代优化模型，并进行可视化演算。

数字孪生可模拟的气象环境也可以对不同气象环境，对生产过程的影响进行建模。在不同气象环境下设计出相应的生产计划。

另一个例子，如港口需要扩建一个岸场，那么配属多少堆区，配属多少吊机装备，以达到最佳的成本/吞吐量比。也可以通过孪生系统进行推演。

上港集团还在积极探索传统码头升级改造，基于数字孪生技术，在洋山四期试点应用的基础上，推广应用到全集团所有码头，逐步构建上海港智慧指挥中心，让集团生产调度指挥中心能够具备全局视野，及时、高效、简单、直观地感知、指导实际生产运营，做到真正意义上的一眼看全、一眼看穿、一眼看懂的“一屏” 管理模式，构建上海港的生产智慧大脑，提升整个上海港的管理手段，促进上海港的科学发展。

数字孪生机场，目标是卓越的全球智慧机场标杆

机场集团以“卓越的全球智慧机场标杆”为愿景目标，打造数字孪生机场赋能机场智慧化发展，助力建设更高能级、更高品质的世界级航空枢纽。

数字孪生机场主要针对机场生产保障和运营管理中的智能响应需求，基于新一代信息技术的态势感知、优化处理、智能交互和智慧决策能力，通过业务数字化、数字业务化，促进机场实现安全、运行、服务、经营、交通、环境、货运、管理等8个领域的智慧化。

上海机场的智慧化包括两个层面：机场体系的智慧化和机场个体的智慧化。机场个体的智慧化是基础，聚焦安全、运行、服务等重点领域，实现态势看得见、指令叫得到、航班飞得准。机场体系智慧化，是在个体智慧化基础上，实现城市区域化管理和企业精细化管控的体现，聚焦交通、环境、经营管理等领域，全面对接上海市“一网统管”工作在机场区域的推进落实。

比如，机场集团航班态势感知平台整合了跑道监测、停机位容量、航空器保障节点、航空器滑行路径、航站楼内旅客分布情况等海量实时数据，融合形成了十分直观的运行实况信息，机场运行监控人员以全局视角来观测和了解机场飞行区内各个区域的航班运行状态，更及时发现问题，快速地进行决策和指挥调度，处置突发事件。

对旅客来说，服务体验也将大大提升。通过重点打造基于大数据的全自助、流体验、无感知的服务体系，用数字身份让旅客轻松无忧地走遍机场，便捷舒适地享受上海机场提供的各项服务，满足旅客日益增长的便捷、自助、个性、智慧等方面的商旅服务需求。

赋能新基建，打造全要素监管新工地

在上海的交通建设领域，一次赋能新基建的变革正在进行——推进“智慧工地”建设，开展“综合监管”。

2022年8月，上海交通建设工程综合监管平台1.0正式上线，平台作为“上海交通城运系统”的“数治监管”版块，已覆盖全市在建轨道交通、公路、市政、水运、铁路、枢纽等6大类交通建设工地。面向工地“人机料法环”，通过智能技术，打造交通建设工地数字化、智能化监管体系。

平台按照“观、管、防”一体化管理理念，引领交通建设工程智慧工地“一网统管”。

观，通过宏观整体建设态势、中观具体工地详情、微观单个事件处置流程，“一屏观天下”。

管，以问题导向，梳理4大类，15小类，共28项智能监管要素，覆盖疫情防控、安全预警、危大工程和应急管理等重点应用场景；以责任到位，“大闭环”监管部门处置、“中闭环”企业处置、“小闭环”现场处置，“一网管全域”。

防，对监管要素、工地、企业和个人进行精准画像，建立监管部门、建设单位、施工现场三方共管共防体系，“一体防风险”。

如果遇到暴雨台风天气，平台可以一键切换到应急模式之防汛防台子场景，针对已纳入平台监管的136个工地，共250路摄像机，一键下发人员撤离算法任务，发现施工人员即告警，辅助工地人员撤离工作，确保工地台汛期间的人员安全。

平台正式实战运行以来，已消除各类风险3600余条，处置闭环率达97%（其余均在处置管控中）。有效保障交通建设工程工地的安全、平稳、有序运行。

数字变革，转型永远在路上

上海市交通委副主任刘斌介绍，上海市交通行业积极推进数字化转型，立足夯实数字底座，促进基础设施融合发展、监管模式重塑迭代，围绕“观、管、防”，形成交通治理新模式。

“交通行业数字孪生就是不断探索和实践的重要成果，我们的第一步就是实现‘虚实映射’，进而按照‘虚实分析’、’虚实优控’、‘虚实共生’等目标逐步推进。”刘斌表示，本次论坛所涉及的杨浦大桥、黄浦江核心段、港口、机场、工地等五个数字孪生场景，已初步实现“虚实映射”、“虚实分析”，正在向“虚实优控”、“虚实共生”不断迈进，也是元宇宙在交通行业应用的初探索、初体验。

他同时透露，为进一步推动交通行业高质量发展、高效能治理，为广大市民创造高品质生活，市交通委将持续拓展数字孪生应用的深度和广度，不断拓展应用场景，至2025年，建成全行业、全链条、全场景的重大基础设施数字孪生群。

“十四五”期间，市交通委将持续拓展数字孪生应用的深度和广度，至2025年底实现建成全路域多业态融合的城市重大交通基础设施群数字孪生目标，建成高速公路网、快速路网、干线公路网“三张网”集群数字孪生，针对“三张网”中重要设施、黄浦江越江设施按照高标准建设，至此形成三网集群城市级数字孪生底图和感知设备资源仓库。

市城运中心则透露，目前，市城运中心已经接入72个部门（单位）的220个系统和一批数字孪生应用场景，并不断总结提升，积极推广数字孪生在基础设施、历史建筑、社区、文旅、教育、医疗、应急、消防等领域的应用，在城市安全、城市运行、创新引领等方面打造一批独具特色的数字孪生应用场景。