城市建設管理：項目進度可視化管控

城市建設項目具有規模大、復雜度高、周期長、涉及面廣等特點，項目管理十分困難，整個項目的進度和質量難以科學管控。利用數字孿生技術，不僅可以全要素真實還原復雜多樣的施工環境，進行交互設計、模擬施工，還可賦予城市“一磚一瓦”以數據屬性，確保信息模型在城市建設全生命周期不同階段的信息交換。

設計階段——交互設計

在城市建設項目的設計階段，利用數字孿生技術，構建還原設計方案周邊環境，一方面可以在可視化化的環境中交互設計，另一方面可以充分考慮設計方案和已有環境的相互影響因子，讓原來到施工階段才能暴露出來的缺陷提前暴露在虛擬設計過程中，方便設計人員及時針對這些缺陷進行優化。同時還可以對施工量提供輔助參考。

案例：中鐵勘察設計院集團有限公司設計了一套在數字孿生環境中為鐵路設計選線選址的工具。不用于以往作業人員埋頭苦畫的場景，用戶只需通過鼠標在數字孿生場景中一點，即可以開始線路初步走向設計：首先得到一條沒有坡度的線路，然后系統會進行自動拉坡設計，形成一組默認變坡點，直接生成線路軌面模型。自動拉坡后還會同時自動生成拉坡方案的各項數據評估報告。通過“由粗入精”的選線模式，方便地實現從宏觀到微觀的逐步細化選線。同時還利用VR/AR 設備，在數字孿生模擬環境中，進行交互設計、巡查現場疊加線路模型等直觀驗證、審查及分析。

工程模擬與施工現場

施工進度管控場景

施工階段——全面管控

在施工階段，可以利用數字孿生技術中對象具有的時空特性，將施工方案和計劃進行模擬，分析進度計劃的合理性，對施工過程進行全面管控。例如可以事先模擬大型設備吊裝方案，在實景三維虛擬環境下檢查項目設計和施工能力，通過動態碰撞分析檢測物體運動過程中可能潛在的碰撞。

案例：在陽大鐵路施工過程中，利用數字孿生技術體系，構建了施工線路兩側的高分辨率實景三維場景，包括地形、道路、植被等要素均被一一還原，真實再現施工作業環境。施工前可以先在數字孿生環境中進行多套方案進行施工模擬、對比，最終選取最優施工方案，進行施工。真實全要素的數字孿生環境，可以讓傳統方法中到施工階段才能暴露出來的缺陷提前暴露在虛擬建造過程中，方便管理人員及時針對這些缺陷進行優化調整，從而確保項目如期完工。

運維階段——數據留存

項目建設完成進入運營維護，其設計、施工數據將全面留存并導入同步建成的數字孿生城市，構建時空數據庫，可實時呈現建成物細節，并基于虛擬控制現實，實現遠程調控和遠程維護。建筑工程項目完成后，設計、施工、裝配過程中的所有數據全部留存，生成完整的建筑三維模型，通過在建筑內外部空間部署各類傳感器、監控設備，采集建筑環境數據、設備運行數據、構件壓力和應變數據、視頻監控數據、異常報警數據等并進行智能分析，對可能出現的建筑壽命、設備健康等問題進行預測預警。當出現問題隱患和故障報警時，管理人員可借助VR/AR 設備操控智能巡檢機器人進行巡查和維護，在虛擬空間中診斷和解決物理建筑中存在的實際問題。

基于數字孿生的建筑運維管理