宁波轨道交通数字孪生助力地铁安全应急保障应用

2023-03-29 来源：宁波晚报

本文摘要：　　背景：宁波市轨道交通集团打造的地铁安全应急保障应用入选2022年宁波市数字化改革最佳应用（标杆类）。　　数字孪生助力地铁安全应急保...

　　背景：宁波市轨道交通集团打造的“地铁安全应急保障应用”入选2022年宁波市数字化改革最佳应用（标杆类）。

　　数字孪生助力“地铁安全应急保障应用”“耳聪目明”

　　预设这样一个场景：地铁站，乘客如潮水般涌来，手机信号出现卡顿，无法顺畅刷卡进站，不一会儿，闸口人满为患……此时该如何快速、安全疏散客流？在宁波轨道交通应急指挥中心里，“地铁安全应急保障平台”（以下简称“平台”）已经开始飞快运转：

　　“打开站点所有进站闸口”、“增加站厅层到站台层下行扶梯的台数”、“临时双向增开一趟列车”……一连串指令如长了翅膀般“飞”往站点。很快，通过该平台的实时视频画面就能看到，人群开始有序疏散，地铁站恢复以往的井然有序。

　　海量数据接入，应急更高效

　　应对大客流，只是平台构建的三大应用场景之一，另外两大应用场景是防台防汛和防火灾。对宁波这样的沿海城市来说，台风是每年夏秋季的“常客”，它带来的狂风和强降水，不可避免对轨道交通的运行带来不利影响。

　　比如风力达到一定级别时，部分地面高架车站就要实行限速、停运。那么，如何掌握风的行踪，在确保安全的前提下，尽量减少对公共出行造成的影响？

　　在平台上线前，轨道交通的工作人员和我们大家一样，只有靠气象台发布的台风路径图了解风圈位置和影响范围，判断地面高架车站是否会被风“刮”到。因此，在谋划平台架构时，“我们首先想到与气象部门联系，导入测风点数据，准确掌握风力大小和影响时间。”集团公司数字运营事业部相关负责人介绍。

　　短时强降水或受台风影响的持续降水，也可能导致地铁部分低洼地段或靠近河流的运营路段出现雨水渗透，甚至漫灌。“这些风险部位在平台上均已被标注，通过铺设传感设备、设置预警值，做到实时监控、实时预警。”该负责人介绍道，风险部位监控还包括基坑监测、在线视频监控等，基本实现全要素、全空间覆盖。

　　开启“上帝视角”，救援更精准

　　进入平台，点击任一线路上的任一站点，屏幕上“跳”出站点的3D模型，连每部电梯的位置都清晰可见，而且就像搭积木一样，模型可以进行拆分，站厅、站台结构一目了然。

　　“一旦发生火灾，我们就像开启‘上帝视角’，通过3D模型和现场视频监控，明确起火点的位置以及火势发展的方向，弥补现场判断的不足，为后续救援提供帮助。”负责人说。

　　这一应用场景采用的是WeGL引擎和3D游戏引擎“双引擎”支撑，以WeGL引擎融合3D模型与业务数据，在web端进行轻量化、可视化展示分析，同时利用3D游戏引擎的高效动态渲染展示能力，实现三维模型数据与业务数据的仿真与高效动态可视化展示分析。

　　如果遇到现场被浓烟覆盖，滞留的乘客从哪个通道走更安全？救援人员从哪个通道进更快捷？最近的救援物资和设备摆在哪个位置？附近还有哪些站点有可调动的救援物资与装备？“这些问题通过该应用场景及平台搭建的‘应急资源’功能都得到解决。”负责人点击进入“应急资源”，屏幕上清晰显示配有相应物资和设备的站点，以及救援车辆及救援人员的准确位置。

　　数字孪生应用，保障更有力

　　通过对风力、街道水位、河道水位等数据的监测、研判、预警，“我们不仅能在第一时间发布限速、停运等信息，还能通过‘超强大脑’，做到精准发布各个站点具体的的停运时间。”负责人说。

　　无论是海量数据的汇聚，还是“上帝视角”的开启，以及“超强大脑”的推算，都离不开一个“秘密武器”——数字孪生。也正是因为对这一新技术的应用，让“地铁安全应急保障应用”入选2022年宁波市数字化改革最佳应用（标杆类），向着保障人民生命财产安全迈出了扎实的一大步。

　　所谓数字孪生，指的是利用物理模型和物联网传感器采集全生命周期运行历史等数据，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体对象的全生命周期过程。通过物理空间与虚拟空间的虚实交融、智能操控，记录仿真、预测实体对象全生命周期的运行轨迹，实现资源配置最优化。

　　该平台正是通过以海量异构多维轨道交通时空主题数据为数据源，融合GIS地理信息系统、BIM模型数据、业务主题，进行三维重建与数字孪生，为数据赋予空间特性及用途，构建起涵盖轨道应急总体态势图、全域/站点感知、灾害仿真、室内室外、二三维一体等全息、高清数字孪生体，实现集“应急场景、全景监控、监测预警、指挥调度、防空研判、信息维护、移动应急”等于一体的数字化、智能化应急指挥平台。

关键词：城轨交通

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