深耕交通数字基建,赋予隧道可感知、可预测、可决策的数字生命

12个月前 (09-23) 阅读数 240 #科技

中国是世界上隧道最多、通车里程最长、规模最大的国家。与普通道路相比,隧道空间狭长、结构封闭、能见度低,因此前期建设和后期运营维护难度都较高。同时隧道事故发生率高,一旦发生事故容易造成二次事故,对应急处置提出了更高的要求。


近年来,国家和各部委出台了多项政策文件推动公路隧道向数字化、网络化、智慧化提质升级。作为国内智慧交通领域的先行者,51WORLD旗下51Sim持续探索利用数字孪生和交通仿真技术,赋予隧道感知、仿真、预测、决策的能力,推进隧道运行效率和安全性的升级!



五大核心能力

为隧道运营安全保驾护航


TIM交通信息模型平台是51Sim自研的用于优化和改进交通系统运行效率和安全性的综合应用平台,可充分挖掘交通基础设施和系统运行过程中产生的数据要素价值,实现对交通流、交通设施和交通管理的全面感知建模和预测推演。针对隧道的特殊性和在安全性层面的更高要求,51Sim利用AI与大模型,赋予了隧道可感知、可预测、可决策的数字生命。


01 超大规模高精路网


TIM平台可通过一个数字孪生底座,实现动静态交通要素数字孪生“一张图”管理。支持省域级大规模高精路网创建,具备厘米级的精度。支持宏观、中观、微观路网的一体化编辑,可实现与现实路网之间的GIS信息精度匹配,为隧道内交通运行监测和预测、仿真提供底层平台基础。


02  实时映射感知


TIM平台可深度融合“人、车、路、网、云”,针对隧道内的交通流量,温度、湿度、烟雾等环境状态,结构健康,设备运行状态进行孪生映射,实现了交通运行状态“宏-中-微”精细化感知,完整还原隧道内的真实状态。


03  车辆行为追溯


平台支持对进入隧道内车辆进行分类统计,尤其针对重型货车、大中型客运车辆以及危化品车辆予以重点监管,实时跟踪监测其在隧道内的位置和状态,还可还原车辆行驶路径,对交通事件进行回溯。


隧道内封闭空间无法实现车辆实时位置的准确感知,TIM通过轨迹预测、平滑,以及多传感器的轨迹补盲,实现隧道内的交通流运行轨迹的连续拼接和还原。


04 应急和交通仿真


TIM平台可利用数字孪生技术模拟各种自然和人为灾害对隧道的影响,包括地震、洪水和交通事故等,通过模拟可帮助改进隧道设计。还可用于制定更有效的灾害响应计划和减灾策略。同时可通过实时分析隧道交通流量和行为模式,用于调整交通信号、隧道入口车流量,或在发生事故时快速重新规划交通路线,减少交通拥堵,提高通行能力。


05 AI智慧决策


借助于平台内置的AI预测算法,实现交通预测任务(交通流量预测、交通事故预测等)平台闭环,用于提前预判拥堵路段、事故高风险地点。当系统检测到异常情况时,会立即根据预设的规则和算法,自动做出决策,如自动启动通风设备以排出有害气体、调整照明亮度以提高现场可见度、在隧道入口处显示警示信息以阻止后续车辆进入、通知救援队伍迅速前往事故地点等。极大地提高隧道事件处理的效率和准确性。

TIM 内置大语言模型交互助手 TIM Copilot,支持私有化部署并构建私有知识库,通过自然语言交互帮助用户快速提供预测信息和决策依据。




四大标杆案例

看隧道创新应用


以TIM平台为依托,51Sim已与多地交管部门开展深入合作,围绕隧道在安防监控、预测性维护、应急处置等重点、难点需求,落地了一系列标杆案例。下面,让我们以四个标杆案例,感受51Sim在智慧隧道领域的创新应用。


01 特长隧道,一图感知

某省隧道数字孪生管理平台


该省是一个隧道大省,由于复杂的地质地貌条件,致使隧道建设在交通建设中占据了重要的地位,超长隧道更是层出不穷。传统隧道依靠人工进行监控视频巡检,然而大量的监控设备导致工作量巨大,管控困难。51Sim与高速集团合作,利用高精路网、三维建模和数据融合技术,构建了隧道的数字孪生平台。同时接入隧道内外各类物联设备,实现了对隧道环境和车辆行驶轨迹的实时可视化监控。



平台成为了隧道管理部门的“眼睛”,可以远程识别车辆违停、逆行、隧道内有行人等交通隐患或交通事故,相比较传统的事件检测工控机,准确率实现了大幅提升。针对应急调度,平台可以把历史数据导入后形成仿真工具,在不封闭道路的情况下,进行更为精准和真实的应急演练推演和操作培训。在养护方面,数字孪生平台可整合隧道内多个传感器数据(如应变计、加速度计、温湿度传感器等)实时可持续监控隧道结构的健康状态,同时可与原有的路面养护、机电养护软件系统实现数据互通,实现设备维修维护工单的自动提示和关联派发,提升一线维护人员的工作效率和操作便捷性。


02 精准识别,秒级处置

某市隧道数字孪生管理平台


51Sim联合市交管局,打造了该市首个数字孪生智慧隧道平台,该平台具备隧道设备设施数字化运维、重点车辆管控、自动应急处置、结构安全监测等核心应用,有效解决隧道日常运营存在的基础设施难监测、隐形病害难发现、风险车辆难监控、应急事件处置慢等难题。


在项目实施过程中,51Sim将隧道及其附属设施、周边城市整体路网和环境进行三维数字孪生还原。平台可基于厘米级车辆孪生定位技术,精准识别隧道管理范围内“两客一危”重点车辆的关键信息与行驶轨迹;同时利用视觉识别技术,能够毫秒级准确发现隧道内火灾、异常停车、抛洒物、非机动车闯入等突发事件,并根据事件等级智能推荐相应处置预案。


通过边缘计算控制单元,可实现实时一键联动控制隧道内相关系统设备,应急事件处置反应时间由以前的5分钟大幅缩短至3秒以内,相比传统人工监控方式更精确、更快速,显著提升应急事件处理效率和水平,为隧道交通安全运行保驾护航。同时,转变人工巡检为24小时实时巡检,可快速发现并定位设施设备病害,大幅提升巡检效率,延长关键设施服役周期。


03 人车路云,可溯可控

山西五盂高速数字孪生管理平台


51Sim与山西交通科学研究院集团联合打造山西五盂高速数字孪生平台,真实还原高速全程15公里示范路段,其中包括多个特长隧道。该平台中接入了完整的车路协同感知设备,实现交通流、机电设备、交通事件在线监管,解决单车智能在无人驾驶场景中存在感知盲区和无法应对错综复杂交通状况的问题,实现“人-车-路-云”的协同以及数据的互联互通,并为辅助驾驶和自动驾驶提供安全、可靠的规划决策。



通过整合实时数据、历史数据以及模拟预测,平台为五盂高速及隧道运营提供科学、精确的决策支持。如针对隧道日常管养及维护计划,可通过对隧道的实时监控数据和预测分析,识别出最需要关注的问题区域,选择成本效益最高的策略;针对交通流量,可基于实时的交通流量和行为数据用于优化交通调度和管理决策,如根据车流量数据调整车速限制、启用或关闭车道、控制隧道入口的流量避免拥堵等。


04 全息感知,AI决策

某省下沉隧道全息管理平台


该下沉隧道采用了“地面+地下”立体交通设计,集城市道路、地下港湾式公交停靠站、城际铁路站等多种功能设施于一体,不同功能分区及连通形式复杂。同时由于是城市主干道,早晚高峰期间交通压力大,由于隧道的封闭性,任何一起违法、事故都可能造成严重拥堵和次生风险。针对这一情况,51Sim全要素精细还原了隧道场景,接入了雷视设备数据,并基于自研Datalink交通时空要素构建平台,生产车道级精度的高精路网数据,保证孪生场景与隧道内现实路网之间的GIS信息精度匹配。通过雷视设备对车辆的识别,全息管理平台可匹配车牌号、车型、车辆颜色均与实车一致且具有唯一ID的虚拟车辆。平台可完整呈现隧道内实时车辆运行情况,还可切换单车视角,查看指定车辆运行轨迹。当事故发生时,指挥中心可第一时间进行识别,并通过AI决策,下发最优应急预案。



此外,平台可通过实时分析隧道交通流量和行为模式,预测并管理交通压力,用于调整交通信号、隧道入口车流量,或在发生事故时快速重新规划交通路线,减少交通拥堵,提高通行能力。




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51WORLD是一家致力于克隆地球5.1亿平方公里的科技公司,通过建立一个数字孪生世界来改变世界。公司长期围绕3D图形、物理仿真及人工智能三大技术构建核心竞争力,已面向企业端与用户端推出三款核心产品:51Aes数字孪生平台,51Sim数据仿真平台,51Earth数字地球平台,并已被全球超千家大中型企业广泛应用,业务覆盖超200个城市。


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