數(shù)字孿生 | 物理世界與數(shù)字世界的耦合
點(diǎn)擊 ▲ 三分設(shè) 關(guān)注，和 10 萬(wàn)設(shè)計(jì)師一起成長(zhǎng)
三分設(shè) x 信息與交互設(shè)計(jì)研究所
引言：在大數(shù)據(jù)、人工智能物聯(lián)網(wǎng)和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)的蓬勃發(fā)展背景下，數(shù)字孿生已經(jīng)逐漸從概念走向落地，通過(guò)以物聯(lián)網(wǎng)為媒介，實(shí)現(xiàn)物理世界和數(shù)字世界的耦合，從而預(yù)測(cè)未來(lái)，模擬決策，更好應(yīng)對(duì)。目前，數(shù)字孿生已從最富有成效的制造業(yè)向智慧城市、醫(yī)療保健、物流、零售等更多行業(yè)領(lǐng)域延伸，展現(xiàn)出廣闊的前景和巨大價(jià)值。
01
三河口水庫(kù)綜合調(diào)度平臺(tái)
Designer:中國(guó)信息通信研究院與中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用工作委員會(huì)聯(lián)合項(xiàng)目組
數(shù)字孿生三河口水庫(kù)為陜西引漢濟(jì)渭水利工程關(guān)鍵建設(shè)內(nèi)容，旨在打造“一個(gè)數(shù)字孿生底座、N個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景”。一個(gè)數(shù)字孿生底座包括CIM平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和大數(shù)據(jù)平臺(tái)。N個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景主要是針對(duì)于防洪四預(yù)融入來(lái)水預(yù)報(bào)、水工程調(diào)度、泄流風(fēng)險(xiǎn)分析、工程運(yùn)行監(jiān)控等部分開(kāi)展建設(shè)。
場(chǎng)景1：水庫(kù)數(shù)字孿生場(chǎng)景
在數(shù)字孿生底座的基礎(chǔ)上，根據(jù)該水庫(kù)水災(zāi)害防御的需要，測(cè)量查勘調(diào)查水庫(kù)上下游流域重點(diǎn)防洪區(qū)域基礎(chǔ)防洪數(shù)據(jù)，利用遙感、遙測(cè)等技術(shù)制作全流域數(shù)字場(chǎng)景、河道數(shù)字場(chǎng)景、重點(diǎn)水利工程實(shí)景等防洪數(shù)字場(chǎng)景，構(gòu)建多維多時(shí)空尺度防洪數(shù)據(jù)模型，建設(shè)防洪數(shù)字流域?qū)Ｓ脭?shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)防洪所需的物理水利及其影響區(qū)域的全要素?cái)?shù)字化場(chǎng)景表達(dá)。
場(chǎng)景2：水利樞紐監(jiān)測(cè)
對(duì)水庫(kù)壩體、地形地貌、水情態(tài)勢(shì)、設(shè)備運(yùn)行態(tài)勢(shì)等要素信息進(jìn)行真實(shí)復(fù)現(xiàn)，對(duì)庫(kù)區(qū)天氣、水情、浸潤(rùn)線及位置、視頻監(jiān)控等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；結(jié)合模型算法、AI應(yīng)用，對(duì)水庫(kù)水雨情、流量水量、有功出力、壩體位移、發(fā)電負(fù)荷等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行多維度綜合分析，對(duì)異常態(tài)勢(shì)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警告警，輔助用戶進(jìn)行水庫(kù)防洪“四預(yù)”精準(zhǔn)決策和研判。
場(chǎng)景3：雨水情預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)
收集整理水庫(kù)上下游流域歷史和實(shí)時(shí)雨水情數(shù)據(jù)，分析產(chǎn)匯流規(guī)律，確定適用該水庫(kù)的洪水預(yù)報(bào)模型和方案，編制洪水預(yù)報(bào)方案，對(duì)方案模型進(jìn)行率定和驗(yàn)證后，開(kāi)展預(yù)報(bào)方案選擇、作業(yè)預(yù)報(bào)、綜合優(yōu)選和預(yù)報(bào)發(fā)布，推進(jìn)防洪形勢(shì)分析，形成水情預(yù)報(bào)產(chǎn)品。
場(chǎng)景4：水庫(kù)泄洪預(yù)警
用于水庫(kù)單位泄洪（或放水）的監(jiān)控管理，基于數(shù)字孿生技術(shù)可實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)水庫(kù)泄洪口的水位、雨量、現(xiàn)場(chǎng)圖像等信息，實(shí)現(xiàn)水庫(kù)水位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、庫(kù)容變化智能分析、水庫(kù)放水/泄洪提前預(yù)警、水庫(kù)安全監(jiān)管。當(dāng)發(fā)生突發(fā)性泄洪或調(diào)節(jié)性放水時(shí)，下游預(yù)警設(shè)備及時(shí)發(fā)布預(yù)警，避免因泄洪或放水導(dǎo)致的人民生命財(cái)產(chǎn)損失。
場(chǎng)景5：洪水調(diào)度仿真模擬
通過(guò)防洪形勢(shì)分析確定調(diào)度范圍和調(diào)度目標(biāo)，并基于入庫(kù)的數(shù)據(jù)開(kāi)展調(diào)度方案計(jì)算，基于數(shù)字化場(chǎng)景進(jìn)行洪水調(diào)度仿真、洪水演進(jìn)模擬、優(yōu)化調(diào)度方案、下達(dá)調(diào)度指令并反饋?zhàn)鳂I(yè)預(yù)報(bào)，形成洪水調(diào)度產(chǎn)品。
02
智慧機(jī)場(chǎng)
Design by:Visualization Hightopo
Hightopo 開(kāi)發(fā)了強(qiáng)大的基于 Web 的 2D 和 3D 渲染引擎，為數(shù)據(jù)可視化提供豐富的顯示效果。
憑借這一點(diǎn)，為客戶提供輕量級(jí)、跨平臺(tái)、響應(yīng)迅速、完全交互式的數(shù)字孿生解決方案。使客戶能夠?qū)?shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為見(jiàn)解，以便更好、更快地做出決策。由于基于Web的功能的性質(zhì)，不需要插件或下載，它能在任何現(xiàn)代瀏覽器和設(shè)備上無(wú)縫運(yùn)行。
視頻展示
03
Multimedia Art Project Digital Twins
Designer:HelloI/O,Daria Sap,Valeria Palamarchuk
該項(xiàng)目核心是“數(shù)字孿生”理論。第四次工業(yè)革命意識(shí)形態(tài)的一部分。該項(xiàng)目的想法是讓路過(guò)展臺(tái)的觀眾成為虛擬世界的一部分。活生生的和虛擬的在創(chuàng)造的行為中結(jié)合在一起。藝術(shù)家們?yōu)?個(gè)數(shù)字世界創(chuàng)造了知識(shí)成分，視覺(jué)美學(xué)和關(guān)鍵圖像，代表了人類(lèi)存在的各個(gè)方面。反過(guò)來(lái)，藝術(shù)家們開(kāi)發(fā)了數(shù)字藝術(shù)，創(chuàng)建了展臺(tái)背后的程序，并負(fù)責(zé)概念的技術(shù)實(shí)施。
在項(xiàng)目開(kāi)始時(shí)，設(shè)計(jì)者創(chuàng)建了一個(gè)虛擬測(cè)試室和展臺(tái)的3D原型來(lái)模擬用戶行為。所有測(cè)試都是在Unity 3D中進(jìn)行的。為了充實(shí)這種互動(dòng)的細(xì)節(jié)并看到全尺寸的圖形，對(duì)支架的縮小比例進(jìn)行了幾次物理測(cè)試。
素材來(lái)源：
1.https://mp.weixin.qq.com/s/pHQAg0LJbF2yeSMHyroIiA
2.https://www.hightopo.com/demos/en-index.html
3.https://www.behance.net
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我們相信設(shè)計(jì)師和創(chuàng)造者一樣是思想家
