Z市台风模型一体化平台技术咨询项目实战“术”分享——数字孪生模块架构设计

在整体平台的业务架构中，有一块是数字孪生的架构设计，比如平台的模型计算出来的结果如何通过BIM呈现出来，如何跟GIS结合，于是平台引入了数字孪生的功能设计。

数字孪生模块分为两部分，一部分是台风灾害承灾体子模块，另一部分是数字孪生子模块。第一部分是台风灾害来临时各种受灾物体的仿真模拟效果，根据模型计算的结果，按照一定逻辑线索进行推演，然后把预测数据显示在动画屏幕上。第二部分是利用灾害事件的数据变化，体现出历史和未来灾害事件如何发生，比如台风以往来临的时候，是从哪里到哪里，路径是怎样，带来的气象变化是怎样，带来的泥石流变化是怎样。

本身提供了承灾体的设计，比如把码头、港口等这些日常的承灾体拖拉到设计窗口，然后根据数据变化，让模型跟着发生变化。数字孪生有一个功能，支持可以选择mesh仿真，还是基于BIM仿真。如果是基于mesh算法仿真，只是在界面上把变化的形式体现出来；如果基于BIM仿真，那就是在每个模型渲染的时候，都可以采用数据来计算，然后除了界面上呈现效果外，还可以内部发生变化。在架构设计上，往往根据渲染的硬件支撑平台和业务场景来决定使用哪种仿真效果。

数字孪生平台分为算法模型和IOC界面，其中算法就是Paas平台的能力组件，那这二者如何融合设计。

      为什么考虑融合这两个架构？从数字孪生架构自成一体，包含数据架构和功能架构。数据架构包括仿真包含的主题库，例如码头/港口/道路这些，形成了仿真所需的时空数据；功能架构用了模型的一些特有功能。

      模型在指定了参数后，还有预训练，这里涉及训练数据集和算子。 台风的训练数据是以往历史台风记录，而验证数据集则选定最近会商发布的台风记录。算子是一种逻辑算法，也就是教会计算机认识这些数据集，训练数据集之间有什么关联。算子也分为几种台风，例如海上产生的台风、大陆产生的台风等，每一种类型都有不同的算子。

进入训练阶段，就要开始跟云平台关联了。云平台是一种能力平台，上面有各种各样的OBS桶，有大的，有小的，有适合装文件数据的，有适合装图片数据的......台风记录通常是文件文档，因此选择大的适合装文件数据的OBS桶。这个桶就是在存储台风模型训练过程中产生的数据，以及训练后模型输出的结果数据。

      基于以上二者的关联，需要设计时考虑两个架构的融合设计。

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