地铁数字孪生管理系统，加速城市轨道交通发展

对于地铁这样规模庞大且人流密集的重大交通设施，监测、控制其环境质量显得尤为重要。不仅要满足乘客的舒适度体验还要保证乘客的人身安全。传统地铁环境控制系统采用自动化管理与控制系统，面对获取的大量运行状态监测数据，难以用可视化的方式呈现。所以将数字孪生技术与地铁环控系统相结合就显得尤为有意义。

地铁数字孪生管理系统，该系统首先针对地铁车站这一物理对象，以及针对安防、环控等需求来分析物理对象特征，建立三维虚拟模型，并融合设计建造阶段、运维阶段产生的所有信息，借助传感器、设备运行历史等数据构建物理实体和虚拟空间的交互关系，最终为用户提供各类服务应用。

界面简介及效果预览

实现价值

将数字孪生技术与地铁环控系统相结合，具有以下优势：

1.三维可视化。数字孪生打破了通过平面图纸整合建筑信息的传统模式，通过 3D 建模技术映射出物理现实世界的建筑模型。能够逼真还原地铁车站的建筑结构、管道系统、通风空调系统、电梯系统、安全警报系统等，同时涵盖所有的几何、材料和状态信息。

2.全生命周期。 数字孪生从规划设计到施工再到运维阶段的信息集成，保证了数据的完整性和一致性，贯穿地铁车站全生命周期。改善了传统模式中设计、建造阶段的信息与运维阶段的信息分别储存的弊端，减少了维护成本。

3.预测性分析。数字孪生技术的引入为预测性决策和分析提供了基础。利用传感器监测大功率或易燃易爆等危险物品的关键数据；可借助深度学习算法，分析监控采集的乘客行为图像；根据通风空调系统的配置和传感器采集的数据等，分析车站热舒适度，同时预测能耗。

系统分析

一、三维建模

需要针对地铁车站该物理实体作一一映射，包括建筑结构如墙、天花板、楼板、风机盘管、水管管道等构件，并根据最终服务应用的目标分析其他物理实体的特征，即地铁屏蔽门、电梯、灯光照明、进出口闸机、消防栓、火灾报警器等设施。三维虚拟模型的建立是实现数字孪生系统的基石，无论是信息融合还是预测分析都必须基于虚拟模型。

1、站台整体概览

2、站厅整体概览

3、自动售票机

4、安检机

5、进出口闸机

二、运维信息

将设计施工阶段、运维阶段产生的所有信息集成至孪生系统中，比如用户信息、设备信息、采购信息保修信息和财务信息等。实现模型和信息的一体化，简化业务流程和解决方案，为高效运维提供可能。

三、虚实交互

利用传感器采集实时数据，并根据各个设备的历史运行数据等，完成物理世界与虚拟空间的虚实交互。传感器动态获取的实时数据，结合照明系统、 监控系统、暖通系统等系统的运行历史数据和当前状态，存储入服务器中，为虚拟空间的构建提供必要前提。在虚拟空间中，以三维虚拟模型为基础，利用不同计算方法，获得相应的运营策略、环控策略和能耗预测方案。

 四、预测分析

读取服务器中的相关数据，获取地铁进出站客流量的历史数据，依据不同时段，不同星期，不同月份的客流量数据，依据不同权重比，提前计算预测进出站客流量。在此基础上，可以根据预测客流量合理调派地铁工作人员，以及调整地铁进站安检通道，选择合理的方案以应对地铁站客流高低峰时段，帮助地铁站平稳运营。

根据服务器中的相关数据，计算在地铁车站上不同位置温湿度、空气质量的三维分布并可视化。在此基础上，可以计算不同平面以及各边界表面的热舒适度，保证地铁环境的热舒适性。同时能对不同的通风、制冷加热方案做能耗分析，选择合理方案控制能源消耗，节约运维成本。