数字孪生创造未来价值

发布于：2023-12-06 09:39:06 来自：建筑设计/城市规划设计 [复制转发]

导读

9月7日，2023腾讯全球数字生态大会数字孪生专场在线举行。胡昂院士作题为《数字孪生创造未来价值》特邀演讲。分享数字孪生在智慧社区、智慧TOD枢纽、智慧防灾、智慧商圈与智慧观光领域的应用案例。以下是演讲全文。

作者：

胡昂， 日本工程院外籍院士，东京大学建筑学博士，建筑学教授，博士生导师

什么是数字孪生？

数字孪生是某一对象或系统完整生命周期的虚拟再现。它通过实时数据的持续更新，结合模拟、机器学习和推理等技术来辅助决策，旨在准确地模拟物理对象的虚拟模型。这一技术要求被研究的对象配备各种传感器，传感器所产生的数据被传送至处理系统，并映射到数字副本之中。通过在虚拟模型中进行模拟运行，调查性能问题，从而在真实世界中进行潜在的改进。

数字孪生技术的历史，可以追溯到上世纪末1991年，耶鲁大学计算机科学家大卫·格莱尔特（David Gelernter）在他的著作《镜像世界》（Mirror Worlds）中首次提出了数字孪生的概念。到2002年，时任密歇根大学教员的迈克尔·格里夫斯博士将数字孪生的概念应用于制造业，并正式将其命名为数字孪生软件概念，这一概念才开始引发广泛的关注和赞誉。

随后不久，美国国家航空航天局（NASA）的约翰·维克斯（John Vickers）在2010年提出了“数字孪生”这一新术语，将该概念进一步推向更广泛的舞台。随着技术的不断发展，数字孪生技术正逐渐成为各个领域中的重要工具，为创新、研发和问题解决提供了全新的途径和可能性。

数字孪生的优势和特点

数字孪生能够从更广泛的角度来分析各类问题，这是与传统模拟最显著的区别之一。 这正是数字孪生的强大之处，通过将各个领域持续更新的数据与虚拟环境相关的额外计算能力相结合，数字孪生在改进产品和流程方面具有巨大的潜力。而在不同类型的项目中，数字模型的应用都能够带来显著的优势。随着数字孪生技术的发展，其在多个行业得到应用，需求将持续不断地增长，前景非常广阔。

*来源网络

DTC ，即 数字孪生计算（Digital Twin Computing） 的缩写，通过将数字孪生模型与计算相结合，实现跨部门间的价值创造。数字孪生技术通过实时地获取现实世界的数据，并将这些数据反馈到真实环境中，从而在虚拟空间中精确地再现物理世界。 综合来说，数字孪生技术拥有以下几个方面的独特能力： 实时数据反馈和模拟能力： 数字孪生技术可以实时地获取物理世界的数据，如交通流量、环境传感器数据等，然后将这些数据反馈到数字孪生模型中，实现虚拟空间中的精确模拟。在智慧城市中，实时数据对于做出及时决策至关重要，比如交通管制、环境监测等，而数字孪生计算可以为这些决策提供准确的数据支持。

*来源 Plateau

跨部门协作和价值创造： DTC强调数字孪生模型与计算的结合，这为不同部门之间的协作创造了机会。在智慧城市中，各个领域如交通、能源、环境等都紧密相连，需要跨部门合作来实现整体优化。数字孪生计算可以为不同部门提供一个共享的虚拟环境，促进协作和价值创造。

*来源 Plateau

精细化管理和优化： 数字孪生技术可以在虚拟环境中模拟各种场景和情况，从而进行预测、分析和优化。在智慧城市中，这种精细化管理和优化可以应用于城市规划、交通流量控制、能源消耗管理等方面，从而提高资源利用效率和城市的可持续性。

*来源 Plateau

创新测试和验证： 在数字孪生环境中，可以对新的政策、项目和技术进行虚拟测试和验证，以评估其潜在效果和影响。这在智慧城市的发展中具有重要意义，可以降低实施新策略的风险，同时加速创新的推广。

*来源 Plateau

数字孪生与智慧城市

由于数字孪生计算（DTC）以上的特性，其特点与智慧城市的目标高度契合，被适用于通过整合先进技术和数字化手段来提高城市的效率、可持续性和居民的生活质量的智慧城市的推进与发展。

各发达国家例如日本相继推出城市虚拟模型，例如日本国土交通省的"PLATEAU 项目"。这个项目在全国范围内开发三维城市模型和开放数据，促进城市的数字化转型。而东京都政府积极响应国家政府的号召，将数字化转型战略融入其城市规划中。在2020年2月，东京都政府发布了"智能东京实施战略"，其中强调通过促进数字孪生技术的应用，支持实现东京智慧城市的目标。

在数字孪生的城市虚拟模型中，物理对象或系统被配备了多种传感器，这些传感器与关键功能区域相关联。这些传感器能够生成有关物理对象各个方面特性的数据，如能量输出、温度和天气状况等。这些数据被传送至处理系统，并在数字孪生的复制模型中进行反映。

通过实现这样的数字孪生系统，可以提高城市政府的服务质量（QOS），从而提高市民的生活质量（QOL）。数字孪生系统的应用有助于决策和政策制定，优化资源配置，提高市民的生活便利性和幸福感。这一目标体现在改善城市政府的服务质量，进而提升市民的生活质量。

数字孪生的实践案例

案例一：智慧社区

（车站周边城市更新市民参与型系统平台开发）

*来源 Plateau

广岛站周边地区创造一个可持续发展和充满活力的社区。在2006年，广岛站周边地区的再开发工作开始，为了实现这一目标，两个地区管理小组分别在车站的南北两侧展开了社区发展活动。他们的目标是为该地区创造一个安全、可靠、舒适的环境，并提升地区的价值。然而，实现可持续发展面临着一些挑战，如提高地区管理小组及其活动的知名度、确保运营资金等。

因此，在本次验证实验中，当地将开发和改进地区建立成了公开信息平台，使其成为一个网络系统，能够让负责人登记、管理、整合、共享和可视化地区管理活动和信息。使用三维查看器和仪表板无缝连接来提高操作性、设置信息公开级别、通过智能手机使用和更新信息。另外增加外部分享功能，构建无需代码即可进行数据管理的管理员界面，并增加通过智能手机访问的功能。在将来，还将开发一个智能手机网络应用程序，使地区管理组织负责人和当地居民能够通过智能手机注册并查看地区管理活动和信息。

*来源 Plateau

在地区管理领域实际应用这一系统，毫无疑问提升了地区管理团体的活动水平，增强了其对外传递信息的能力，降低了信息共享成本，促进了更多利益相关者参与地区的城镇开发活动。此外，计划将该系统以开源软件的形式进行开发，以在全国范围内的地区管理团体中推广和普及，为社区创造一个更加可持续和充满活力的发展环境。迄今为止，我们生活的城市都是围绕着建筑物和道路等硬件建设起来的，城市发展的实践可能不仅仅是展示新的生活方式和工作方式，而是展示一种新的社区形式，和有吸引力的内容和空间。通过尊重每个人的个性，并将其结合起来，创造一个让每个人都能过上自己生活的环境，就能创造出一个丰富的社区。

案例二：智慧TOD

（三维地图导航系统开发）

*来源 Plateau

当前复合型城市内的信息，如地图信息、商店信息、运营信息、商店和设施的使用信息等，由各设施管理者分散管理，缺乏一个整合这些信息的平台。这导致游客和城市规划机构难以集中获取信息，增加了获取信息和达成决策共识的成本。该示范项目旨在通过开发三维地图基础设施，利用三维城市模型将车站、地面区域和地下通道进行无缝连接，以解决上述问题。在车站和地下通道方面，东京站周边设施的管理者将提供地理信息系统数据、三维车站地图、BIM模型等数据，将其重建为三维城市模型的地下商场模型。此外，周围七座建筑的BIM模型也将由各设施管理者提供，并以此开发LOD4建筑模型。地上部分则将利用现有的三维城市模型。通过整合这些数据并添加设施信息等，将开发包括地下商场在内的整个区域的三维地图基础。

*来源 Plateau

开发的三维地图数据库将作为现有的"东京站导航"应用程序的基础数据，该应用将进行修改以加入附加功能，如三维路线导航、AR导航以及正常和灾难情况下的信息发布系统。此外，该系统还将能够管理运营信息、商店和储物柜的空置情况、发生灾害时的主要避难场所以及为难以回家的人提供的设施等，以便向城市游客发布信息，并与城市发展相关人员共享信息。在未来，新的"东京站导航"将成为一个综合信息发布工具，无论在平常时还是在发生灾害时，都能为居住在该地区的人们提供信息，为城市发展和地区管理活动做出贡献，从而实现地区的安全、安心和舒适。

案例三智慧枢纽防灾

（区域管理）

*来源 Plateau

本次验证实验创建了目标区域的三维城市模型，包括建筑物内部的LOD4建筑模型、目标区域周边地区的LOD2建筑模型、行人平台模型、道路模型等。为了处理基于地理坐标的三维城市模型，创建的数据被转换为3DTiles（一种用于网络GIS的渲染格式），然后使用虚幻引擎（UE）插件将其加载到UE中。模拟中的人流模型是使用UE提供的人群控制算法（Crowd Manager）和导航系统的寻路算法建立的。为了处理大量的模拟数据，该项目对系统的性能进行了调整，例如对角色移动过程进行多线程处理，减少角色动画过程。为了提高系统的可扩展性和便利性，项目还开发了在云服务器上运行模拟和渲染的机制。生成人流的方法是在UE的编辑器上设置人流的起点和终点，并设置要生成的字符数。

*来源 Plateau

为了分析和可视化模拟结果，如人流密度（路线和目的地）和运动完成时间，UE计算出的模拟日志以CSV文件形式输出，由AWS的分析管理服务（AWS Glue、Athena和QuickSight）进行处理。此外，该项目还开发了一个重放应用程序，可以重放UE中的模拟运行，使用户能够考虑从分析结果中提取的问题。为了向更多参与城市发展和区域管理的人员传达疏散图像，该项目还开发了一种用于根据模拟结果创建视觉效果（静态和动态图像）的机制。用于创建视觉效果的渲染是一个独立于模拟环境的系统，因此可以高效地开展分析工作和文档编制工作。根据2021年度制定的"品川地车站地区城市再生安全保障计划"（以下简称"安全计划"），利用开发的模拟环境模拟了品川车站北周边地区的"灾害发生后3小时内向室内外广场等临时避难所的避难"和"从车站向室外广场等临时避难所的避难"。这些模拟结果对安全计划的可行性进行了验证和讨论，并对现行计划中的课题进行了深化和衍生对策。这些都被汇编成资料，在作为计划实施机构的高轮港湾站地区广域合作联络委员会安全保障工作组（以下简称安全保障工作组）上进行了共享和讨论，并对模拟的实用性进行了评估。

*疏散期间人流从地板到楼梯来源Plateau

参与用户的意见

安全和安保工作组的成员认为模拟环境能够增强灾难情景的想象力，有助于建立共识，提升备灾工作的效果。他们认为模拟环境的应用可以在平时促进成员间的合作，并丰富该地区的备灾计划。其他地区听证会的参与者也认为模拟环境在城市规划和地区管理方面非常有用，易于理解和应用。他们认为模拟环境的发展方向应该是增加应用案例，并关注如何设置模拟的命题。

未来展望

该项目计划在确定模拟环境的实用性后，除了在示范区继续使用之外，扩展到其他区域的房地产开发商和区域管理组织。他们希望在模拟环境方面解决一些问题，包括参数设置、模拟运行时间、自动检测异常情况等。此外，他们还计划开发用户界面和用户体验，使模拟环境成为通用工具，方便非工程人员使用。整个模拟环境的发展将在各种防灾计划中起到促进作用，为城市规划带来更多的数字化支持。

这个案例反映了模拟环境的实际应用和未来发展的方向，对于提高防灾和城市规划的效果具有重要意义。

数字孪生创造价值

在日本，政府正在积极倡导 "社会 5.0"，这是一个以人为本的社会模式，利用尖端技术来推动经济发展并解决社会问题。"社会 5.0" 的愿景是打造一个超级智能社会，提升人们的生活质量和幸福感。

*来源内阁府

未来城市的新价值具体体现在哪里？无论是经济发达的国际大都市，还是由当地社区支撑的小城市，数字孪生在智慧城市的推进上能够带来积极影响和提供重要价值，具体表现在四个价值： 一、社区价值（个性与活力的输出） 数字孪生为智慧城市创造了社区价值。通过数字孪生技术，城市能够更好地理解居民的需求和喜好，从而实现个性化的城市规划与服务提供。这种个性化不仅使城市更能迎合多样的社区，还赋予城市活力和吸引力，让每个居民都能在充满活力的环境中获得愉悦和幸福感。创建繁荣的社区也就是创建繁荣的城市。社区将为创建独特而充满活力的城市价值，提供有吸引力的空间和内容。随着社会变得越来越遥远，虚拟空间的体验不断增强，人们似乎没有必要聚集在物理空间。过去被视为 "建筑 "和 "空间 "的东西，如办公室和商业设施，现在已不再是简单的办公空间和消费空间，而将成为人们通过相互交流来丰富生活的场所。通过远程和虚拟空间合作，促进社区发展，在各个领域创造价值。人工智能、物联网和 5G 等各种技术的 DX 改变了现有系统和行业的工作方式。当然，自动化和优化可能会让个人的生活更加舒适，但仅仅为个人带来更丰富的体验可能无法发挥技术的潜力。通过为社区而非个人带来价值，整个城市将转变为更丰富的空间。

*来源 google

二、技术革新的价值（利用先端技术解决问题） 数字孪生与智慧城市相结合，带来了技术革新的价值。现代技术的不断进步为解决城市面临的各种挑战提供了新的途径。通过数字孪生技术，城市可以更有效地应对交通拥堵、资源浪费等问题，实现资源的优化配置和智能管理。这种技术创新为城市发展提供了新的动力，使城市在解决问题和推动进步方面更具竞争力。在网络空间中实时掌握物理空间中的城市状况。数字孪生可以通过在城市中部署传感器并采集交通和人流等数据，我们能够即时了解特定道路和交通工具的拥堵情况，以及各行政办公室的等待时间。这使得行动者能够智能规划路线，避免交通拥堵，提高出行效率。例如，轮椅用户和携带大量行李的游客可以更好地规划他们的行程，市民们也可以在相对不拥挤的时间段选择出行。

*来源 PLUG AND PLAY

三、多样性的价值（多样性对应多领域合作） 城市多样性的实现对于创造一个能够满足在城市聚集、工作和生活的人们的不同生活方式的环境至关重要。城市的建设可能会考虑到大多数人的需求，但城市的发展需要满足不同人群的需求，创建每个人都能选择自己的工作和生活方式的城市，与实现城市多样性密不可分。即使创建了很多社区，如果成员都是同质的，社区交流也会很差。就城市环境而言，单一的环境是脆弱的，无法灵活应对变化。只有以多样性为前提，满足不同人群的需要，才能创造丰富的社区，才能实现创造巨大价值的创新，城市才能随着环境的变化而不断变化。

*来源 Workday

四、实现韧性城市的价值（环境与可持续性的调和） 正如COVID-19 在短短两年内改变了人们的生活、我们每天都面临着生活可能发生巨变的可能性。预计未来的风险将会增加，如气候变化、极端天气事件和灾害的增加。为了应对这样的环境，城市的性质必须改变。当然，如果我们能建造一座无论发生什么样的灾害或事故都不会出事的坚固城市，我们或许就能应对各种风险，但要建造这样一座城市几乎是不可能的。即使有可能，稳健的城市有时也会变得僵化，成为一个缺乏多样性和创新性的空间。未来的城市必须是有韧性的地方，能够根据环境的变化而灵活变化。而数字孪生在各个领域的应用能赋予未来的城市韧性，能够根据环境的变化而灵活变化。首先，城市需要创造能够减少环境影响、具有抗灾能力和居住安全的空间。例如，在办公建筑和住房中采用 ZEB及ZEH技术，通过利用人流信息和其他因素实现节能和去碳化，以及建立高效的能源网络，都将降低对环境的影响。此外，优化能源资源控制的建筑设施和最先进的应急解决方案将提高抗灾能力。

*来源 Hassell

数字孪生的实践案例

案例四：智慧防灾

*来源 PLATEAU

自东日本大地震发生以来，商业建筑和其他设施的管理者加大了工作力度，以确保设施内有足够的住宿空间和物资，以帮助灾害后人们能尽快的返回家园。在港区的滨松町和竹芝地区，正进行着东京竹芝等几个大型城市开发项目，这些项目导致了居住人口的迅速增加。在大规模灾害发生时，居住在这些地区的人们的支援需求也在增加。尽管在确保居住空间等硬件措施方面已经制定了数字标准以确保区域安全，然而在灾害发生时的避难指导等软性措施方面，仍存在着设施之间缺乏协调、市町村与民间设施之间的信息共享仍停留在纸张或电话等“模拟”阶段的问题。此次验证实验中构建了一个数字孪生环境，将东京港城市竹芝地区的BIM模型与竹芝地区的三维城市模型整合在一起。在此基础上，我们开发了一个应用程序，可以将用户发布的该地区拥堵情况、临时住宿设施的使用情况以及城镇受损情况等实时数据进行可视化。

*来源 PLATEAU

具体来说，这个应用程序将东京港市竹芝及其周边地区的临时住宿设施信息管理系统，与通过街道摄像头对周边地区拥堵情况进行可视化的系统整合到一个三维查看器上。该查看器建立在以东京港市竹芝的 BIM 数据为基础的 LOD4 建筑模型和周边地区的三维城市模型之上。在此基础上，我们开发了能够连接来自数据平台的信息的功能。我们整合了该地区的各种灾害和防灾信息，包括临时住宿设施的开放情况、空置率信息、危险区域和周边地区的拥堵情况等。该系统能够全面显示该地区的防灾信息，例如临时住宿设施的开放情况、空置信息，以及周边地区的危险点和拥堵情况等。我们开发的防灾区域管理支持系统具备多个交互功能，包括云端临时住宿设施状态管理、通过智能手机发布城镇受损信息、地方政府与设施管理者之间的通信和公告板功能等。通过该系统和这些功能，地方政府和设施管理者在灾害发生时能够实时共享信息，并在达成共识的基础上提供避难指导，确保人们能够顺利避难。

*来源 PLATEAU

通过使用基于三维城市模型的防灾应用程序（也就是防灾区域管理支持系统），这次验证实验成功地实现了在灾害发生时的高效信息共享，为地方政府设施管理者和居民提供了有效的疏散和支持。以下是从验证中获得的数据、结果和问题：地方政府能够及时与附近的临时住宿设施取得联系，并获取关于设施开放情况和城市受损情况的准确信息。这使地方政府能够更全面地了解灾害影响，快速做出决策，有效地发出避难指示。设施管理人员可以实时传递自己设施的开放情况，同时也能接收附近设施的信息。这样的信息共享使得设施管理更加协调，且能更好地应对紧急情况，确保避难设施的有效管理。居民能够提前获取避难行动所需的实时信息，包括可用的临时住宿设施、城市的拥挤状况和受灾情况等。这有助于居民更快速地做出决策，提高了疏散的效率。

问题和进一步改进

标准化连接： 今后需要在三维城市模型、BIM 模型和物联网数据之间实现更加标准化的连接。这将有助于更好地整合不同数据源，提高数据的可靠性和实时性。 扩展性： 在实际应用中，需要考虑将物联网设备（如摄像头和传感器）等集成到系统中，以获得更全面的城镇信息。因此，如何扩展系统以支持更多类型的数据输入是一个重要问题。 安全性： 随着数据的共享和传输，确保系统的安全性是关键。系统应该具备强大的安全机制，以保护敏感信息不受未经授权的访问。 用户体验： 确保系统用户界面友好、易于使用，以便各类用户能够高效地获取和共享信息，尤其在紧急情况下。

*来源 PLATEAU

参与用户的意见

从市政当局和设施管理者的反馈来看，该系统为他们提供了快速获取实时信息的能力，包括临时住宿设施的开放情况、城镇的受灾情况和拥堵情况等。系统还减少了人力成本，通过自动化信息传递，节省了在灾害发生时的通信和处理工作。他们也指出系统的三维可视化功能有助于疏散路线的决策和实施，特别是在紧急情况下。

未来展望

该系统在滨松町/竹芝地区的成功应用可以为其他地区的防灾和灾害应对提供借鉴，构建一个全国范围的高效应对体系。将不同地区的防灾地区管理支持系统连接起来，可以进一步提升整个国家的防灾和救灾水平。另外，构建的三维城市模型还有更广泛的应用前景。例如，可以将模型用于其他地区的数字化地区管理活动，实现人流信息的可视化等。这表明该系统不仅在灾害管理方面有潜在价值，还可以为城市管理和发展提供支持。总体而言，参与用户对该系统的反馈表明它已经在灾害应对中取得了实质性的成效，并且在更大范围内具有可行性和扩展性。系统不仅有望在灾害管理领域发挥作用，还为城市管理和发展带来了新的可能性。本次实验为实现更安全、高效的灾害疏散行动提供了有力的支持和启示。通过整合三维城市模型、BIM 模型和物联网数据，我们能够在灾害发生时迅速获取信息，协调行动，为城镇的安全提供更好的保障。

案例五：智慧商圈

*来源 PLATEAU

该项目正在积极推动地方经济的数字化转型（DX），与各地区的地方政府合作，通过提升在数据利用等方面相对滞后的地方旅游业水平，重振地方经济。随着新冠状病毒感染扩散对消费者生活方式产生影响，选择餐厅和酒吧的标准已转向是否能够提供安全可靠的用餐体验，并将这视为首要考虑因素。在这种背景下，该项目引入了一些系统，使人们能够无压力地获取餐厅信息，包括感染控制措施，同时也能实现无需接触店员的点餐系统。该项目以三维城市模型作为背景数据，为旅游胜地札幌的商业街构建了一个可视位置服务（VPS），并以此为基础开发了一款智能手机超级应用程序。该应用程序集成了高精度的AR餐厅指南和移动点餐系统，通过这种方式，用户可以通过自己的智能手机从搜索商店到订购菜单项目，实现了“非面对面、非接触式”的服务。通过这一实践，该项目将验证利用三维城市模型的旅游和餐饮体验服务是否有助于地区经济的可持续发展，以及是否能够实现安全可靠的城市生活方式。在用于 AR 餐厅指南的 VPS 中，使用了三维城市模型（LOD2）作为背景数据，并将通过三维测量获得的特征点作为补充信息进行了整合。此外，还开发了一个智能手机应用程序，将该系统与移动点餐系统相结合。在验证 VPS 在三维城市模型中的应用时，事先为每条街道设定了区域，首先根据 GPS 定位信息在几十米范围内识别（缩小）区域。此外，在 AR 应用程序的屏幕上，还显示了商家是否与符合新型冠状病毒感染对策，以及美食信息服务公司 Retty 提供的餐厅信息，并将其与 "非面对面、非接触式 "服务--移动订餐系统（Nice to meal you）结合使用。包括普通用户在内的约 200 名受试者在为期 10 天的公开测试中体验了这些服务，以验证其有效性。

*来源 PLATEAU

验证获得的数据、结果和问题

经过验证实验，以三维城市模型为背景数据构建的可视位置服务（VPS）被证实在作为面向普通用户的AR餐厅指南方面具有足够的准确性。实验还展示了将VPS与移动点餐系统相结合的应用程序可以通过非面对面和非接触的交互方式能够提供安全可靠的观光和用餐体验，从而有助于促进区域振兴，重振新冠疫情后的地区旅游业。然而，另一方面，在同质建筑密集、难以捕捉特征点的商业街等情况下，仅仅使用三维城市模型作为背景数据的VPS无法保证足够的定位精度。因此，本次实验不得不额外进行了三维测量，以弥补基于三维城市模型的定位的不足。然而，对于这种方法的商业化来说，仍需要进一步研究以下问题：如何仅仅利用三维城市模型来构建VPS的方法，以及如何将使用AR技术的旅游应用货币化。同时，还需要研究如何推广移动点餐系统，以及如何平衡旅游景点的非面对面、非接触交流体验的价值冲突。这些问题需要在深化验证的过程中得到更加详尽的探究。

*来源 PLATEAU

参与用户的意见

"这个应用不仅能够让我用自己的智能手机直观地搜索餐厅，还可以看到餐厅是否支持手机点餐以及是否拥有新北海道风格。在疫情后，我现在可以更放心地选择餐厅了" "AR系统真的很准确地显示了难以识别的商店入口和商店类型，这让我们能够轻松进入。如果能提前使用移动点餐来订购食物，就能在商店内的时间更少，也能让商店更加安全。"

未来展望

未来，希望将AR与VPS技术相结合的旅游体验扩展到更多领域。例如，将目标设施扩展到寺庙、神社、城堡以及其他旅游设施，并与旅游型的移动即时出行等其他服务进行联动，以提供具有吸引力的体验，同时保证安全和保障。此外，还计划增加多语言支持等功能，为恢复入境需求做好准备，为不熟悉当地情况或语言的游客提供安全感，让他们享受令人难忘的旅游体验。三维城市模型还将继续通过充分利用网络空间和物理空间，继续推动旅游领域的数字化转型计划，致力于提供更加令人满意和难忘的旅游体验，重振区域经济，实现区域的可持续发展，并为人们带来更加安全、可靠的城市生活方式。这不仅将在本地取得成功，还能够在全球范围内推广。

案例六：智慧观光

*来源 PLATEAU

日本观光厅正在积极推动一个旨在创造全新旅游内容和价值的项目，旨在打破传统消费模式的限制。该项目的目标是拓展游客的消费机会，提升他们的旅游消费水平。它立志于构建不受传统观念桎梏的创新旅游体验。

在最新的验证实验中，日本观光厅与国土交通省城市事务局紧密合作，运用XR技术以及基于高精度三维城市模型的位置识别技术。他们在横滨港未来地区推出了名为“XR观光巴士之旅”的全新观光体验，以验证这项服务的价值所在。在户外运营的公交车这一独特场景下，他们运用调度、预测和规划技术，创造了能够根据不断变化的交通状况自动调整的弹性观光内容。同时，借助三维城市模型，他们塑造了横滨地区的虚拟世界，通过开发反映现实世界物体前后关系的遮挡技术，进一步增强了这一元宇宙的沉浸感。

展望未来，随着自动驾驶社会的到来，旅行过程中将释放更多的非消费时间。作为开创性的先驱，将新创造的时间转化为全新消费体验是我们的追求。我们的目标是推广将XR设备嵌入移动设备，使车内度过的时间从单调的旅途转变为愉悦的体验。这将使游客能够在旅行中获得更多乐趣，从而打造出一个崭新的消费模式。

*来源 PLATEAU

此次演示实验采用了Synastasia公司开发的独特套件"Ride Vision Kit"，其中包含特殊规格的精密设备，作为头戴式XR设备的核心。同时特别制作了由NAKED公司制作的全新XR内容，名为"NAKED XR TOUR"。为了构建横滨港未来地区的元宇宙，该实验将三维城市模型与独立获取的高精度三维点云地图数据进行对齐。通过这种方式，我们打造了一个真实世界与虚拟世界融合的体验。为了在移动车辆和户外特殊环境中呈现增强现实（AR）和虚拟现实（VR）内容，我们利用三维城市模型作为遮蔽掩模进行了技术验证。这种方法可以让用户感受到虚拟内容与真实环境的无缝衔接，进一步提升了沉浸感和体验质量。

获得的数据、结果和问题的验证

该实验定期举行的旅游活动预订率接近90%，约有380人参与。这清楚地表明了XR技术受到了高度关注，并且具备吸引游客参与旅游活动的能力。在此次演示实验中，为了提升体验质量，项目开发者对数据进行了处理，使其比原始的三维城市模型数据拥有更高的细节水平（LOD），同时添加纹理和其他效果以使其更贴近现实，从而降低了视频制作成本，并提供更为身临其境的体验。然而，实验中遇到了一些问题。恶劣的天气条件以及设备接触不良等问题突显了移动公司内部XR体验整体满意度所面临的挑战。这些问题提醒我们在推进XR技术应用时需要更多考虑不可控因素，并采取适当的解决措施以提升用户体验。

*来源 PLATEAU

参与用户的评论

"实际与虚拟的首次融合给我留下了深刻印象。能够看到自己的手部动作如何被准确检测并反映在图像中，真是非常有趣。遮挡技术的运用使体验比其他类似的体验更出色。我可以感受到高水平的技术，它有效地避免了交通状况对内容的影响。如果节目内容能更贴近横滨本地特色，我相信人们今后将会更愿意在这里停留。"

未来展望

期待进一步的技术发展。例如，利用5G技术将设备变得更加轻便，使校准软件实现全自动化，还有将护目镜等硬件实现无线化和轻量化。另外，通过充分发挥最新技术和设计视频内容，在未来希望能够打造全新的旅游业务，这不仅可以为当地带来门票收入，还能够激发更多人探索和游览该地区。

总结

字孪生技术将会在实现净零排放和逐渐变化的环境方面产生重要影响，甚至可以将人类行为与其他因素结合起来建模，以确定在面对洪水、火灾、流行病等灾害时的最佳反应策略。这种技术正越来越广泛地应用于制造业、工程设计和物流领域。尽管该技术已在多个行业得到应用，但其需求将持续不断地增长。根据信通院数据统计，数字孪生市场增长潜力大，具备广阔的发展空间。 2022年全球数字孪生市场规模达到77亿美元，同比增长57.1%。预计未来全球数字孪生市场仍保持高增速，2025年市场规模达到305亿美元。

总体来看，数字孪生所带来的产业价值是巨大的。它具备潜力在几乎所有生活领域产生深远影响，从环境保护到紧急响应，再到建筑重建，都有可能通过数字孪生技术取得显著的进步。

THE END

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