数字孪生技术:改变道路工程及其生命周期应用
2025-06-27 12:00
来源:《工程学》杂志
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近日,《工程学》杂志发表了一项关于数字孪生(DT)技术在道路工程及其生命周期应用潜力的研究。在全球道路基础设施面临数字化挑战的背景下,DT技术成为颇具前景的解决方案。

该研究由同济大学和哈尔滨工业大学(深圳)的学者团队开展。研究团队系统地回顾了数字道路技术赋能技术,涵盖模型创建、状态感知、数据处理和交互等方面。目前,道路工程领域的数字道路技术发展迅速,但仍处于发展阶段。当前研究主要集中在数据感知和虚拟模型创建,而实时数据处理以及物理模型与虚拟模型之间的交互还需进一步探索。

道路工程中的数字化转型(DT)已应用于从规划设计到拆除重建的全生命周期阶段。在规划设计阶段,DT可将工程数据与环境条件结合,优化路线选择和路面设计。例如,基于DT - MCDM - GIS框架(MCDM指多准则决策,GIS指地理信息系统)的城市道路规划方法已在英国布罗姆利成功应用。施工期间,DT技术有助于资源配置、质量控制和进度监控。在运营和维护方面,它在监测路面健康状况、管理道路资产和制定维护决策方面至关重要。不过,目前在拆除重建阶段的DT应用较为有限。

尽管数字路面数字化技术潜力巨大,但在道路工程中的应用仍面临诸多挑战。业内缺乏统一的理解和标准,不同研究对数字路面数字化技术的解读不同,且目前尚无专门针对道路工程数字路面数字化系统构建的标准。此外,赋能技术也需进一步创新,如数字路面建模工具缺乏多样性,需加大力度整合路面表面模型和内部模型;数据采集和交互技术也亟待改进,例如提升数据融合能力和实时互操作能力。

研究人员建议,未来应努力建立统一标准,开发创新的感知和数据交互技术,优化开发成本,并扩大生命周期应用范围。通过这些努力,数字孪生技术有望为道路工程带来更多益处,提高其效率、安全性和可持续性。本研究全面概述了道路工程中的数字孪生技术,为该领域的未来研究和发展提供了宝贵见解。

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