2020年，國家發改委印發的《關于推進“上云用數賦智”行動，培育新經濟發展實施方案》明確提出，要圍繞解決企業數字化轉型所面臨的數字基礎設施、通用軟件和應用場景等難題，支持數字孿生等數字化轉型共性技術。2021年3月，“探索建設數字孿生城市”首次被納入“十四五”規劃，為數字孿生城市建設提供了國家戰略指引……一系列政策文件接連推出，都在證明數字孿生正在成為新基建、新經濟、數字中國等國家發展戰略中的關鍵技術。

 

實際上，數字孿生并非全新的技術概念，從最早被應用到太空航天等領域，到隨后幾十年的發展過程中，數字孿生的理念和技術形態都經歷了很多輪的演變，包括從現實場景重現，到實時數據映射，再到預測推演計算乃至對現實世界的干預控制等多個階段。

 

隨著數字孿生技術的逐漸成熟，交通、制造、能源、金融、醫療等領域在不斷拓展應用數字孿生技術，提高工作效率，改善管理水平，并不斷對數字孿生提出更多的需求。實時數字孿生技術由此應運而生。

 

實時數字孿生閉環：數據是基礎、模型是核心、服務是重點

 

基于數字孿生各演進階段的關鍵技術，騰訊融入了自身對于數字孿生產業化應用的理解，提出了“實時數字孿生”的理念，并將其作為數字孿生在智慧交通、智慧城市、智慧能源等領域實現落地的突破口。

 

騰訊交通平臺部、自動駕駛總經理蘇奎峰指出，實時數字孿生以5G和先進通信網絡為基礎，融合騰訊的感知、計算、仿真推演和反饋觸達能力，并通過通信網絡構建一個可計算的數字化空間，在這個可計算的空間里面，我們可以對物理空間進行描述、診斷、預測、決策，最終實現閉環的控制，虛擬世界能夠干預或者控制物理世界，助力實現物理世界的數字化治理。

 

為了構建實時可計算的數字孿生體，騰訊整合了在云計算、物聯網、大數據、AI、仿真、游戲技術等方面的優勢和能力，包括云渲染，以及基于虛實融合、預測推演等技術實現的虛擬仿真等，以此打造全感知、全連接、全場景、全智能的數字孿生產品，助力智慧產業數字化轉型。

 

騰訊實時數字孿生核心技術支撐

騰訊智慧交通副總裁施雪松介紹，整個騰訊實時數字孿生體系所需的核心技術，全部都由騰訊自研，項目的研發與建設得到了集團的全面支持。聚焦感知、分析、計算和AI深度學習等領域的核心技術，騰訊打造了實時數字孿生平臺。平臺通過高精度三維重建精準還原現實世界，打造三維可計算空間，再基于機理模型、數據驅動模型進行實時仿真計算和自動化動態優化，同時利用高保真云渲染能力和智能終端觸達能力，幫助用戶進行實時監控、系統交互操作和設備自動控制，形成服務閉環。

 

在構建上述閉環的基礎上，騰訊還運用通信和計算技術打造了橫縱向“雙引擎”，通過激發各環節的效率極限以實現“實時”孿生。其中，縱向引擎為物理空間中的傳感設備向仿真空間傳輸數據的過程加速，核心是利用5G云化核心網、4G/5G混合應用以及C-V2X等先進通信網絡，實現整個孿生系統的低延時通信。橫向引擎為云端數據流式計算、分布式計算和數據同步等過程加速，助力實現對高并發場景下海量數據的“實時”計算，延時僅為100毫秒，相當于人類的眨眼時間。

 

實時數字孿生技術在智慧交通、自動駕駛研發測試、智慧城市、智慧能源等領域已經展開產業應用，同時，也將在沉浸式會議、體育訓練輔助、娛樂、文旅、購物等領域為個人提供更具科技感的體驗。目前，騰訊正面向各行業提供實時數字孿生開放平臺，與更多合作伙伴、開發者共同構建豐富的應用生態，拓展技術落地應用場景。

 

蘇奎峰表示：“騰訊不光著力于數字孿生的產業落地，我們在標準體系上也做了很多推動工作，尤其是在國際標準組織ITU牽頭了國際首個智能交通系統數字孿生標準。目前我們正在梳理騰訊實時數字孿生的標準體系，并在國際和國內都逐步建立完善這樣的標準體系，推動標準、技術、產業同時發展、落地。”

 

實時數字孿生及OS系統，成為產業數字化轉型基礎設施

 

施雪松指出，實時數字孿生將作為未來核心技術之一，加上物聯網、數據中臺、OS、智能網聯等，構成一個完整的數字化底座，支撐起各領域的數字化轉型升級，而實時數字孿生的根本目的就是能夠更逼真、更鮮活、更容易被理解、更容易表示和運行物理世界。

 

當前，騰訊智慧交通正深度助力國家“雙智”建設，推動“智慧的車”、“智慧的路”構建起“智慧城市”。騰訊參與的智慧高速、智能網聯先導區的道路設備商，新增了一雙雙“智慧之眼”：高性能毫米波雷達、高清攝像頭……道路上實時的天氣、車流及環境信息，都通過5G網絡傳輸到實時數字孿生平臺上，經過系統在上帝視角精準運算、推演，路上來來往往的車主通過小程序或者app，即可接收到系統發出的交通調度服務信息，以及時躲避擁堵，避免事故。在提升安全通行能力的同時，實時數字孿生采用的雷達感知技術，具備高可靠性、維護成本低，同時只需對動態交通流信息進行分析，實現了對個體數據信息的有效保護。

 

大霧天氣高速公路實時數字孿生

針對國省干道的路口和工業園區等場景，騰訊智慧交通推出了安全型產品——“哨兵”，基于實時感知的交通流信息，在云端生成孿生場景，用于安全巡查、預警和應急的推演，可靈活部署，以網頁等形式輕松登錄應用。

 

全息路口實時數字孿生

不僅是道路的數字化升級，面向軌道交通、民航、港口甚至更廣泛的工業領域，施雪松談到，“如今，產業的數字化必須建立在一個全新的數字化底座上面，實時數字孿生的能力將在這個底座上面發揮作用，再結合騰訊面向工業互聯網的OS系統，企業才能夠把它真正的底層能力和已經建成的若干IT系統的數據統一的納管起來，實現不同系統設備和數據納入管理之后，我們才可以很好地構建一個孿生系統出來。孿生系統構建出來以后，我們就可以通過更好的開發工具來提供低代碼的業務編排能力，低代碼的策略引擎，便于企業更容易的更低成本的調整和優化業務流程。”

 

基于騰訊與廣州地鐵聯合構建的穗騰OS，廣州地鐵新建了一個防洪抗汛的模塊，過去可能需要投幾千萬、花六個月以上的時間，如今數字化底座上只需要花兩周就可以實現全面的部署。實時數字孿生和OS系統將為產業的數字化帶來根本性的改變。

 

在生態環境治理方面，騰訊在北京市生態環境監測中心發起的“場地土壤污染成因與治理技術”重點專項中，運用實時數字孿生技術將現實中的生態環境治理全程映射在數字孿生世界，以實現生態環境決策的科學化、精準化、高效化。在智能生產和制造領域，騰訊能源數字孿生可以快速構建3D可視化模型，實現遠程高逼真、沉浸式的能源管控，同時可以對監控圖像進行智能分析，自動識別設備缺陷和環境異常，全面提升能源企業生產效率和安全水平。

 

實時數字孿生作為一項“虛實結合”的數字化轉型基座技術，未來必將在智慧城市、智慧交通、智慧工業、環境、能源、民生等各個領域迎來價值爆發。實時數字孿生技術如果作為一種工具逐步被推廣開，城市和企業的管理者，可以用比過去先進得多的、可推演、可預測的技術來進行模式的改變和創新，實現效率的提升。正如施雪松總結，現實世界的管理工具，因實時數字孿生而將得到根本性的改變。

(新媒體責編：pl0902)