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自20世紀(jì)90年代以來，中國一直在探索模擬系統(tǒng)在交通行業(yè)的應(yīng)用價值，并在規(guī)劃、設(shè)計、運營管理等環(huán)節(jié)實施。經(jīng)過十多年的發(fā)展，交通模擬技術(shù)也在迭代。近年來，數(shù)字雙胞胎等技術(shù)的出現(xiàn)引起了政策和行業(yè)的廣泛關(guān)注。

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數(shù)字雙胞胎不僅可以模擬和再現(xiàn)物理世界，還具有分析、演繹和優(yōu)化的功能，實現(xiàn)物理世界與虛擬世界的實時互動，是交通工業(yè)實現(xiàn)數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)和智能發(fā)展的重要技術(shù)手段。

5月17日，中國模擬學(xué)會建模與模擬專業(yè)委員會與賽文交通網(wǎng)聯(lián)合主辦了道路交通模擬與交通數(shù)字孿生應(yīng)用實踐在線研討會&模擬技術(shù)總監(jiān)孫馳天應(yīng)邀參加，并分享了《數(shù)字孿生模擬技術(shù)在自動駕駛和智能交通中的應(yīng)用》的主題演講。

騰訊實時數(shù)字雙胞胎技術(shù)可以提高自動駕駛研發(fā)和測試的安全性，降低時間和資本成本，加快自動駕駛的實施。孫說：騰訊實時數(shù)字雙胞胎也可以在全天候交通要素數(shù)字雙胞胎的基礎(chǔ)上進(jìn)行計算和演繹，為交通運營經(jīng)理和普通司機(jī)提供決策依據(jù)。

自動駕駛加速器和工具箱

自動駕駛是當(dāng)前交通領(lǐng)域的前沿技術(shù)和市場焦點。然而，在自動駕駛著陸的過程中，該行業(yè)也面臨著許多問題。

據(jù)孫馳天介紹，感知算法訓(xùn)練數(shù)據(jù)采集標(biāo)注成本高是自動駕駛落地的難題之一。 自動駕駛的感知算法需要大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)來覆蓋不同的天氣和路況，他說，不同國家和城市的數(shù)據(jù)不同，導(dǎo)致全球第三方數(shù)據(jù)收集和標(biāo)記的年成本約為10億美元。

此外，自動駕駛技術(shù)在著陸前需要進(jìn)行大量的測試和驗證。根據(jù)蘭德智庫之前發(fā)布的研究報告，一個自動駕駛系統(tǒng)需要測試110億英里才能滿足大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用的條件。在實際情況下，要達(dá)到這樣的標(biāo)準(zhǔn)無疑面臨著時間和成本的高成本門檻。

利用虛擬仿真系統(tǒng)完成算法的開發(fā)和回歸測試已成為自動駕駛破壞的關(guān)鍵之一，并已廣泛應(yīng)用于該行業(yè)。例如，谷歌的無人車公司是自動駕駛的領(lǐng)先企業(yè)Waymo，雖然實際路測只有2000萬英里，但已經(jīng)完成了150億英里的模擬測試。

孫馳天認(rèn)為，自動駕駛虛擬模擬測試具有安全性、成本低、迭代快等優(yōu)點。在虛擬世界中測試自動駕駛車輛不會有安全風(fēng)險。同時，模擬測試節(jié)省了現(xiàn)場調(diào)整參數(shù)等環(huán)節(jié)，節(jié)省了時間和成本。他說：此外，通過模擬測試的回歸驗證，可以通過0滿足智能在線車輛自動駕駛和高級輔助駕駛算法TA需要快速迭代。

為此，騰訊從0到1構(gòu)建了類似電影《頭部玩家》中綠洲的模擬系統(tǒng)—TAD Sim，自動駕駛算法通過加載不同的關(guān)卡和副本進(jìn)行驗證。TAD Sim背后體現(xiàn)了騰訊在幾何還原、邏輯還原、物理還原、高并發(fā)云模擬等方面的能力和優(yōu)勢。

幾何還原可以進(jìn)行三維場景的高精度重建和后續(xù)的傳感器模擬。邏輯還原可以再現(xiàn)機(jī)動車、非機(jī)動車、行人等動態(tài)元素在現(xiàn)實世界交通流中的行為軌跡。孫說：物理還原原則可以模擬真實環(huán)境中的物理細(xì)節(jié)，如風(fēng)和摩擦。高并發(fā)云模擬適用于自動駕駛模擬測試對海量場景庫快速驗證的需求 。”

我們對自己的定位是自動駕駛的研發(fā)IRISO代理、落地工具箱和加速器。孫馳天說。TAD Sim與國家智能網(wǎng)絡(luò)汽車（長沙）試驗區(qū)、國家汽車質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（湖北）、公安部交通管理科學(xué)研究所、深圳坪山智能網(wǎng)絡(luò)交通試驗示范平臺等試驗機(jī)構(gòu)和國內(nèi)外多家領(lǐng)先汽車企業(yè)達(dá)成合作。

從道路到城市

數(shù)字真實三維場景的數(shù)字景

數(shù)字雙胞胎與大數(shù)據(jù)、云計算、高精度地圖、深度學(xué)習(xí)等能力的結(jié)合，可以參照現(xiàn)實世界快速自動構(gòu)建三維場景，繼續(xù)學(xué)習(xí)、訓(xùn)練和進(jìn)化自己，基于有限的數(shù)據(jù)收集生成大量場景，形成數(shù)據(jù)和場景的全過程閉環(huán)。

事實上，基于實時數(shù)字雙胞胎等技術(shù)的自動駕駛模擬測試并不局限于在線算法訓(xùn)練。虛擬和真實集成的測試場景也適用于離線車輛的真實測試。TAD Sim 在國家汽車質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（湖北），建立了總里程100公里、與真實場景相似的三維環(huán)境和場景庫，包括數(shù)百個場景。

TAD SIM數(shù)字孿生仿真場景

我們通過線下收集車輛收集靜態(tài)場景的真實三維數(shù)據(jù)，注入行人、動物、障礙車等虛擬動態(tài)元素AR將其形式疊加到被測車輛的傳感器單元中。孫馳天說：這樣，在完全開放的測試場中，被測車輛理論上可以體驗到無限多樣化、無限組合的測試場景。

然而，從測試道路到完整的城市，如果我們?nèi)匀灰蕾囀占�車真實收集的�?shù)據(jù)，構(gòu)建三維場景，無疑將面臨巨大的時間和成本挑戰(zhàn)。孫馳天說：基于騰訊地圖 我們可以完全自動生成城市級的場景。據(jù)他介紹，騰訊利用實時數(shù)字孿生技術(shù)重建了北京五環(huán)約576平方公里的區(qū)域，其中11萬多棟建筑和所有道路、植被和水系統(tǒng)都在一天內(nèi)自動重建�！�

騰訊地圖 城市場景自動生成衛(wèi)星圖數(shù)據(jù)

同時，騰訊在重建城市維場景的基礎(chǔ)上，為了解決自動駕駛測試過程中長尾效應(yīng)的問題，騰訊還建立了這樣一個基于云中高精度地圖的虛擬模擬平臺。

我們在平臺上24小時覆蓋自動駕駛測試車輛和其他動態(tài)交通流×孫馳天說：通過監(jiān)控模塊，可以實時監(jiān)控每輛被測自動駕駛汽車的行為。當(dāng)超速、壓線、闖紅燈等違規(guī)行為發(fā)生時，場景將自動識別提取并補充到場景庫中。

智能交通領(lǐng)域

數(shù)字孿生大有可為題

對于城市宏觀、中觀、微觀場景的自動重建，可以根據(jù)實時交通大數(shù)據(jù)準(zhǔn)確模擬和恢復(fù)交通流量，不僅對自動駕駛測試具有重要意義，而且在智能交通領(lǐng)域也具有重要應(yīng)用。

騰訊實時數(shù)字真實場景可視化的數(shù)字雙胞胎產(chǎn)品不同，騰訊實時數(shù)字雙胞胎系統(tǒng)強調(diào)擬可視化的基礎(chǔ)上，可以在虛擬數(shù)字空間中計算和演繹真實環(huán)境，為交通管理者和普通司機(jī)提供決策依據(jù)，提高交通安全性和效率。

基于實時雙胞胎模擬系統(tǒng)，交通管理者可以在虛擬世界中演練不同交通異常事件對真實交通環(huán)境的影響，如道路維護(hù)，從而做出更好的管理和決策，提高交通運行效率。孫馳天說：實時數(shù)字雙胞胎模擬系統(tǒng)可以演繹未來的交通狀況，，例如，相關(guān)部門可以根據(jù)模擬演繹的結(jié)果決定何時施工道路，以盡量減少對交通的影響�！�

騰訊智能交通實時孿生系統(tǒng)

當(dāng)然，實時雙胞胎在交通領(lǐng)域的應(yīng)用離普通人并不遙遠(yuǎn)。對于車輛駕駛員，實時雙胞胎系統(tǒng)還原和再現(xiàn)周圍實時交通狀況的結(jié)果也可以發(fā)布到移動智能終端，如手機(jī)和汽車機(jī)器，以幫助駕駛員的駕駛決策。

特別是在特別是在夜間或惡劣天氣能見度低的環(huán)境中，很難通過人眼判斷真實的交通狀況，，但依靠實時雙胞胎系統(tǒng)恢復(fù)車道級交通狀況，司機(jī)可以及時掌握更多信息，并得到異常情況的提醒，這對普通人的安全駕駛非常有幫助。

騰訊智能高速實時孿生系統(tǒng)

目前，在廣東省一個城市的跨河大橋上，騰訊正試圖通過三維重建技術(shù)和實時雙胞胎技術(shù)并通過三維重建技術(shù)和實時雙胞胎技術(shù)推斷交通狀況，為交警部門提供指導(dǎo)計劃，方便其決策。在天津西青等車聯(lián)網(wǎng)試驗區(qū)和示范區(qū)，騰訊還利用實時雙胞胎技術(shù)探索了微中宏交通雙胞胎系統(tǒng)的應(yīng)用。

去年9月，騰訊與江蘇交通控股有限公司成立了收費站數(shù)字孿生聯(lián)合實驗室。目前，基于騰訊云的云實時數(shù)字孿生系統(tǒng)已完成與江蘇交通控制調(diào)度云的融合，初步實現(xiàn)了從調(diào)度云到數(shù)字孿生系統(tǒng)的二三維一體化轉(zhuǎn)型。

隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)字與真實集成的背景下，虛擬化不斷進(jìn)入現(xiàn)實，數(shù)字雙胞胎技術(shù)也將成為交通精細(xì)管理和決策的加速器，成為普通人安全高效出行的數(shù)字保障。