数字孪生轨道交通：“智慧化”监控疏通城市运行痛点

始于出行，融于生活。“双碳”战略目标的提出，为智慧城市建设创造了新的机遇，智慧交通作为城市引导承载低碳出行的骨干交通方式，已成为当今时代各地区作为推进城市高质量发展的重要目标。

伴随着城市轨道交通运营水平的精进不休和运营规模的急速扩张，智慧城轨的构建可谓是“新基建”中具有代表性的领域。将城轨交通各链路系统及多类型服务，与空间感知、移动互联、云计算等技术深度融合，集中实现城市空间、城轨分布、城轨运行动态的数字化呈现，最终完成实景动态监测感知、指挥调度、事件联动等功能，打造全生命周期的数据治理体系。

图扑软件应用自研 HT 产品，无缝融合 2D、3D 可视化技术，构建一套轻量化的青岛城轨数字化综合运维解决方案。初始界面以三维中国地图为背景，以青岛为基点，选以宏观视角突出城市整体城轨线网布局，再下钻至各站点查看对应车站的运行状态，场景过度顺滑尤为自然。

智慧城轨三维可视化监控机制，覆盖了城轨规划、建设、运营、维护全业务流程。精细化的管理模式，解决了目前设备维护、人员调度、客运服务及应急指挥中存在的诸多难题，加速推进了城轨服务水平、生产效率、运营安全数据的全域感知、可控、分析、共享，为用户打造全城态势一屏感知的智慧运营中心。

线网可视化

Hightopo 应用 HT for Web GIS 产品搭建轨道交通实景孪生底座，一图呈现所需范围内的轨道交通关键数据。选用醒目的高亮流光效果，聚焦视野至关键交通枢纽，全面展示各车站站点、防台防汛点、值守点、物资备件点等物理位置分布及实时状态信息。

通过感知元件叠加图扑软件丰富的可视化图表和动画效果，归集各线路中关键人员、设备、紧急事件、预警告警等动态运作参数，展示于两侧 2D 组态面板中，为城轨线网多维度运维需求，提供简洁清晰的数据阐述。

HT for Web GIS 产品的定位在于运用其强大的可视化技术，将地理信息系统（Geographic Information System，GIS）的数据进行丰富的可视化形式呈现。支持对不同地图瓦片服务或数据、航拍倾斜摄影实景的 3DTiles 格式数据以及城市建筑群等不同的 GIS 数据的加载。能够与 3D 场景准确同步，既保留了 GIS 引擎的效果和功能，又不去限制设计师在 3D 场景中的发挥。

城市鸟瞰

青岛位于山东半岛南端，“红瓦绿树，碧海蓝天”的城市风景；旖旎壮美的海滨风景线；典型欧陆风格的多国建筑，山、海、城的相融，让青岛成为了黄海之滨的明珠。

景点介绍

点击青岛北站按钮下钻至城市场景，图扑软件根据城市的 CAD 图、鸟瞰图、设备三视图等资料，数字孪生青岛城市，高精度建模还原各大景点。

城市漫游

支持针对各景点进行空间漫游，所及路径将展示各景点相关信息，360° 全方位无死角浏览城市的每个角落，为用户带来强烈、逼真的感官冲击。图扑软件 HT 引擎实现可交互式的 Web 三维场景，通过鼠标即可进行场景的旋转、平移、缩放操作，还支持触屏设备的单指旋转、双指缩放、三指平移。

可依照用户需求定制科幻、写实或更多风格的城市地块、楼宇、环境等，帮助提升整体的对外形象。

客流信息可视化

利用先进的目标检测、识别、跟踪技术，计算追踪人群密度、出入人员体温、违禁品等特征指标，监测公共场所中人流安全与客流规律。科学预测旅客波峰时间段，协助管理者均衡分配在岗人员，提高车站的服务质量和旅客的出行体验。

将信息、技术、设备与交通监管制度有机结合，通过配置城市地面、车载详情、轨道运行、客流运营等全方位态势，进行多源异构的数据整合。覆盖城轨总体态势监测、人口分布分析、枢纽态势监测等业务领域，构建人、机、物、态等要素的全面互联，有效提升跨部门决策和资源协调效率。

城轨漫游巡检

以往传统城轨设备部署分散、资源信息独立、业务效率低下，且以 2D 为主的监控界面早已不适用于现代化城轨复杂的应用场景。

车站设备可视化

Hightopo 三维智能巡检场景，将站厅内的人体测温、炸探、液探、X 光机、闸机、电梯等关键设备动态一一渲染复现，深度集成电力、环境、门禁、电能质量等监控系统，联动后台接入真实数据，通过 3D 视图感知设备与资产的信息属性，如点击设备模型，查询单个设备的故障、位置、状态等数据信息。

漫游巡检功能根据增设的多类型巡检内容和多条巡检路径，选用第一人称视角进行全时段自动巡视。满足不同类型资产的运维管理特性，确保资产信息有据可循。

列车漫游巡检

基于时间、空间、质量等多维参数，对列车环境、自动控制、供电系统自动化等物理系统部署动态监测。当识别到烟感探测器、摄像头、屏蔽门或人员行为异常等告警事件时，系统立即对预警位置启动定位诊断，并告知相关人员采取如客流疏散、消防联动、应急调度等指挥调控。

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亦可人工点选列车上每处设施，查看设备编号、名称、位置等信息，对列车车厢内的实时图像进行监控和管理。实现驾驶人员与车站值班人员、控制中心调度人员、车辆段车务人员之间的双向通信。打造资产管理、状态监测、风险预警、故障诊断的数据监控闭环。

列车运行态势可视化

图扑软件 HT 引擎支持无缝融合 HTML5 各项多媒体功能，联动各安防子系统，对列车全域展开安防动态监测。搭载新一代车地通信、北斗导航定位系统、环境感知及 5G 通信技术，将轨道与隧道状态同步上传，为列车进出站的作业态势及运行地理轨迹，提供精炼、高频、详尽的数据支撑，强化列车对行车空间及车上空间信息的感知能力。

图扑软件 B/S 架构的优势，可满足用户随时随地使用 PC 、 PAD 或是智能手机，通过浏览器访问需求界面，实现远程监查和管控。

智能预警

为遵循智慧车站“安全可靠、需求导向、经济合理”的发展原则。基于空间、时间、指标等多个维度，搭建各类焦点事件阈值告警触发规则，当超过性能既定阈值指标时，以定位闪烁方式来告知管理人员问题位置，搭配 2D 组态面板弹窗显示故障原因。运维人员可结合生成历史追溯比对、运行报告、优化方案等多层面分析，制定可行的设备维修计划。

将杂乱的数据进行精简提炼，并结合交通领域专业的数据模型和分析算法加以实时分析判断，帮助获取数据的更高价值，以此加强设备运行状态的监测广度与深度，提升车站内日常资产的检修效率，充分实现防微杜渐的目的。

施工管理

智慧施工针对施工现场“人、机、料、法、环”各环节要素展开实时感知监测。为确保城轨施工流程的规范性，图扑软件运用二三维可视化引擎、GIS、视频融合等技术，联合施工生产、质量、安全等关键因素，创建透彻感知、数据共享、互联协同的数字化平台。

选用图扑多样化图表、图形、设计元素，对出勤统计、项目进度、施工分布、设备车站运转、施工成本进行不同维度的数据解释。多视角理性整合施工现场及周边情况，帮助用户轻松追溯生产环节的产出比例，避免了不必要的现场签到或用工材料的浪费。

相比于传统的二维组态监控系统，三维组态监控场景更加直观、简单、高效，便于快速识别异常信息。亦可通过新兴视频融合技术，将视频无缝嵌入到场景中，真实还原现场实景。

通过连接智能传感器，对现场塔吊、升降机、挖掘机等作业设备作业远程监控，3D 立体展示设备的施工效果和施工状态。打破传统人工监测的作业形式，实现建造过程的环境、数据、行为三个透明，满足业务环节扁平化、网格化、绿色化的监管模式。

图扑软件结合 BIM 三维建模，可实现施工前、中、后期协调全过程动态预演，如获取地表、空间尺寸、做地基、回填等。不仅将密集的线网管道，形成一个清晰的剖面图，还能把施工对象以三维立体形式展现出来。克服了传统平面图纸无法直观敷设的问题，大幅度提升施工效率、降低施工损耗。图扑软件 HT 的轻量化方式在传统的 BIM 技术上做出了全新的改变：

HT 具有轻量化、低成本的优点，企业无需再购置笨重昂贵的 BIM 软件；

起点低、效果好，传统 Web 开发人员也可轻松上手，借力 HT 强大的 3D 渲染效果即可做出高仿真施工场景。

突发应急处理

为高度完善公共突发事件的应急预案，Hightopo 支持建立面向设施联动、运行架构、乘客管理的公共突发事件应急管控体系。

当识别携带危险品或防灾救援应急事件时，系统迅速定位事故地点，将危险源、隐患、事故数据相联动，依据风险级别，相应发布应急信息、广播、PIS 联动播报，协助规划疏散车站乘客。提供监测预案、应急预案步骤、信息发布或恢复重建等相关内容，方便用户及时跟踪、推进、反馈事件处置。

支持根据事件的演变规律以及城轨耦合风险、运营安全压力、社会覆盖范围等综合态势，整合信息、事件、联动资源，根据应急预案流程进行相应的分类，一键指挥调度消防、公安、医疗等各类资源的联动部署。打通跨行业、跨部门、跨层级的协同调度指挥，达到“一张图”式可听、可视、可互动的可视化指挥目的。

智慧城轨可视化解决方案凭借先进的人机交互方式，实现数据融合、数据显示、数据监测等多种功能。可普遍应用于轻轨、地铁、有轨电车、磁浮、单轨等轨道交通系统监控管理。

轨道交通的数字化转型本质上是城市建设历程的一个缩影。整套方案中，图扑软件智慧城轨突破软硬件之间的信息壁垒。通过集成多套有关业务系统，汇集海量、高频、精细的数据依据，在精准的数据分析下，展现客流、列车、车站的实时数据变化，重塑城轨系统中人、车、物同管理之间的关系。

形成从整体到局部、从地表到地下、从静态到动态、从单系统到多系统、从室内到室外的应用价值共享。为城轨交通加快绿色低碳转型、提高能效水平、推进城轨行业做好“碳达峰、碳中和”工作提供数据支撑。

图扑软件不仅在三维组态行业应用中游刃有余，其先进的组态界面也非常适用于实时监控系统的界面呈现。

同 InTouch/IFix/WinCC 传统组态软件相比，图扑基于 Web 的平台更适合 C/S 向 B/S 转型的大趋势，多元素丰富的可视化组件和快捷的数据绑定方式，可用于快速创建和部署。结合 VR/AR 展示，更能让用户沉浸在虚拟环境中进行体验。构建现代化、跨桌面、移动终端的企业应用，无需担忧跨平台兼容性及触屏手势交互等棘手问题。

审核编辑 黄昊宇