[发明专利]一种基于数字孪生的智慧城市轨道交通线网管理系统

说明书

本发明提出了一种基于数字孪生的智慧城市轨道交通线网管理系统。智慧城市轨道交通线网管理系统包括物理城市轨道交通线网系统、虚拟城市轨道交通线网系统、城市轨道交通线网服务系统、城市轨道交通孪生数据系统。物理系统基于新型信息通讯技术实现数据智能采集；虚拟系统是将物理线网系统数字化模型的集合；服务系统是数据驱动的各类服务系统功能的集合，用于对物理系统智能化管控提供支持和服务；孪生数据系统包括以上三者相关以及融合产生的数据。本发明将以上四者进行集成，能够实时监控调整城市轨道交通线网系统各个环节的作业流程及其相关设备，了解实际运行情况，还能够进行动态的控制，优化地铁的运营过程，提高整体的作业效率。

技术领域

本发明涉及城市轨道交通信息化领域，具体涉及一种基于数字孪生的城市轨道交通线网管理系统。

背景技术

“智慧交通”是指在交通领域中充分运用物联网、云计算、人工智能、自动控制等技术，对交通管理、交通运输、公众出行等交通领域进行管控支撑。

Digital Twin数字孪生：是充分利用物理模型、物联网、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相应的实体系统的过程。数字孪生主要由四个主要部分组成，分别是物理空间的实体产品；虚拟空间的虚拟产品；物理空间和虚拟空间之间的数据和信息交互接口；服务系统。数字孪生透视城市轨道交通系统的运行规律，有助于达到对城市轨道交通运行的状况可见、对常发以及偶发性问题可辨、对系统日常业务流程可管、对列车行车中断异常可控、对管理者以及广大出行者可服务的目的。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足，本发明提出一种基于数字孪生的智慧城市轨道交通线网管理系统，将数字孪生技术用在智慧城市轨道交通线网的建设上，使得智慧城市轨道交通线网的建设更加智能完善。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案如下。

本发明提供一种数字孪生的智慧城市轨道交通线网管理系统，包括物理城市轨道交通线网、虚拟城市轨道交通线网、城市轨道交通线网服务系统、城市轨道交通线网孪生数据系统：

所述物理城市轨道交通线网系统是通过信息化的系统或信息管理平台实现与人的交互以及设备的监测；

所述虚拟城市轨道交通线网系统是通过3D建模技术对物理城市轨道交通线网系统进行全真建模，是将物理城市轨道交通线网系统的各要素数字化后模型的集合，能够高保真地还原城市轨道交通线网系统的建筑结构、管道系统、通风空调系统、电梯系统、安全警报系统等，同时涵盖所有的几何、材料和状态信息，能够用于对物理城市轨道交通线网系统的运行过程进行实时模拟；

所述城市轨道交通线网服务系统是数据驱动的各类服务系统功能的集合，用于在城市轨道交通线网孪生数据驱动下对城市轨道交通线网智能化管控提供系统支持和服务，包括对虚拟城市轨道交通线网系统模拟的乘客路线规划引导方案进行分析评估和优化，以及对城市轨道交通线网系统整体的调度和安排进行优化；

所述城市轨道交通线网孪生数据系统包括物理城市轨道交通线网系统、虚拟城市轨道交通线网系统、城市轨道交通线网服务系统产生的相关的数据以及三者融合产生的数据，用于为城市轨道交通线网服务系统提供数据集成与共享平台。

有益效果：本发明首次提出基于数字孪生的技术来进行智慧城市轨道交通线网系统的建设，和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

在保证公共安全的前提下，提升乘客在地铁车站的出行体验，如通过智能筛查、危险物品/违禁品识别、人物比对、乘客异常行为识别等手段，对可能出现的安防隐患问题进行精准识别；

监测列车车厢和车站站台的客流，对客流方向与速度进行分析，对乘客拥挤度的进行分析与预警，规划并引导客流，控制列车的满载率和站台的客流密度；在行车中断等应急情况下对乘客疏散路线进行智能规划和引导；