數字孿生系統

概述
        數字孿生技術是以數字化方式創建的虛擬對象為基礎，借助歷史數據、實時數據以及算法模型等，描述、模擬、驗證、預測、控制物理實體全生命周期過程的技術手段。恒潤的數字孿生系統是基于智能駕駛仿真、港口無人車隊運營、港口數據平臺，開發的一套數字化港口解決方案。恒潤可以提供基于港口或其他物流場景的數字孿生解決方案。

方案介紹
        數字孿生系統主要由對象孿生系統、三維視景系統和健康管理系統這三個主要部分構成。

• 對象孿生系統：

        對象孿生系統是一個全要素、全鏈路、數據模型結合的仿真系統。完整的虛擬港口，包括港口訂單系統，港口負責統籌調度的TOS系統，負責車隊調度的車控后臺系統，以及孿生實體。孿生實體包括無人集卡、貨輪、港機和集裝箱。其中，無人集卡包含車輛動力學模型以及智能駕駛算法。虛擬港口可以進行完整閉環仿真——從港口訂單，到TOS指令下發，再經過無人集卡車隊、港機系統和船舶系統的密切協作，最終實現集裝箱集散。
        整個閉環鏈路的各環節，都可以作為被測試對象，在孿生系統中的虛擬港口中進行開發驗證，比如TOS系統、車隊后臺調度算法、智能駕駛算法。

• 三維視景系統：

        三維視景系統是基于圖形渲染引擎在工作站上實現的動畫演示方案。具體到港口環境，主要內容包括opendrive高精地圖道路及附屬物解析、可視化，背景環境生成，三維元素建模和三維元素位置標定。
        使用三維視景系統，可以實現虛擬港口運行動畫呈現，港口運營歷史數據動畫回放，以及港口實時動畫展示等功能。

• 健康管理系統： 

        健康管理系統是自動化港口運營過程中，處理異常情況的智能化解決方案。對象孿生系統中的關鍵環節，如無人集卡，基于物理模型和歷史數據，建立了數字孿生體。在港口運營過程中，健康管理系統可以從云平臺數據系統實時接收車端上傳的車輛運行數據，與此同時，還能接收到無人集卡數字孿生孿生體的實時仿真結果?；趯崟r運營數據和實時孿生仿真數據，健康管理系統可對運營狀態進行診斷、預測和決策。

系統特點

• 港口各環節都可在仿真平臺進行完整閉環開發驗證，場景覆蓋度高
• 不同精度的模塊化仿真模型，根據仿真需求進行總體配置
• 可支持不同開發階段的XIL仿真
• 基于港口環境的三維模型庫
• 可定制的三維視景呈現方案
• 數字孿生解決方案不僅限于港口環境，可以擴展到礦區、園區等其他物流場景

應用案例
        數字孿生系統已應用于港口，支持了智能駕駛算法、車隊調度算法、TOS系統的開發驗證。在場地驗證前，先進行仿真驗證，可以提前發現問題，并快速迭代，提高開發效率。三維視景系統的回放功能給歷史數據分析人員提供直觀可見的動畫視頻，港口實時動畫功能提供額外的監控視角，輔助港口的運營工作。