论文标题：Digital Twin Enabling Technologies for Advancing Road Engineering and Lifecycle Applications

期刊：Engineering

DOI：https://doi.org/10.1016/j.eng.2024.12.017

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在全球各国争相抢占技术高地、加速推进新型基础设施建设背景下，道路基础设施正面临数字化的重大需求和挑战。在众多前沿数字技术中，数字孪生（Digital Twin）在工程领域，尤其是制造业和建筑业中，受到了广泛关注。在道路工程领域，对数字孪生的兴趣与日俱增，并在应用实践中取得了令人瞩目的成果。近期，一项发表于中国工程院院刊《Engineering》的研究对数字孪生使能技术在道路工程全生命周期的应用进行了全面综述。

同济大学道路与交通工程教育部重点实验室、哈尔滨工业大学（深圳）等高校的研究团队系统梳理了数字孪生理论和技术的发展过程，并综述了与模型创建、状态感知、数据处理及交互等相关的数字孪生使能技术的研究现状，分析了数字孪生在道路工程中的应用现状及其在道路基础设施全生命周期中的潜力。

研究发现，在道路工程方面，当前研究多集中于道路设施性能感知与虚拟模型创建。通过各类传感器及先进技术手段，可对道路的物理状态进行数据采集与分析，进而构建出对应的虚拟模型，为后续管理提供基础支撑。然而，实时数据处理以及物理实体与虚拟模型间的交互环节尚存在较大探索空间。在实际应用中，数字孪生技术主要应用于道路运维阶段，但在施工和改扩建阶段，其应用相对有限。

图1. 道路工程中感知物理世界的使能技术。

图2. 道路工程中数字孪生应用关键使能技术蓝图。AR：增强现实；VR：虚拟现实；XR：扩展现实；MR：混合现实。

展望未来，研究团队提出应着力构建统一标准体系，确保不同环节、不同系统间的兼容性与协同性。同时，加大创新力度，研发新型感知技术与高效数据交互手段，降低数字孪生技术开发成本，使其更具推广性与普适性。此外，拓展其在道路工程全生命周期的应用范围，从规划设计到拆除重建的各个环节深度融合数字孪生技术，将成为推动道路工程数字化、智能化转型的关键路径。

这一研究为道路工程领域从业者及相关研究人员提供了重要参考，数字孪生技术有望重塑道路工程建设与管理模式，助力行业迈向新的发展阶段。

文章信息：

Digital Twin Enabling Technologies for Advancing Road Engineering and Lifecycle Applications

数字孪生使能技术在道路工程全生命周期中的应用综述

作者：

严宇, 倪磊*, 孙立军, 王迎, 周家宁

引用：

Yu Yan, Lei Ni, Lijun Sun, Ying Wang, Jianing Zhou, Digital Twin Enabling Technologies for Advancing Road Engineering and Lifecycle Applications, Engineering, 2024.

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https://doi.org/10.1016/j.eng.2024.12.017

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