數字孿生技術在地鐵線網的管理和運維中的應用是一個前沿且迅速發展的領域。隨着物聯網、大數據、雲計算以及人工智能技術的發展，地鐵線網數字孿生在智能交通和智慧城市建設中的作用日益凸顯。
圖撲軟件基於 HTML5 的 2D、3D 圖形渲染引擎，結合 GIS 地圖，以 B/S 技術架構打造地鐵線網數字孿生平臺。地鐵線網數字孿生將通過高級傳感器、物聯網技術等手段實時收集運行數據（包括車輛位置、客流量等），並通過高效的數據處理能力實現對地鐵系統狀態的全面監控與預測，實現實時數據整合與優化。助力地鐵運營管理朝着更高效、更智能、更安全的方向發展，推動交通行業的數字化轉型升級。
效果展示
本文將介紹通過圖撲軟件自研 HT for Web 產品的二三維協同設計工具、2D&3D 組態、低代碼開發等各類可視化工具，搭建動態的長沙地鐵線網場景，通過圖形化技術來展示地鐵的路線及站點網絡佈局，實現數字化的交互式地鐵地圖。
系統分析
線路監控
本次可視化項目以長沙地鐵線網爲背景，將其地理信息系統（Geographic Information System，GIS）的數據進行豐富的可視化展示。項目集成了 GIS 地圖，展示了長沙地鐵的線路分佈、重要活動、擁擠狀況和站點流量等信息，使地鐵線路信息直觀易懂。
地鐵線路概覽圖清晰地顯示了各條線路的顏色、方向、換乘站和站點名稱，幫助乘客快速規劃路線，有效提升出行效率。地鐵線路概覽圖是連接乘客與地鐵運營的橋樑，是確保地鐵系統順暢運行的重要工具之一。
GIS 地鐵線網
圖撲軟件應用自主研發核心產品 HT for Web GIS，實現可交互的 Web 城市軌道交通線網可視化管理運維平臺，將其 GIS 的數據進行豐富的可視化展示。
地鐵線網可視化大屏結合 GIS 地圖，輔以左右兩側面板進行展示。左側是系統主菜單，一級菜單下拉可展開二級菜單，右側 2D 面板展示了地鐵線路建設及開通情況、地鐵規模指標、地鐵線路工單統計、全線網運行效率及各線路運營統計等，圖撲 HT 可視化利用豐富的圖表、圖形和設計元素將相對複雜、抽象的數據通過可視的方式以更直觀理解的形式展現。
HT for Web GIS 產品支持對不同地圖瓦片服務數據、航拍傾斜攝影實景的 3DTiles 格式數據以及城市建築羣等不同的 GIS 數據的加載。在設計上也可以通過對地圖供應商提供的建築白模加工優化，進行 AO 貼圖烘焙，增加模型間的陰影關係，達到實用且賞心悅目的效果。
站點可視化
頁面下方分佈各線路控制按鈕，按鈕顏色及其線路編號與三維場景一一對應，可控制三維場景中線路效果的全部或獨立展示。當鼠標懸浮在線路按鈕上時，展開該線路下的站點名稱列表，點擊某一站點，三維場景視角可拉近到對應站點位置，查看站點所在位置及周邊情況。
圖撲 HT 可視化平臺處理 3D 場景中的元素交互，當鼠標懸浮展示站點名稱，點擊站點可查看站點基本信息。也可通過下方按鈕，控制整個線網站點名稱的顯示隱藏，不需要關注站點名稱時，將其隱藏，使得線網在 GIS 地圖上的佈局清晰可見。
重保活動
在重要節日或重大活動期間，地鐵站點需要加強安全檢查，設置安檢設備並仔細檢查攜帶物品，以防止危險物品進入車站。此外，地鐵站還應制定詳盡的緊急疏散計劃，確保在緊急情況下能夠迅速且有序地疏散乘客。
通過圖撲軟件的可視化技術，重點活動的地鐵站點會在頁面左上角的地鐵重保活動列表和 3D 地圖線路上進行特殊標記。用戶點擊列表中的任一活動項時，可在地圖上交互式地查看對應站點及活動的基本信息，包括緊急疏散計劃的詳情，以提高安全管理效率和應急響應速度。
擁擠情況
各線路的擁擠情況通過不同的顏色來表示，綠色代表舒適，黃色代表較舒適，橙色代表輕度擁擠，紅色代表擁擠，通過點擊擁堵路段可實時查看該路段斷面擁擠度數值。
通過圖撲軟件數字孿生技術在三維場景中展示各線路擁擠程度的實時信息，支持融合物聯網、大數據等各類信息技術，整合地鐵線網現有信息系統的數據資源，通過簡潔的“一張圖”形式來管理線網的擁擠狀況。這有助於乘客更有效地規劃出行，避開高峯期的擁擠。
數據可視化
通過對接後臺數據接口將線網斷面擁擠度統計情況進行展示，每個級別對應的客流數量實時更新，當客流量過大時，右側告警列表實時預警，並顯示每條預警信息的處理狀態。地鐵線網斷面擁擠度統計展示的實施主要服務於實現智慧交通系統、改善乘客出行體驗以及提升運營管理水平。
圖撲軟件 HT 支持多種方式的模型渲染，採用輕量化三維建模技術，以三維場景爲基礎，2D 數據面板爲輔，統計出線路的運行情況、列車行車間隔對比、歷史路網客流 TOP3、以及實時告警事件處理情況，實現地鐵線網擁擠情況的數字化管理。
站點流量
圖撲地鐵線網數字孿生通過對接後臺接口數據能夠精確模擬客流動態，通過熱力圖的形式展示每個站點實時的客流量情況，管理者通過圖撲可視化管理平臺監控高峯時段人流量，從而優化車輛調度方案和站點管理，緩解擁擠狀況，提升乘客的乘車體驗。此外，通過數據分析還可提供個性化服務，如基於位置的信息服務、乘車建議等可以顯示在頁面上。
車站統計信息展示
HT 可視化針對每個車站的設備故障數量進行對比，將故障情況較多的站點利用餅圖以佔比的形式進行展示，有助於用戶識別出需要重點維護的車站。
HT 可視化面板也可以顯示所有車站任務的完成率、質量指數、KPI 等信息，每個任務的時間和執行情況清晰的展示在列表上，反映各線路車站的實時任務情況。從而幫忙線網運營人員更好的調配資源，也提高了車站管理效率。
車站客流信息展示
HT 可視化面板展示每天進站、換乘、出站的客流對比情況，中間展示當前在站人數統計，並使用折線圖展示每天的進出站人數變化，將實時客流趨勢直觀展示在右側面板上。進出站客流對比展示不僅有助於瞭解客流動態，還爲進一步的設施優化、運營調整提供了數據支持。
列車監測
通過地鐵數字孿生，可以實時監測地鐵運營狀態，包括車流情況、到站情況、運行速度等，以此來優化列車調度，減少等待時間，提高列車運行效率。
實時監測
在 3D 地圖線路上標註還原線網上列車實時位置，通過鼠標懸浮交互，可查看該列車車次號、是否準點等基本信息，點擊列車圖標，場景視角拉近可觀察到列車實時運行軌跡。線網指揮中心管理人員可基於客流數據進行動態的資源分配，比如調整列車頻率、優化人員配置等，從而提升地鐵線網運營整體的服務質量。
圖撲 HT 二三維結合，以多維數據的方式表達數據的各個屬性值，用戶能夠從不同的維度觀察數據，直觀全面地瞭解數據和列車分佈信息，進而實現對數據更深入的觀察和分析。
信息統計
通過對在途列車的實時跟蹤和統計，管理人員可以實時監控列車運行狀況，及時發現並處理運行中的各種突發情況（如列車故障、線路問題等），極大地提升了鐵路運輸的安全性。在途列車統計表能夠爲鐵路運營管理提供實時數據支持，利用圖撲 HT 的豐富可視化圖表組件，能夠清楚的展示每條線路在途列車數量對比和列車晚點情況對比，從而針對性地作出調度調整和管理決策。
圖撲軟件根據列車安全管控的實際需求，對接後臺告警數據，對線網列車內設備告警以及事件告警信息列表進行彙總展示，並通過智慧管理平臺推送報警信號。通過 2D 面板展示設備故障統計以及實時告警列表，便於運維人員進行跟蹤閉環處理。
總結
圖撲軟件數字孿生技術爲地鐵系統的運營管理提供了新的思路和工具，是提升地鐵系統智慧化水平、構建安全高效運營體系的關鍵。隨着技術的進步和應用範圍的不斷擴大，其在未來城市交通發展中的作用將會越來越重要。
下一篇文章我們將繼續探討數字孿生地鐵的其他應用如車站監測、安全管理、機房監控等內容，敬請期待~
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