本文授权转载来自微信公众号：【数字孪生城市】
选自2024年7月26日发布的【可以没有空调，但不能没有数字孪生！巴黎奥运会场馆全面实现数字孪生】
一、什么是数字孪生奥运会
史上首届“数字孪生”冬奥会
数字孪生（Digital Twin）也称数字双胞胎，顾名思义，就是根据真实世界再创一个与之1：1映射的数字虚拟世界，让人们在其中去预演真实世界，控制真实世界。
在奥运背景下，数字孪生是利用数据流创建真实世界资产（如奥运场馆）的数字孪生副本，以增强协作、信息获取和决策。其作用包括
- 优化赛事规划
- 支持准备演练
- 赛事运营数据存储
- 增强粉丝体验
2020年洛桑青年奥运会推出的AR应用展示了数字孪生巨大潜力，提供场馆虚拟游览和与吉祥物Yodli的互动。
2020年东京奥运会推出的VR训练模块补充了操作准备程序，提升了场馆经理的参与度。
北京冬奥会是史上首届“数字孪生”冬奥会。
2022年1月19日，北京冬奥组委发布公告称，冬奥会“场馆仿真系统”名列奥运经济遗产分册中“科技冬奥”板块第三类首位。
该系统正是基于数字孪生模型，奥林匹克广播服务公司（OBS）主席雅尼斯先生称其为“拥抱未来的技术”。
基于该系统，奥组委可以远程对场馆内的设置提出修改意见，减少实地勘查的时间成本；奥运转播团队可以直接通过模拟拍摄角度选择合适的机位；冬奥会运动员们无需来到现场就能选择自己心仪的房间，提前看现场，甚至模拟训练……
二、人工智能加持，数据源标准化
巴黎奥运会场馆全面实现数字孪生
2024年巴黎奥运会，几乎所有场馆都创建了数字孪生，以优化赛事规划。
数据源标准化是确保数字孪生系统有效运作的关键步骤。由于数字孪生依赖于来自多种来源的数据，包括传感器、CAD模型、GIS数据等，因此必须对数据进行标准化处理，以保证数据的互操作性和一致性。
数据源标准化有助于简化数据集成过程，提高数据质量，确保数字孪生模型的准确性和可靠性。数据标准化使AI能够从多源数据读取数据创建孪生模型，确保数据在整个生命周期中的准确性和一致性。
格式一致性
数据标准化确保了不同来源的数据采用统一的格式。
例如，CAD图纸中的几何信息需要转换为AI可以理解的格式。这包括定义统一的几何元素（如点、线、面）和属性（如尺寸、材料、颜色），以便AI系统能够识别和处理这些信息，构建出与物理世界相对应的数字模型。
语义一致性
数据标准化还涉及到数据语义的一致性，即确保不同数据源中的相同实体或概念使用相同的术语和定义。
例如，在建筑信息模型（BIM）中，确保“墙”、“门”、“窗”等建筑元素的定义和属性在所有相关数据集中都是一致的。这样，AI系统在创建数字孪生模型时，能够正确地识别和关联这些实体，构建出准确的数字表示。
数据映射与转换
数据标准化还包括数据映射和转换的过程，将不同格式的数据转换为统一的数据模型。
例如，将CAD图纸中的图形信息转换为三维空间坐标，或将传感器数据中的时间戳、位置信息转换为数字孪生模型中的实时状态更新。
这些转换规则需要标准化，以确保数据的准确传输和解析。
元数据与数据质量
数据标准化还涉及到元数据的标准化，包括数据的来源、创建时间、更新时间、数据类型等，以及数据质量的评估标准。这些元数据和质量标准帮助AI系统判断数据的可靠性和时效性，确保数字孪生模型的准确性和实时性。
接口与通信协议
在数据标准化的过程中，定义统一的接口和通信协议也是至关重要的。这确保了不同系统和数据源之间能够无缝地交换数据，AI系统能够通过这些接口获取所需的数据，构建和更新数字孪生模型。
通过标准化数据格式、语义、元数据、接口和通信协议，数字孪生技术能够实现跨系统、跨平台的数据集成和共享，为智能决策、预测分析、实时监控等应用提供强有力的支持。
此外，建立法律框架和明确知识产权问题对于数字孪生的长期使用和遗产至关重要，可确保数据的合法使用和保护，防止未经授权的访问和利用，明确数字孪生模型的归属权，有利于促进技术的创新与共享。
三、数字孪生奥运会的高价值应用
数字孪生是一种精确的虚拟空间表示，能够实时模拟场馆内的各种变化或场景。国际奥委会正在确定高价值的应用案例和技术要求，将应用案例分为六个主要领域：
- 场馆规划
- 利益相关者支持与参与
- 操作准备
- 粉丝体验
- 遗产
- 运营效率
每个案例将基于解决业务问题、理解技术影响和分析投资回报来评估。
场馆规划
数字孪生技术能够提供场馆的虚拟模型，帮助规划者进行空间布局、基础设施配置、安全措施设计等，确保场馆设计满足功能需求，同时考虑可持续性和成本效益。
利益相关者支持与参与
通过数字孪生，利益相关者如政府、赞助商、媒体等可以更直观地了解场馆规划和赛事准备情况，促进多方协作，提高决策效率。
同时，它也便于向公众展示赛事筹备进展，提升透明度和公众参与度。
操作准备
在赛事前，数字孪生可以用于模拟各种操作场景，如人流管理、紧急疏散、物流运输等，帮助组织者识别潜在问题并进行优化，确保赛事运营的顺畅。
数字孪生能够创建反映特定场馆区域空间和容量大小的数字化场馆，用户可以从任意角度、在任何光线或天气条件下查看这些模型。
组织者可以通过数字孪生模型观察场馆内布局调整对灯光和音质的影响，确定基础设施如围栏、车辆、团队和志愿者的最佳布局位置，甚至可以确定最佳电视摄像机位，以提升电视转播质量。
粉丝体验
数字孪生技术可以为粉丝提供虚拟游览和沉浸式体验，即使在物理场馆尚未完成的情况下，也能让粉丝提前感受赛事氛围。
此外，它还能用于优化现场观赛体验，如座位布局、餐饮服务、交通指引等。
数字孪生技术还能帮助模拟人群控制措施和疏散程序，促进场馆对残疾人士的可访问性改善。
遗产
赛事结束后，数字孪生模型可以作为文化遗产的一部分，记录赛事的历史，同时为未来的场馆管理和再利用提供参考，确保奥运遗产的持续价值。
运营效率
在赛事期间，数字孪生可以实现实时监控和数据分析，如观众流量、设施使用情况等，帮助运营团队快速响应现场需求，提升整体运营效率。
由于数字孪生模型可以远程访问，所有利益相关方能够实现更紧密的协作，减少了实地考察的需要，有助于降低碳排放。
数字孪生技术已成为赛事管理中的一项关键技术，它不仅提升了赛事的规划与执行效率，增强了粉丝的现场体验，还促进了遗产保护和可持续性发展，展现了科技在现代体育赛事中的深远影响。数字孪生巴黎2024奥运会和残奥会为全球体育盛事树立了新的标杆。
在未来，数字孪生技术将成为大型体育赛事和活动不可或缺的组成部分，为全球体育盛事带来前所未有的科技魅力。
（图片源自网络）
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来源：数字孪生城市
排版｜莫非工作室
排版审核｜韩庆玲
