“如果沒有Unity，我們根本無法像現(xiàn)在一樣提供具有成本效益的實時3D解決方案。隨著Unity為工程建設(shè)行業(yè)不斷改進其產(chǎn)品，我們可以不斷地進行創(chuàng)新并將尖端的解決方案帶入到生活之中，使我們的客戶獲得高收益。Unity幫助我們營造了從視覺上引人注目的交互式數(shù)據(jù)界面，這從傳統(tǒng)的2D界面設(shè)計角度來看是一個巨大的飛躍。目前我們的大部分工程設(shè)計都極大地受益于Unity平臺提供的游戲化和實時性等特點。設(shè)計師、規(guī)劃者和利益相關(guān)者可以實時看到一個復(fù)雜的設(shè)計是如何作為一個整體被具體化并能夠?qū)崟r觀察大局。”
智慧城市建設(shè)離不開數(shù)字孿生
智慧城市、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和數(shù)字孿生技術(shù)密切相關(guān)。數(shù)字孿生技術(shù)的使用讓城市規(guī)劃、城市設(shè)計建設(shè)、城市管理等職能的所有利益相關(guān)者可以共享關(guān)鍵數(shù)據(jù)資源，用來控制、模擬、優(yōu)化、預(yù)測并輔助政府制定以數(shù)據(jù)為驅(qū)動的科學(xué)建設(shè)決策，牢牢把握城市的“運行脈搏”。
若想要使數(shù)字孿生技術(shù)在城市管理中發(fā)揮最大作用，5G、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、云計算等新一代通信和信息技術(shù)必須充當(dāng)連接現(xiàn)實世界的“數(shù)字紐帶”。數(shù)字孿生技術(shù)和智慧城市的建設(shè)理念能夠幫助政府打造出一個可持續(xù)的城市生態(tài)環(huán)境，并為市政建設(shè)的所有利益相關(guān)者提供新的機會與收入。
Sitowise公司的行業(yè)調(diào)查
Sitowise公司總部位于芬蘭，專注于研究城市建設(shè)環(huán)境的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。其三個主營業(yè)務(wù)覆蓋房地產(chǎn)和建筑、基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計和工程建設(shè)領(lǐng)域的數(shù)字化解決方案。Sitowise希望通過基于前沿的技術(shù)打造的出完美的數(shù)字化解決方案，為人們提供更加美好、更加可持續(xù)的城市生活。
根據(jù)聯(lián)合國預(yù)測，到2050年，全球?qū)⒂懈哌_70%的人口將居住在城市之中，目前全球有近1000個城市提出想要尋求智慧化發(fā)展，以實現(xiàn)城市狀態(tài)的實時可視化、城市管理決策的協(xié)同化和智能化為目標，讓物理維度的實體城市和數(shù)字世界的虛擬城市可以相互映射、協(xié)同交互。
埃斯波中心開發(fā)項目的虛擬城市模型
使用Unity打造智慧城市建設(shè)的底座平臺
由于可以對各類數(shù)字模型在Unity的實時3D環(huán)境中高效迭代并且分發(fā)在各種XR設(shè)備上進行沉浸式的互動評審，Sitowise將Unity作為為數(shù)字孿生、虛擬仿真和模型展示等各類應(yīng)用場景定制開發(fā)應(yīng)用的平臺。
“以前為了實現(xiàn)可視化，我需要使用多個開源的實時圖形渲染引擎，其中還涉及一些地理信息系統(tǒng)（GIS）的處理工作，整個過程十分復(fù)雜。Unity的實時3D技術(shù)為工程建設(shè)行業(yè)帶來了技術(shù)革命，我們每周、甚至每天都在使用Unity來開發(fā)實時3D、AR或VR項目。”Moreira說到。
Sitowise需要打造一款適用于城市數(shù)字孿生應(yīng)用開發(fā)的通用解決方案，該方案需要提供高度可視化且直觀的用戶界面，以便觀察和分析在城市建設(shè)環(huán)境中采集的動態(tài)和靜態(tài)數(shù)據(jù)。
最終他們創(chuàng)建出了一款基于Unity的實時3D開發(fā)平臺以及Unity為工程建設(shè)行業(yè)定制開發(fā)的的工具鏈，并創(chuàng)建了一個專門用于可視化數(shù)據(jù)管理和協(xié)作的實時3D虛擬城市環(huán)境Aura。
通過Unity開發(fā)數(shù)字孿生城市
虛擬城市環(huán)境Aura可以將未來智慧城市建設(shè)中的多維度城市數(shù)據(jù)和信息以集成的實時3D視圖形式直觀地表達出來，包括通過城市新型基礎(chǔ)設(shè)施采集到的交通路況、人流分布、事故報警、空氣質(zhì)量一系列數(shù)據(jù)等。而通過對視圖內(nèi)數(shù)據(jù)流進行假設(shè)分析和虛擬規(guī)劃，在虛擬環(huán)境中進行城市規(guī)劃和建設(shè)的虛擬預(yù)演和評估工作，都可以輔助城市管理者全面地對比城市的設(shè)計方案做出更好的決策。Aura做到了以下幾點：
l通過可視化的數(shù)據(jù)管理，將城市治理效率提高了15-20%甚至更高
l在投資建設(shè)前優(yōu)先進行虛擬項目評審，以更加高效、更加經(jīng)濟的方式評估項目影響
l優(yōu)化建筑服務(wù)系統(tǒng)運營策略，來降低設(shè)施維護和環(huán)境成本
l減少城市建設(shè)對居住環(huán)境造成的影響，提高施工安全性，打造市民友好型的市政建設(shè)方式
使用Unity開發(fā)自動駕駛實時仿真和訓(xùn)練
位于芬蘭的坦佩雷市Hervanta區(qū)內(nèi)的智慧交通測試區(qū)是未來城市發(fā)展的完美范例。Hervanta的數(shù)字孿生應(yīng)用是一種在Aura中開發(fā)的多功能市政服務(wù)設(shè)計工具。只需要單擊鼠標，用戶就可以實現(xiàn)鳥瞰整個Hervanta區(qū)的3D模型。當(dāng)用戶滾動鼠標到街區(qū)近景時，會驚訝于模型的逼真程度。所有交通標志和巴士站都與真實世界的位置一致，天氣狀況也很真實。而當(dāng)他們再點擊一下鼠標，用戶就能像玩游戲一樣，駕駛汽車查看虛擬模型和各種相關(guān)數(shù)據(jù)信息。
坦佩雷市將在2021年8月開啟有軌電車交通運營，市政府計劃引入無人駕駛車輛，以完成有軌電車的接駁服務(wù)，這些車輛將在Ahvenisj rvi湖周圍約一平方公里的區(qū)域內(nèi)行駛。Sitowise將數(shù)字孿生作為平臺來訓(xùn)練無人駕駛汽車在這個區(qū)域內(nèi)安全行駛。
對用戶而言，Hervanta的數(shù)字孿生看起來像是幾個可視化數(shù)據(jù)流和幾何圖形的完美結(jié)合。在此之前，Sitowise還為坦佩雷市開發(fā)了城市空間的3D模擬器來為電車司機提供虛擬培訓(xùn)。為了對無人駕駛汽車培訓(xùn)等項目提供可靠的支持，數(shù)字孿生必須滿足高質(zhì)量標準并盡可能準確地描述真實世界。芬蘭VTT技術(shù)研究中心在該項目中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。VTT對例如交通標志和公交車站等一些不起眼但重要的地點進行了建模，并測量了該地區(qū)5G測試網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。
在Hervanta項目中，模型的準確性最多只能達到10厘米。VTT的自動車輛科學(xué)家Kimmo Kauvo說，這有助于我們確保模型的交通標志和公共交通站點占用的空間量與它們在現(xiàn)實生活中占用的空間量完全相同。
使用Unity在芬蘭Oulu城市港口構(gòu)建數(shù)字孿生
芬蘭的Oulu港管理局希望構(gòu)建一個港口基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字孿生體，并連接港口多個物聯(lián)網(wǎng)傳感器采集的數(shù)據(jù)。他們希望借助數(shù)字孿生技術(shù)來管理和優(yōu)化港口的運營工作，實時管理和監(jiān)測作業(yè)安全性，并提供一個所有利益相關(guān)者都能實時溝通協(xié)作的平臺。
Moreira表示：“數(shù)字孿生技術(shù)非常適合用于港口環(huán)境。隨著利益相關(guān)者和日常運營工作的增加，我們必須優(yōu)化效率、提高作業(yè)安全性，只有這樣才能實現(xiàn)成功且可持續(xù)的運維。”
貨物裝卸是港口最重要的運營功能之一，即便是輕微的延誤或差錯，都可能對港口運營效率產(chǎn)生巨大影響。數(shù)字孿生技術(shù)可以提供一個平臺來觀察和分析相關(guān)運營數(shù)據(jù)，并監(jiān)測需要重點關(guān)注的工作場景，從而提升運營效率，實現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的效益。
Sitowise在Aura中構(gòu)建了一個視效逼真的Oulu港的數(shù)字孿生體并使用Unity定制XR互動應(yīng)用，在需要時增加動態(tài)天氣和粒子模擬。未來，Oulu港的交互式動態(tài)數(shù)字孿生應(yīng)用將有助于突破港口運營效率難以監(jiān)測和優(yōu)化的瓶頸，減少因為交通和物流此類客觀環(huán)境的影響，提高作業(yè)安全性，改善港口運營的效率和可靠性，同時降低成本。
其他數(shù)字孿生城市應(yīng)用案例
除Aura以外，Sitowise還使用Unity為市政工程項目和智慧城市建設(shè)的規(guī)劃、建設(shè)、運營全生命周期提供全面的數(shù)字孿生解決方案，這包括對城市照明環(huán)境、5G信號、資產(chǎn)管理等的模擬。
在香港，Sitowise構(gòu)建了一個5G信號傳播模擬器來模擬和原型化城市環(huán)境中的5G信號的特征和傳播行為。城市規(guī)劃師和工程師可以在和物理環(huán)境精確映射的“數(shù)字香港”虛擬環(huán)境中定制開發(fā)5G基站和天線的數(shù)字資產(chǎn)并設(shè)置位置，從而模擬在不同信號技術(shù)、場景、環(huán)境因素等變量條件下5G信號的傳播規(guī)律。比如建筑物或植物遮擋對信號強度的影響。
而另一個案例是Sitowie基于Unity構(gòu)建建筑運營維護的數(shù)字孿生案例。Sitowise將建筑信息模型（BIM）數(shù)據(jù)、樓宇自控和暖通空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)的施工圖紙（IFC格式）信息相結(jié)合，并將物聯(lián)網(wǎng)傳感器和HVAC系統(tǒng)數(shù)據(jù)與其專用算法聯(lián)系起來，來監(jiān)控系統(tǒng)和控制點的最佳運行狀態(tài)。如果出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會向樓宇自控專家發(fā)送通知，提醒其檢查受影響的組件。在這個案例中，數(shù)字孿生技術(shù)為已建成建筑的運營維護提供了一個實時監(jiān)測的可視化平臺。想要了解更多關(guān)于Unity的案例分享請繼續(xù)關(guān)注我們的賬號。
