數(shù)字孿生技術(shù)在安防行業(yè)的發(fā)展分析

韋婷

摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)和智能化水平的的不斷發(fā)展與提升，除了警報設(shè)備、感應(yīng)設(shè)備、控制設(shè)備等通用感知設(shè)備與AI智能設(shè)備之外，類似智能路燈等各類城市基礎(chǔ)設(shè)施，都具備了相應(yīng)的條件，被大規(guī)模的感知接入到各行業(yè)平臺之中，加速了城市數(shù)字化進(jìn)程的發(fā)展。但需要接入的設(shè)備數(shù)量較少，設(shè)施的運行情況容易受到實際情況的影響而不斷變化。當(dāng)產(chǎn)生數(shù)據(jù)的數(shù)量不斷增加時，便會出現(xiàn)數(shù)據(jù)多源異構(gòu)、零碎化等特征。因此，數(shù)字孿生技術(shù)隨之出現(xiàn)，為各領(lǐng)域的問題提供了一種全新的解決方案。本文首先對數(shù)字孿生技術(shù)中存在的特點進(jìn)行分析，提出數(shù)字孿生技術(shù)在安防行業(yè)中的發(fā)展，為數(shù)字孿生技術(shù)在安防行業(yè)的應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字孿生技術(shù);安防行業(yè);發(fā)展分析

數(shù)字孿生技術(shù)是通過利用物理模型、傳感器、運行歷史等數(shù)據(jù)合成多學(xué)科，多物理，多尺度的仿真過程。并在虛擬的空間內(nèi)完成相映的映射，以此來反映相對應(yīng)的實體設(shè)備的整體使用過程。數(shù)字孿生技術(shù)作為可以在很多個領(lǐng)域應(yīng)用理論技術(shù)體系，尤其是在產(chǎn)品設(shè)計，產(chǎn)品制造，醫(yī)學(xué)分析，工程建設(shè)等領(lǐng)域應(yīng)用的教學(xué)廣泛。同時在我國的安防行業(yè)中，也起到了極為重要的作用，為我國安防行業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持。因此安防行業(yè)中運用數(shù)字孿生技術(shù)，必須首先明確數(shù)字孿生技術(shù)的特點，為數(shù)字孿生技術(shù)在安防行業(yè)中的穩(wěn)定發(fā)展提供保障。

一、數(shù)字孿生技術(shù)的特點

數(shù)字孿生技術(shù)主要由基層的設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、模擬層、仿真層、應(yīng)用層五大層次組成，貫穿了從設(shè)施到數(shù)據(jù)再到應(yīng)用的全過程[1]。其中數(shù)字孿生技術(shù)的設(shè)施層主要包括了計算資源，網(wǎng)絡(luò)資源，存儲資源;數(shù)字孿生技術(shù)中的數(shù)據(jù)層主要包括了基礎(chǔ)的地理信息，公共的專題數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)的實時感知數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理等;模型的構(gòu)建和仿真層主要包括了數(shù)據(jù)建模，數(shù)據(jù)仿真，數(shù)據(jù)控制，例如對城市公交的模型仿真，對氣候的仿真，對環(huán)境污染的仿真等;應(yīng)用層主要分為共性應(yīng)用層和行業(yè)應(yīng)用層，共性應(yīng)用層主要包括的描述、判斷、預(yù)料、決斷等，行業(yè)應(yīng)用層主要是根據(jù)各行各業(yè)的需求，對各行各業(yè)各領(lǐng)域而產(chǎn)生的各種服務(wù)，例如智慧城市，智慧交通。自動駕駛公共應(yīng)急等。

1、閉環(huán)型

數(shù)字孿生技術(shù)中的這五大層次之間，分別對應(yīng)的這各項基礎(chǔ)設(shè)備、數(shù)據(jù)感知、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、動態(tài)仿真、行業(yè)應(yīng)用等。當(dāng)這一過程輪回之后，最終又再次的返回到數(shù)據(jù)生成中。而緊接著進(jìn)入了下一個數(shù)據(jù)的應(yīng)用循環(huán)周期，這種良性的循環(huán)是數(shù)字孿生技術(shù)的閉環(huán)性，它能夠不斷優(yōu)化數(shù)字孿生技術(shù)，完善數(shù)字孿生技術(shù)在各項領(lǐng)域之中的運用。

2、系統(tǒng)性

數(shù)據(jù)孿生技術(shù)中的每一層之間都能夠環(huán)環(huán)相扣、逐層運行，但凡缺少任何一個層次，都無法使數(shù)字孿生技術(shù)正常的運行。不僅如此，無論是哪一層次中的環(huán)節(jié)發(fā)展緩慢，都將拖慢數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用和實施，這便形成了數(shù)字孿生技術(shù)的系統(tǒng)性。

二、數(shù)字孿生技術(shù)在安防行業(yè)的發(fā)展

數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用對安防行業(yè)的發(fā)展有著非常重要的作用，在安防行業(yè)中，可以通過數(shù)字孿生技術(shù)對所關(guān)注的區(qū)域內(nèi)的人、事、物等各類要素進(jìn)行全面直觀的模擬，通過模擬仿真的方式，幫助安防行業(yè)人員解決所面臨的問題。

1、運用三維重建技術(shù)將遠(yuǎn)處實景進(jìn)行構(gòu)設(shè)

數(shù)字孿生技術(shù)在安防行業(yè)的發(fā)展過程中，可以通過利用無人機(jī)對所安防的區(qū)域進(jìn)行拍攝，并對拍攝的內(nèi)容進(jìn)行模型的構(gòu)建。其中可以使用三維重建的方式，真實的還原所關(guān)注區(qū)域建筑、山體、道路等特點，使每位用戶都可以通過全方位的視角觀察所關(guān)注區(qū)域的情況，同時還能夠在三維模擬重建的場景上，增加各種具備行業(yè)屬性的數(shù)據(jù)在所關(guān)注的區(qū)域內(nèi)，實現(xiàn)所有資源的可視化管理，并與三維重建數(shù)據(jù)中各類動靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行高度的融合，通過三維重建方式，將所關(guān)注的實景通過一張圖的形式顯現(xiàn)出來。

2、通過智能技術(shù)對視頻內(nèi)容進(jìn)行構(gòu)設(shè)

安防行業(yè)中最為重要的設(shè)備是視頻監(jiān)控設(shè)備，數(shù)字孿生技術(shù)平臺可以將城市中的視頻監(jiān)控作為數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，借助AR智能視頻為空間中各類視頻監(jiān)控的數(shù)據(jù)，建立空間和時間之間的關(guān)系通過智能技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)與場景之間的聯(lián)系，可以將在實際中無法看到的數(shù)據(jù)。通過視頻的形式展示出來，最終將隱性的數(shù)據(jù)變?yōu)轱@性數(shù)據(jù)。同時還可以借助AI智能技術(shù)和聯(lián)動技術(shù)融合通信功能中的AI載具圍繞所關(guān)注區(qū)域的位置，事件，狀態(tài)和資源這四大要素實現(xiàn)。對人的行為與物的狀態(tài)的實時監(jiān)控，避免出現(xiàn)任何不安全行為和不安全事件的發(fā)生。

3、通過UE4或Unity3D技術(shù)多室內(nèi)場景進(jìn)行構(gòu)設(shè)

針對室內(nèi)的場景構(gòu)建，可以根據(jù)客戶的實際要求進(jìn)行常見構(gòu)設(shè)，第一種方式可以通過使用全景相機(jī)或者是激光雷達(dá)產(chǎn)品，對于室內(nèi)的場景進(jìn)行構(gòu)設(shè)，第二種方法是可以通過采用UE4技術(shù)或Unity3D技術(shù)來實現(xiàn)對室內(nèi)場景的構(gòu)設(shè)，這種技術(shù)可以保證場景內(nèi)各厘米之間的精度和保真效果，第二種方式可以增加對各要素的可控度，實現(xiàn)對室內(nèi)場景的第一人稱視角觀察，同時，還可以進(jìn)一步增加物理反饋機(jī)制。

綜上所述，數(shù)字孿生技術(shù)不僅僅局限于其中的一種技術(shù)，而是將一種創(chuàng)新的發(fā)展模式、發(fā)展理念和發(fā)展路徑融入到各領(lǐng)域之中，無論是安防行業(yè)還是其他行業(yè)，都可以通過利用數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建自身的優(yōu)勢，提升各行業(yè)的智能現(xiàn)代化和精細(xì)化。數(shù)字孿生技術(shù)可以實現(xiàn)安防行業(yè)的全方面構(gòu)設(shè)，無論是針對近景、遠(yuǎn)景或視頻，最終都可以通過數(shù)據(jù)構(gòu)設(shè)的形式展現(xiàn)出來，極大地提高了行業(yè)的發(fā)展效率，降低了行業(yè)的成本投入，促進(jìn)了安保行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]袁名人.探析數(shù)字孿生技術(shù)在安防行業(yè)的發(fā)展[J].中國安防，2021（03）：33-36.

基金項目

2021年度廣西高校中青年教師科研基礎(chǔ)能力提升項目《面向IoT的數(shù)字孿生場景構(gòu)建技術(shù)研究》（項目編號T2021KY025）

2021年度廣西高校中青年教師科研基礎(chǔ)能力提升項目《基于信息安全的容器沙箱架構(gòu)研究與實踐》（項目編號2021KY1273）