数字孪生技术在安防行业的发展分析

韦婷

摘要：随着我国科学技术和智能化水平的的不断发展与提升，除了警报设备、感应设备、控制设备等通用感知设备与AI智能设备之外，类似智能路灯等各类城市基础设施，都具备了相应的条件，被大规模的感知接入到各行业平台之中，加速了城市数字化进程的发展。但需要接入的设备数量较少，设施的运行情况容易受到实际情况的影响而不断变化。当产生数据的数量不断增加时，便会出现数据多源异构、零碎化等特征。因此，数字孪生技术随之出现，为各领域的问题提供了一种全新的解决方案。本文首先对数字孪生技术中存在的特点进行分析，提出数字孪生技术在安防行业中的发展，为数字孪生技术在安防行业的应用提供参考。

关键词：数字孪生技术;安防行业;发展分析

数字孪生技术是通过利用物理模型、传感器、运行历史等数据合成多学科，多物理，多尺度的仿真过程。并在虚拟的空间内完成相映的映射，以此来反映相对应的实体设备的整体使用过程。数字孪生技术作为可以在很多个领域应用理论技术体系，尤其是在产品设计，产品制造，医学分析，工程建设等领域应用的教学广泛。同时在我国的安防行业中，也起到了极为重要的作用，为我国安防行业的发展提供了强有力的支持。因此安防行业中运用数字孪生技术，必须首先明确数字孪生技术的特点，为数字孪生技术在安防行业中的稳定发展提供保障。

一、数字孪生技术的特点

数字孪生技术主要由基层的设施层、数据层、模拟层、仿真层、应用层五大层次组成，贯穿了从设施到数据再到应用的全过程[1]。其中数字孪生技术的设施层主要包括了计算资源，网络资源，存储资源;数字孪生技术中的数据层主要包括了基础的地理信息，公共的专题数据，物联网的实时感知数据，数据传输和数据处理等;模型的构建和仿真层主要包括了数据建模，数据仿真，数据控制，例如对城市公交的模型仿真，对气候的仿真，对环境污染的仿真等;应用层主要分为共性应用层和行业应用层，共性应用层主要包括的描述、判断、预料、决断等，行业应用层主要是根据各行各业的需求，对各行各业各领域而产生的各种服务，例如智慧城市，智慧交通。自动驾驶公共应急等。

1、闭环型

数字孪生技术中的这五大层次之间，分别对应的这各项基础设备、数据感知、数据传输、数据处理、动态仿真、行业应用等。当这一过程轮回之后，最终又再次的返回到数据生成中。而紧接着进入了下一个数据的应用循环周期，这种良性的循环是数字孪生技术的闭环性，它能够不断优化数字孪生技术，完善数字孪生技术在各项领域之中的运用。

2、系统性

数据孪生技术中的每一层之间都能够环环相扣、逐层运行，但凡缺少任何一个层次，都无法使数字孪生技术正常的运行。不仅如此，无论是哪一层次中的环节发展缓慢，都将拖慢数字孪生技术的应用和实施，这便形成了数字孪生技术的系统性。

二、数字孪生技术在安防行业的发展

数字孪生技术的应用对安防行业的发展有着非常重要的作用，在安防行业中，可以通过数字孪生技术对所关注的区域内的人、事、物等各类要素进行全面直观的模拟，通过模拟仿真的方式，帮助安防行业人员解决所面临的问题。

1、运用三维重建技术将远处实景进行构设

数字孪生技术在安防行业的发展过程中，可以通过利用无人机对所安防的区域进行拍摄，并对拍摄的内容进行模型的构建。其中可以使用三维重建的方式，真实的还原所关注区域建筑、山体、道路等特点，使每位用户都可以通过全方位的视角观察所关注区域的情况，同时还能够在三维模拟重建的场景上，增加各种具备行业属性的数据在所关注的区域内，实现所有资源的可视化管理，并与三维重建数据中各类动静态数据进行高度的融合，通过三维重建方式，将所关注的实景通过一张图的形式显现出来。

2、通过智能技术对视频内容进行构设

安防行业中最为重要的设备是视频监控设备，数字孪生技术平台可以将城市中的视频监控作为数据的基础，借助AR智能视频为空间中各类视频监控的数据，建立空间和时间之间的关系通过智能技术，实现数据与场景之间的联系，可以将在实际中无法看到的数据。通过视频的形式展示出来，最终将隐性的数据变为显性数据。同时还可以借助AI智能技術和联动技术融合通信功能中的AI载具围绕所关注区域的位置，事件，状态和资源这四大要素实现。对人的行为与物的状态的实时监控，避免出现任何不安全行为和不安全事件的发生。

3、通过UE4或Unity3D技术多室内场景进行构设

针对室内的场景构建，可以根据客户的实际要求进行常见构设，第一种方式可以通过使用全景相机或者是激光雷达产品，对于室内的场景进行构设，第二种方法是可以通过采用UE4技术或Unity3D技术来实现对室内场景的构设，这种技术可以保证场景内各厘米之间的精度和保真效果，第二种方式可以增加对各要素的可控度，实现对室内场景的第一人称视角观察，同时，还可以进一步增加物理反馈机制。

综上所述，数字孪生技术不仅仅局限于其中的一种技术，而是将一种创新的发展模式、发展理念和发展路径融入到各领域之中，无论是安防行业还是其他行业，都可以通过利用数字孪生技术构建自身的优势，提升各行业的智能现代化和精细化。数字孪生技术可以实现安防行业的全方面构设，无论是针对近景、远景或视频，最终都可以通过数据构设的形式展现出来，极大地提高了行业的发展效率，降低了行业的成本投入，促进了安保行业的稳定发展。

参考文献

[1]袁名人.探析数字孪生技术在安防行业的发展[J].中国安防，2021（03）：33-36.

基金项目

2021年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目《面向IoT的数字孪生场景构建技术研究》（项目编号T2021KY025）

2021年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目《基于信息安全的容器沙箱架构研究与实践》（项目编号2021KY1273）