高速公路数字孪生可视化管控系统利用数字孪生3D可视化技术，以高速公路收费站、生活区各类建筑、楼宇的智能监控（包括道路通行、安防监控、车辆卡口、车流统计、能耗统计、环境监测、业务运行数据监测、收费系统数据接入、供电系统、智能通风、人员分布、智能巡更、智能停车场等各种应用场景）为重点，在虚拟数字空间对现实交通系统进行1:1虚拟仿真重建，再集成融合现有的多源异构数据，还原真实场景，实现对高速公路重点路段、重点场景进行精准管控、预警、诊断及分析，从而达到数据全融合、状态全可视、业务全可管、事件全可控的智能运营能力，赋能高速公路的信息化建设，使高速公路管理更安全、更舒服、更高效，运营成本更低，规划更加有序、合理。
1.高速公路数字孪生可视化管控系统架构
高速公路数字孪生可视化管控系统由物联网终端层、基础支撑层、数据中台层和应用系统层四部分构成。
1.1 物理设备层
物理设备层主要由交通视觉传感器及其他可选的交通传感器组成，可为平台运行提供数据基础，主要涵盖：交通视频监控数据、基础交通数据、交通事件检测数据、定位数据、业务管理数据、设备管理接口。
1.2 基础支撑层
利用云平台建设的智能计算平台、基础应用支撑平台实现对各种传感器数据的采集、记录、数据调度服务、对各传感器数据的入库和分析等功能。
1.3 数据中台层
数据中台层通过数字镜像、虚拟化、数据仿真、语义分析、数据仓库等技术对基础数据进行加工清洗，并按照上层业务应用需求进行数据结果计算和抽取。
1.4 应用系统层
应用系统层可根据不同的业务流程需求，对基础支撑层的基础数据和数据中台层的数据资源进行抽取利用，并与相关业务部门的基础数据和信息资源进行融合、匹配，并运用数字仿真、预测模型、仿真分析为展示层提供贴近实战，满足行业应用需求的管理策略和信息流。
2. 高速公路数字孪生可视化管控系统功能
高速公路数字孪生可视化管控系统的功能主要包含：同景感知、公路基础信息管理生、实时交通流管理、设备管理、环境管理、视频监控、报警管理、应急管理等。
2.1同景感知
高速公路数字孪生可视化管控系统的同景感知功能是基于3D数字建模、数据建模、数字模型的数据靶向驱动等技术，结合GIS管理系统、实景建模等技术，在虚拟数字空间对实际公路、互通立交、管理中心、收费站等建筑及高速路段上设备设施（包括交通标志、护栏、摄像机、电警设备、车辆检测器、气象环境检测器等）进行3D建模，并分层、分类管理，可多层级场景细节展示查看，支持场景中路段、互通立交、管理中心、收费站等节点以信息牌的方式展示，方便用户快速确认管理节点在地图中的位置；支持以点击方式从三维地图视角进入各节点相应的管理界面或3D管理场景。
2.2公路基础信息管理
在高速公路数字孪生可视化管控系统中可展示公路、桥梁、涵洞等公路基础属性信息，并允许自定义添加和调整规格信息。对资产台账进行批量维护管理，提供类Excel维护功能，可以方便地批量维护资产台账信息，并且可以在不用调整程序的情况下，任意增加多个规格属性。
2.3实时交通流管理
高速公路数字孪生可视化管控系统的实时交通流管理功能基于交通量检测数据、车路协同系统采集的车、路的运行监测数据以及摄像机的视频事件检测器釆集的交通流数据，实现交通流基本指标（流量、速度、密度）的采集与分析，对公路的拥挤程度进行识别和数字孪生，依托智慧高速数字孪生系统逬行直观展示。
2.4设备管理
通过高速公路数字孪生可视化管控系统的设备管理模块，在三维场景中可直观展示高速公路内基础设备的空间分布情况，同时点击任意模型可查看该设备的基础信息及监控信息，包括信息发布内容、当前气象数据、路况数据、车辆收费情况、出入口抓拍画面等；并且以图表方式展示高速路内设备的数量统计信息、事件告警信息、设备运行状态信息等数据，以整体视角反映路段综合运行态势；支持以不同效果展示高速公路内监控设备的运行状态，当时设备出现告警，系统中设备通过红色闪烁的方式提醒，并快速定位。
2.5环境管理
高速公路数字孪生可视化管控系统的环境信息管理功能主要涵盖公路环境实时气象监测、气象精细化预报预警功能模块。公路环境实时气象监测模块主要是对路面的全线气象要素进行实时监测，同时提供对全线气象状态信息不同时间维度（年度、季度、月度、周、日、小时等）的综合统计和对比分析的展示。
气象精细化预报预警功能是针对极端天气的短临、短期和中期的高空间和高时间的预报和预警信息展示。
2.6视频监控
高速公路数字孪生可视化管控系统通过集成融合现有公路上建设的视频监控设施，对重点路段、事故易发地、大桥进行视频监控。依托可视化地图平台，实现基于可视化地图的道路、路况、设施的宏观及微观的信息浏览；通过设备监控，了解道路通行状况并发布出行信息；对沿线设备实时状态进行监控。
2.7报警管理
高速公路数字孪生可视化管控系统集成现有的视频事件分析、基础设施检测等系统的事件信息，在三维场景中直观展示高速公路内所有重点事件的分布，并根据告警级别进行提醒；基于告警等级、告警类别实现分类统计，并提供告警统一管理面板，基于告警面板可实现不同告警设备、路段的快速调取；系统集成应急预案，可在告警发生时基于告警类型快速调取预案流程，辅助调度指挥管理；可基于空间算法对事件发生地点周边的摄像头快速调取,联动查询事故发生现场的具体情况；支持以图形化方式对特定区域的各类事件信息数量并进行同比、环比分析展示，辅助管理人员分析区域路段运行趋势及制定优化策略。
2.8应急管理
通过对接基层人员、设备（巡检车、保障车等）的定位装置，实现基于地图的数字孪生，对事发地点、人员实现数字孪生可视化分布，并可定位跟踪运营保障车辆位置与轨迹，事发时为管理者掌握现场态势、迅速准确决策、有效应急救援力量提供时空一体化支撑，实现智慧高速应急救援管理的信息化、可视化与精准化。
高速公路数字孪生可视化管控系统通过日常高速管理区域的收费站、服务区、高速公路、隧道、建筑、室内、设备的逐级可视，可对恶劣道路环境、复杂气象、特殊交通事件等高速公路安全风险的监测与精准管控，以及对高速公路安全预案的实时推演和完善设施设备的运维工作等。
