视频孪生赋能市政设施数字智能巡检：从被动响应到主动治理的跨越

在城市化进程加速推进的当下，城市市政设施数量呈指数级增长，传统人工巡检模式面临效率低、覆盖盲区多、数据滞后等困境。视频孪生技术凭借其虚实共生、动态映射的核心能力，正在重构市政设施巡检的底层逻辑。作为视频孪生技术首倡者与国家级专精特新“小巨人”企业，智汇云舟通过自研三维地理信息引擎（3DGIS）融合视频、AI、IoT等技术，已在30多个行业落地近200个场景，为城市治理提供“可感知、会思考、能进化”的智慧解决方案。

一、技术突破：构建市政设施的“数字镜像”

智汇云舟视频孪生平台以1个核心引擎+3大应用能力构建技术底座：

1. 核心引擎：自研3DGIS引擎支持UE、U3D、WebGIS等多引擎协同，实现厘米级精度的三维场景建模；
2. 虚实融合能力：通过“天空地海廊”五维感知体系，将无人机、车载摄像头、地面传感器等数据与三维模型实时映射；
3. 时空计算能力：基于“LI位置智能”算法，实现设施状态与地理空间的动态关联分析；
4. 视算一体能力：内置200余类AI算法模型，支持交通流量预测、设备故障诊断等实时仿真。

在某高速公路项目中，平台通过匝道预交易车辆状态数据与三维场景融合，使收费站通行效率提升35%；在某矿石码头，系统整合2000+路视频监控，实现堆场全域可视化智能巡检，风险预测准确率达92%。

二、视频孪生在市政设施数字化智能巡检中的应用城市道路巡检

桥梁巡检

1. 结构健康实时监测：桥梁作为城市交通的关键节点，其结构安全至关重要。视频孪生技术通过在桥梁结构的关键部位，如桥墩、桥台、主梁、拉索等，安装各类传感器，如应变传感器、位移传感器、振动传感器等，实时采集桥梁结构的应力、位移、振动等数据。同时，利用无人机搭载高清摄像头对桥梁进行定期巡检，获取桥梁外观的视频图像信息。将传感器数据与视频图像信息进行融合，通过三维建模技术构建出桥梁的实时数字孪生模型，该模型能够实时反映桥梁结构的健康状态。一旦桥梁结构出现应力异常、位移超限、振动加剧等情况，视频孪生系统将立即发出预警信息，并通过对数据的分析，预测桥梁结构的病害发展趋势，为桥梁的维护与加固提供科学依据。
2. 桥下空间与周边环境监测：视频孪生技术还可对桥梁的桥下空间与周边环境进行实时监测。通过在桥下空间与周边区域安装视频监控设备，利用计算机视觉技术对视频图像进行分析，能够监测桥下空间是否存在违法搭建、堆积杂物等情况；对桥梁周边的施工活动进行监控，判断其是否对桥梁结构安全构成威胁。此外，还可结合气象传感器数据，对桥梁周边的风速、风向、降雨量等气象条件进行监测，提前预警恶劣天气对桥梁的影响，保障桥梁的安全运营。
3. 巡检路径规划与智能决策支持：借助视频孪生系统的三维可视化功能，管理人员可以根据桥梁的结构特点与实际情况，规划出最优的巡检路径。在巡检过程中，维护人员可以通过手持终端设备实时查看视频孪生系统中的桥梁模型与相关监测数据，对桥梁的健康状况进行现场评估。同时，视频孪生系统还可根据实时监测数据与历史数据，利用人工智能算法为维护人员提供智能决策支持，如推荐合适的维护措施、预测维护成本、制定维护计划等，提高桥梁巡检与维护的效率与质量。

1. 管网泄漏与故障监测：地下管网作为城市的 “生命线”，其安全运行直接关系到城市的正常运转。视频孪生技术通过在地下管网中安装压力传感器、流量传感器、水质传感器以及气体传感器等，实时监测管网内的压力、流量、水质、气体浓度等参数。一旦管网出现泄漏、堵塞、爆管等故障，传感器数据将发生异常变化，视频孪生系统能够迅速捕捉到这些异常信息，并通过与三维管网模型的联动，准确定位故障位置。同时，利用计算机视觉技术对管网内窥视频图像进行分析，还可检测管网内部的腐蚀、结垢等情况，提前发现潜在的安全隐患，为管网的及时修复与维护提供保障。
2. 管网运行状态可视化与优化调度：基于视频孪生技术构建的地下管网三维数字模型，能够将管网的布局、走向、连接关系以及实时运行状态以直观的方式呈现给用户。城市管理者可以通过三维可视化界面，实时查看管网内的水流、气流、液流等介质的流动情况，对管网的运行状态进行全面监控。同时，结合大数据分析与人工智能算法，视频孪生系统还可根据管网的实时运行数据与历史数据，对管网的运行进行优化调度，如合理调整供水、供气、供热的压力与流量，平衡管网负荷，提高管网的运行效率与能源利用效率，降低管网运行成本。
3. 施工安全预警与协同管理：在城市建设过程中，地下管网周边的施工活动频繁，容易对管网安全造成威胁。视频孪生技术通过在施工区域周边安装视频监控设备与传感器，利用计算机视觉技术与物联网感知技术，对施工活动进行实时监测。一旦发现施工行为可能对地下管网安全构成威胁，如施工机械靠近管网、挖掘深度接近管网埋深等，视频孪生系统将立即发出预警信息，并通知相关部门与施工单位采取相应的防护措施。同时，视频孪生系统还可实现施工单位、管网管理部门以及其他相关部门之间的信息共享与协同管理，提高施工过程中对地下管网的保护能力，减少因施工导致的管网损坏事故发生。

三、视频孪生赋能市政设施数字化智能巡检的优势

提升巡检效率与精准度

传统的市政设施巡检方式主要依赖人工，巡检人员需要耗费大量的时间和精力对设施进行逐一检查，且受主观因素影响，容易出现漏检和误检的情况。视频孪生技术实现了巡检工作的自动化和智能化，通过传感器和摄像头实时采集设施数据，利用人工智能算法进行快速分析处理，能够在短时间内完成大面积的巡检任务，大大提高了巡检效率。同时，其精准度也远高于人工巡检，能够精确检测到设施的微小病害和异常情况，为设施的及时维护提供准确依据。

实现实时监测与预警

视频孪生系统能够实时获取市政设施的运行状态数据，并将其反映在数字孪生模型中。一旦设施出现异常，系统能够立即发出预警信息，通知相关人员进行处理。这种实时监测与预警功能，使得城市管理者能够在第一时间掌握设施的故障情况，及时采取措施，避免故障的扩大化，降低设施损坏带来的损失和影响，有效保障城市的正常运行。

降低巡检成本与风险

人工巡检不仅需要投入大量的人力成本，而且在一些复杂环境或危险区域，如桥梁高空部位、地下管网内部等，巡检人员面临着较高的安全风险。视频孪生技术的应用，减少了对人工巡检的依赖，降低了人力成本。同时，通过远程监测和自动化巡检，避免了巡检人员进入危险区域，保障了人员的生命安全，降低了安全风险。此外，由于能够及时发现设施故障并进行维修，避免了设施严重损坏后带来的高额维修成本，从整体上降低了市政设施的运维成本。

提供决策支持与优化管理

视频孪生系统积累了大量的市政设施运行数据，通过对这些数据的深入分析，能够挖掘出设施运行的规律和潜在问题，为城市管理者提供科学的决策支持。例如，根据交通流量数据优化道路信号灯配时，依据管网运行数据合理安排维护计划等。同时，利用视频孪生模型可以对不同的管理方案进行模拟和评估，选择最优方案，实现市政设施的精细化、科学化管理，提升城市管理水平。