中國交通運輸行業(yè)數(shù)字孿生市場現(xiàn)狀、應(yīng)用及趨勢分析

2023年中國交通運輸行業(yè)數(shù)字孿生市場規(guī)模為53.3億元，鐵路運輸占比達42%。

1.中國交通運輸行業(yè)數(shù)字孿生市場現(xiàn)狀

根據(jù)第一新聲調(diào)研，2023年中國交通運輸行業(yè)數(shù)字孿生市場規(guī)模為53.3億元。其中鐵路運輸?shù)氖袌鲆?guī)模占比42%，公路運輸?shù)氖袌鲆?guī)模占比25%，水路運輸?shù)氖袌鲆?guī)模占比19%，航空運輸?shù)氖袌鲆?guī)模占比12%，其他占比2%。 主要應(yīng)用場景集中在設(shè)備設(shè)施的運維管理、綜合指揮調(diào)度和安全應(yīng)急預防預控；其中場站類運營管理數(shù)字孿生占據(jù)了應(yīng)用的主流；從應(yīng)用深度看，以 L1級以虛映實為主，開始逐漸到L2級以虛控實

政策是驅(qū)動中國交通運輸行業(yè)數(shù)字孿生發(fā)展的最主要因素。近幾年交通運輸部門不斷出臺相關(guān)政策，促進和規(guī)范數(shù)字孿生發(fā)展。宏觀層面：國務(wù)院《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》中，明確數(shù)字經(jīng)濟作為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟、工業(yè)經(jīng)濟之后主要的經(jīng)濟形態(tài)；微觀層面：鐵路、公路、水路、航空運輸?shù)认嗬^出臺政策細則和落地行動計劃，在規(guī)劃、勘測、設(shè)計、基礎(chǔ)建設(shè)、運維及安防加快數(shù)字孿生深化應(yīng)用，提質(zhì)增效；行業(yè)層面：數(shù)字孿生國家標準 GB/T 43441.1-2023《信息技術(shù) 數(shù)字孿生 第1部分：通用要求》已正式發(fā)布，并在2024年6月1日正式實施。

技術(shù)發(fā)展為中國交通運輸行業(yè)數(shù)字孿生落地提供了重要保障。數(shù)字孿生技術(shù)包含數(shù)字支撐技術(shù)、孿生構(gòu)建技術(shù)與人機交互技術(shù)三大類，這些技術(shù)不斷演進和發(fā)展，共同提升數(shù)字孿生的實時性、精確性、靈活性和交互性。 （1）數(shù)字線程技術(shù)：是在數(shù)字孿生全生命周期內(nèi)，通過UML定義好的各類數(shù)據(jù)和模型規(guī)范，支撐全類數(shù)據(jù)和模型，在物理實體和虛擬實體之間實現(xiàn)實時交互，它是數(shù)字孿生最為關(guān)鍵的核心技術(shù)之一；

（2）數(shù)據(jù)融合技術(shù)：負責將不同時空、多個來源的大規(guī)模、異構(gòu)、不精確、不一致的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)的組合與變換，整合成可靠、準確、一致的有價值數(shù)據(jù)，它是數(shù)字孿生能夠精確呈現(xiàn)的前提；（3）模型輕量化技術(shù)：通過幾何數(shù)據(jù)的減面壓縮，去除部分非幾何信息，減少三維文件占用存儲空間，實現(xiàn)三維模型的精度保留和操作流暢，無需安裝專業(yè)軟件即可打開模型。模型輕量化與云渲染、實時渲染結(jié)合已成為改善數(shù)字孿生應(yīng)用展示精度和速度的主流解決途徑； （4）人機交互技術(shù)：AR、VR、MR技術(shù)的完善帶來新型人機交互模式 ，提升拓寬數(shù)字孿生應(yīng)用空間。隨著Meta的Quest 2銷量超過千萬，一體機形式的VR頭顯有望代替過去的VR盒子，成為VR主流。

2.中國交通運輸行業(yè)數(shù)字孿生市場應(yīng)用分析

四大重點行業(yè)：鐵路運輸、公路運輸、水路運輸、航空運輸

目前，數(shù)字孿生已應(yīng)用在鐵路運輸、公路運輸、水路運輸、航空運輸?shù)刃袠I(yè)，涵蓋規(guī)劃、勘測、設(shè)計、建設(shè)、運維等多個環(huán)節(jié)的不同場景。 其中鐵路運輸共有超過十個場景，包括大鐵和小鐵，是交通運輸行業(yè)數(shù)字孿生應(yīng)用最為廣泛的細分行業(yè) 。

3.中國交通運輸行業(yè)數(shù)字孿生市場發(fā)展趨勢

技術(shù)趨勢：行業(yè)向更高集成度、更智能化方向發(fā)展

數(shù)字孿生發(fā)展是眾多技術(shù)不斷融合的過程，整體向更高的集成度、智能化方向發(fā)展 （1）基于多源數(shù)據(jù)融合的實時感知能力，成為數(shù)字孿生識別現(xiàn)實世界的重要入口；（2）模型輕量化與云渲染、實時渲染技術(shù)融合的集成，將大大提升模型展示效率；（3）機器學習、深度學習和大模型等人工智能開始融入，數(shù)據(jù)孿生將具備更強的數(shù)據(jù)處理能力、模式識別能力和分析預測能力；（4）仿真建模向集成和實時演進，助力數(shù)字孿生構(gòu)建精確模型，從而實現(xiàn)對物理世界的精細刻畫、精準預測和精準控制；（5）AR為數(shù)據(jù)孿生虛實交互提供硬件支持。

市場趨勢：兩大細分市場、兩大核心場景、一線城市領(lǐng)跑

未來5到10年，政策依然是驅(qū)動數(shù)字孿生市場發(fā)展的主要因素：（1）兩大增長方向：鐵路運輸、水路運輸是兩個主要的增長方向交通運輸行業(yè)數(shù)字孿生市場各細分行業(yè)均有不同程度的增長。其中以“四網(wǎng)融合”為代表的鐵路運輸，以綜合立體交通網(wǎng)為代表的水路運輸是兩個主要的增長方向；（2）兩大核心需求場景：綜合調(diào)度指揮、智能運維 交通運輸行業(yè)數(shù)字孿生市場維持增長態(tài)勢，綜合調(diào)度指揮場景更靠近決策端，智能運維場景更容易呈現(xiàn)運行效率改善價值，是最核心的兩個需求場景；

（3）北上廣深一線城市增速領(lǐng)跑市場 數(shù)字孿生是在信息化和數(shù)字化基礎(chǔ)上發(fā)展而來，發(fā)達地區(qū)基礎(chǔ)條件相對完善，因此北上廣深等地區(qū)數(shù)字孿生市場主體規(guī)模大，領(lǐng)跑市場；長三角、珠三角其他城市市場愈發(fā)活躍；此外，杭州、合肥、南京、武漢等地區(qū)發(fā)展勢頭強勁，市場前景廣闊；（4）行業(yè)門檻進一步提高，行業(yè)發(fā)展進入深水區(qū) 數(shù)字孿生新增企業(yè)速度放緩，客戶要求不斷增強，行業(yè)門檻進一步提高，行業(yè)發(fā)展進入深水區(qū)。例如鐵路運輸行業(yè)，擁有更多三維可視化模型沉淀的企業(yè)，可以通過模型組合滿足客戶需求，具有較強的成本優(yōu)勢，更容易獲得客戶訂單。

解決方案：標準化、平臺化、智能化

中國交通運輸行業(yè)數(shù)字孿生解決方案總體表現(xiàn)為三大趨勢：物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)接入標準化，三維可視化建模平臺化，運營與管理智能化 ，這三個趨勢逐層遞進，推動數(shù)字孿生能力的不斷升級。（1）物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)接入標準化：當前物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來源于多個廠商，每個廠商都有自己的傳輸協(xié)議、接口和數(shù)據(jù)標準，彼此之間標準不能互聯(lián)互通，導致數(shù)字孿生項目中數(shù)據(jù)采集和清洗的成本較高，影響行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。隨著數(shù)字孿生應(yīng)用場景的拓寬行深，國家標準、行業(yè)標準體系的逐步統(tǒng)一和完善，新的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將遵循統(tǒng)一的標準。實現(xiàn)高效兼容大量舊有設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)接入平臺、可自動適配主流設(shè)備成為新的方向；

（2）三維可視化建模平臺化：當前三維可視化建模成本高，周期長，這是阻礙數(shù)字孿生發(fā)展的重要因素。隨著數(shù)字孿生技術(shù)與行業(yè)的不斷融合，更多類型場景的沉淀，更多行業(yè)可復用的三維可視化模型的不斷擴展，未來建模成本不斷降低； （3）運營與管理智能化：隨著人工智能與數(shù)字孿生的逐漸融合，數(shù)字孿生開始具備更高的智能，特別是大模型結(jié)合行業(yè)知識，將有助于打造更加聰明和靈活的人機交互方式。逐漸從預設(shè)問題-給出答案，走向不設(shè)限制的智能回答。