摘要：新一代信息技术的蓬勃发展使数字孪生技术成为了交通领域研究的热点。本文在阐述数字孪生概念及应用领域的基础上，对岳阳市市区交通现状进行了分析，针对当前现状提出了基于数字孪生技术的三维可视化智慧停车平台解决方案，通过对平台整体框架的构建与设计，为改善岳阳市当前交通现状、助力岳阳市智慧交通发展提供了新的方法与路径。

关键词：数字孪生 三维可视化 智慧停车平台

近年来，随着我国经济持续快速发展，居民生活水平显著提高，机动车作为便捷的交通工具已快速进入大部分家庭。根据公安部交通管理局2024 年7 月发布的《2024 年上半年全国机动车保有量统计》报告显示，截至 2024 年 6 月，民用汽车保有量突破 3.6 亿辆，其中私人汽车保有量超 3.15 亿辆，占总量的 87.3%，民用机动车的快速增长虽极大地便利了居民出行，但也随之带来了交通拥堵、停车难等一系列问题，这对传统管理模式提出了巨大挑战。然而随着新一代信息技术的蓬勃发展，数字孪生技术成为当前和未来交通领域研究和应用的热点，能使传统交通管理向智能化、协同化转变。笔者将基于数字孪生技术，针对岳阳市交通现状，对岳阳市三维可视化智慧停车平台的构建与实现进行探究，助力岳阳市智慧交通发展。

一、数字孪生技术概述

数字孪生的核心思想可追溯至 NASA 的阿波罗计划，当时为了在地面监控和模拟遥远的航天器状态，构建了物理航天器的“镜像”系统，但是直到 2010 年， 术语才由 NASA 在技术报告中被正式提出并定义。简单来说，数字 是指利用数字技术在虚拟空 个与真实物理实体高度逼真的数字化模型（也称“孪生模型” 映射 交互和融合，其强大的模拟、分析、预测和优化能力贯穿物体实体的全 命周期。 关技术的快速发展 与深度融合，让其在制造业、农业、智慧城市、医疗健康等领域得到了广泛应用。本文所述内容则以智慧城市下的智慧交通这一细分领域为主。

二、数字孪生技术在城市交通领域的应用

数字孪生技术在城市交通领域的应用方式主要是将城市交通道路实体以高保真度、真实映射的方式构建到虚拟空间中，并将传感器等设备采集到的交通信息数据导入虚拟模型，从而构建出城市交通管理孪生体。在构建的孪生体中，可实现对城市泊车情况、交通流量等方面的精确模拟和预测，从而提高交通管理决策的效率和准确性，减缓出行者的出行压力，为城市交通管理提供新的思路和技术支持，推动城市交通向更高效、更安全的方向演进

三、岳阳市市区交通现状分析

上述已经对数字孪生技术的概念以及其在交通领域中的应用进行了概述，接下来笔者将从交通路段情况与停车场供需两方面对岳阳市市区交通现状进行分析，为岳阳市三维可视化智慧停车平台设计提供思路与支撑。

（一）交通路段分析

1. 常态化路段

根据交通流量监测数据显示，岳阳市区工作日的早高峰时段为 7：30-8：30，晚高峰时段为 17：15-18：15。洞庭北路、岳阳大道西、湘北大道 载跨区交通流且沿线学校密集，使得在早晚高峰期间拥堵指数常年居高不下；而步行街南北辅 茅岭路 得胜南路、岳阳大 西（花板桥步步高）因沿线商业密集，早晚高峰期间也易形成持续性拥堵，并且受周围商圈的影响，上述道路在节假日拥堵情况更为严重。

2. 雨敏性突出路段

相关数据显示，雨天工作日的早高峰平均时速较正常天气下降约 12%，晚高峰平均时速下降约 15%，且严重拥堵时长高出日常 6 倍。在梅溪桥洞口路段因地形低洼、排水系统不完善导致雨天易形成积水，导致车辆缓行甚至中断，从而造成区域性交通瘫痪；而皇姑塘立交桥匝道因雨天能见度低、视野开阔度不足、加之纵坡较大，导致交通事故率上升，从而加剧拥堵。

（二）停车场供需分析

1. 景区配套停车场

岳阳楼为岳阳市的标志性建筑，景区南门正对面为主景区停车场，该停车场可提供约500 个左右停车位；景区东门旁的东门停车场可提供约 300-400 个车位；而与岳阳楼景区串联成有机整体的洞庭南路作为历史街区同样成为旅游热点，周围的鱼巷子洞庭南路历史文化街区地下停车场数量约为 370 个，此外该街区的室外停车场还配备了 295 个露天车位。根据上述数据可知，岳阳楼旅游区（含岳阳楼景区、汴河街、洞庭南路历史文化街）较大型停车场可容纳车位数约达 1565 ↑ 据相关报道显示，2025 年五一假期第一天，岳阳楼旅游区单日客流量就已突破 10 万人次，由此可见车位供需比严重不足，游客停车需求无法满足，以致于大部分车辆停在马路两边，致使道路变窄，带来交通拥堵的同时也带来了安全隐患。

2. 商圈配套停车场

目前岳阳市较大的商圈有步步高新天地、花板桥步步高广场、巴陵中路与青年东路沃尔玛购物广场，虽然这些商业体都自建停车场，但是由于停车场大小及车位数量等问题，在节假日高峰期间仍有大量私家车无处停放，以巴陵中路沃尔玛购物广场为例，晚高峰期间约 30% 车辆因寻找车位在道路上游荡；同时由于商圈选址原因，在节假日期间商圈周围道路的人流与车流量均达到高峰，停车场内外的车出入困难，造成停车场内部及外部周围道路拥堵。

交通拥堵、停车困难随之就会产生违规变道、加塞、违停等现象，致使行车次序混乱，从而造成更严重的拥堵情况。

因此找到合适的解决方式从最大程度缓解当前因时空集中性、天气变化、停车供需失衡产生的交难、行车乱等问题迫在眉睫。

四、岳阳市三维可视化智慧停车平台构建与实现

针对上述岳阳市市区交通现状，本文提出了基于数字孪生技术的三维可视化智慧停车平台设计方案，通过构建一体化的可视化智慧停车平台，对市内车辆流量、停车需求、交通管理、公共安全等内容进行实时的监测与显示，有助于城市管理者对市内交通状况进行预测与管理，提高市内通行效率。

（一）平台设计路径与总体架构

岳阳市三维可视化智慧停车平台整体设计路径以城市物理实体为基础，通过传感器等数据采集器采集道路、交通、停车数据等实时数据， 构建出城市交通数据资源体系；依托数字孪生技术对岳阳市市区场景进行数字化建模，创建出岳阳市市区交通孪生模型；随后将采集到的城市交通实时数据上传至智慧停车平台，实现对市区交通、停车资源等内容的高度可视化，为物理实体空间中的交通、停车等内容提供决策依据。以下为三维可视化智慧停车平台设计路径图（如图1）。

图 1 岳阳市三维可视化智慧停车平台设计路径

依据上述设计路径构建出了平台总体架构，如图 2 所示。其中感知层主要是通过传感器等数据采集器对物理实体的专项数据进行采集；数据层包含静态数据与动态数据两个部分，静态数据主要包含岳阳市市区地理信息系统数据（GIS 数据）、经纬度定位数据及市区真实场景模型，动态数据则是物理实体中的实时数据，例如停车场停车数据、道路拥堵情况的交通数据、事故路段及违章情况的公共安全数据等；服务层则是通过建立数字孪生模型，并将采集到的数据进行分析，使平台对外提供资源统筹、资源运营及城市管理等各项服务；顶端的应用层则是在服务层的基础上，通过人机交互、数据实时显示、真实场景呈现的方式为终端用户提供服务。

图 2 岳阳市三维可视化智慧停车平台总体架构图

（二）平台功能模块

1. 资源统筹模块

资源统筹模块主要展示市内车位的使用情况、路内外与停车场的停车情况、各时段停车情况、泊位负荷变化趋势、高负荷停车场排名等数据，通过对停车数据的分析，可以通过平台直观看到不同时段、不同区域的停车需求，进而对停车资源进行提前规划与合理调整，有效缓解岳阳市区停车压力。

2. 资源运营模块

资源运营模块主要对市内当日停车收入及收费率、泊位平均高收费排名、泊位运营、收费率信息等数据进行实时显示，该模块可通过各停车场收入情况展示出高需求、高使用度停车场，便于对停车资源进行优化与分配。

3. 城市管理系统模块

城市管理系统模块下分交通管理系统与公共安全系统两个子模块。交通管理系统子模块主要对交通影响因素、道路拥堵情况、车流数据统计、各时段区域拥堵排名及人员调度等内容进行展示，主要用于城市交通道路的管理；而公共安全系统子模块主要对交通事故情况、事故路段与事故类型、违章情况、应急调度等内容进行展示，主要用于城市交通安全的管理。通过城市管理系统模块可以提高岳阳市的通行管理与交通事故管理水平，提高岳阳市交通运转效率。

（三）平台实现

1. 可视化界面原型制作

可视化界面尺寸设定为 2880px *1080px；在整体界面布局中，数据展示界面以左右布局为主，屏幕中间则为岳阳市三维孪生模型，这种将二维数据与三维场景相结合的方式可以让终端用户更直观的获取所需信息且更利于决策。平台原型图如图3 所示。

图 3 智慧停车平台原型图

2.GIS 数据获取与整合

利用 OpenStreetMap、GeoConvert 与 QGIS 三款软件完成 GIS 数据的获取与整合。其中 OpenStreetMap 用于城市地图区域的选择；GeoConvert 用于文件格式的转换； QGIS 则是将格式转换完成的文件导入其中生成道路与建筑信息，为模型制作与生成奠定基础。

3. 模型制作与生成

基于前面获取的 GIS 数据，利用 Blender、3dsMax、Substance painter 等软件完成实体孪生模型的创建，并将绘制的材质贴图赋予模型，完成岳阳市城区孪生模型的制作。

4. 三维可视化智慧停车平台建设

本项目采用 GIS 地理信息系统与虚幻引擎 （UE4） 相结合的方式搭建三维可视化智慧停车平台。整个平台的开发与建设采用虚幻引擎中的材质编辑、粒子特效、蓝图函数等功能，并与 C++ 开发语言相结合，实现三维可视化智慧停车平台中场景氛围、UI 动效、物体控制、功能开关、相机视角选取等功能，完成整体平台的搭建。平台建设完成后的效果图如下所示。

图 4 智慧停车平台页面效果

五、岳阳市三维可视化智慧停车平台设计价值意

（一）优化城市交通方案

智慧停车平台通过对各时段的停车情况、各停车场的负荷情况等内容进行数据显示，城市管理人员能有效分析出各路段、各时段的停车需求，针对高停车需求路段与时段，城市管理人员可以制定或者优化交通疏导方案，避免因停车的高时空集中性而造成道路拥堵，提高人们出行效率与幸福感。

（二）优化停车资源配置

智慧停车平台能对市内车位的总体使用情况、各停车区域的泊位信息等内容进行实时显示，便于城市管理人员更好的掌握市民的停车需求，从而对停车资源进行优化配置，解决停车难的问题。

（三）赋能城市交通管理

智慧停车平台不仅是一个单独的停车管理平台，更是一个综合性的城市道路交通管理平台，通过与城市管理系统的对接，平台可以对城市道路的拥堵情况、车流情况、事故情况等内容进行实时监测，并通过交通指挥人员的位置信息、工作状态能随时、快速的调度相关人员进行拥堵道路指挥或道路事故处理，提升城市交通治理水平，赋能城市道路交通管理。

综合而言，岳阳市三维可视化智慧停车平台的设计为解决市内交通堵、停车难、行车乱等问题提供了新思路与新路径。

六、结语

本文在数字孪生技术的基础上，通过对岳阳市交通现状的分析，提出了基于数字孪生技术的岳阳市三维可视化智慧停车平台方案，并对其进行 建与设计， 为解决岳阳市现存的交通堵、行车难与停车乱等问题提供了新的解决方案，对助力岳阳市智慧交通的发展具有重要意义。另外，本文中所提及的技术及平台功能均立足于本研究当下节点，后续研究应在当下研究的基础上对制作技术及平台功能进行优化与完善。

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论文来源：2025 年度岳阳市社会科学研究课题

课题名称与编号：《数字孪生技术在智慧交通中的应用研究—以岳阳市三维可视化智慧停车平台设计为例》（2025Y168）