第84期“恒隆研讨会”于5月26日线上线下融合举办。剑桥大学工程系的Ioannis Brilakis教授受清华大学土木系和清华大学恒隆房地产研究中心邀请，以“建成环境的数字孪生”为主题，进行了主题报告。本次报告由李楠老师主持，到场嘉宾包括清华大学土木系马智亮和林佳瑞老师，来自清华大学、上海交通大学、东南大学、南京工业大学等高校的线上线下40多位师生共同参加此次学术活动。

报告主要分为两部分，第一部分涵盖了数字孪生在建成环境中的定义和在各个阶段的应用价值，第二部分Brilakis教授介绍了其课题组现阶段在数字孪生方向的科研项目成果、以及在业界的实践。

图1 Ioannis Brilakis教授及本次报告主题

图2 本次报告活动现场

在第一部分，Brilakis教授详细介绍了数字孪生在建成环境中的基本概念、意义、构建过程等。构建数字孪生的过程是一个监测（monitoring）、建模（modeling）、模拟（simulation）的过程。具体来说，就是通过对物理世界的实时监测，将所收集到的数据进行解释分析，转化为可用于指导决策和行动的信息和指示。构建数字孪生的好处在于能够提高自动化程度以管理日益增加的资产复杂性，并且能够将建筑全生命周期的数据及过程在统一平台集成。所集成的数字孪生平台具有复杂(complex)、丰富(rich)、联合(federated)、可延伸(extensible)、可拓展(scalable)的特点。构建数字孪生的核心价值在于能够更好地、更快地辅助决策。

Brilakis教授表示，从建筑生命周期的角度来看，构建的数字孪生可被分为三类：设计阶段数字孪生、建设阶段数字孪生、运维阶段数字孪生。每个阶段的数字孪生所代表的物理世界的构建及过程依次增加，信息量依次累加（如图3所示）。并且Brilakis教授特别强调，BIM与数字孪生的区别是，BIM仅是从建设到运维阶段的设计产品信息模型，在图3中，位于“建设阶段数字孪生”区间。

图3 不同阶段的数字孪生

Brilakis教授提出，构建和应用数字孪生主要包括五个阶段，分别是数字孪生的规划、设计、搭建、维护、和应用（如图4）。并且强调，在物理环境建成前，就应当将数字孪生的建设纳入规划中。

图4 构建和应用数字孪生的五个阶段

在第二部分，Brilakis教授分享了其研究课题组在数字孪生构建的各个阶段的研究成果。主要成果包括数字孪生构建过程中基于点云的快速、低成本的复杂建筑扫描和模型生成，基于图像识别方法的BIM模型生成、建筑构件智能识别；还包括数字孪生应用过程中对设计阶段桥梁数字孪生的过程模拟和决策辅助，对建成环境中公路基础设施的损坏识别。Brilakis教授还简要介绍了其课题组承担的“CBIM”、“BIM2TWIN”、“OMICRON”等英国及欧盟的重大项目。

图5 数字孪生发展展望

最后，Brilakis教授强调了构建数字孪生的重要意义，并提出了未来可能的发展方向和前景（图5）。报告之后，到场师生与Brilakis教授围绕数字孪生标准、应用的实际价值、数字孪生在中国的发展潜力等话题进行了热烈的讨论。