数字孪生技术可建立现实对象与数字模型的精确对应关系, 进而开展基于真实数据的仿真, 以指导现实对象改进。以北京科技大学土木楼为例, 开展了基于数字孪生架构的建筑火灾安全评估与改造的研究。首先, 利用建筑信息建模(BIM)、物联网（IoT）和云技术(cloud technology), 并集成了风速、人数等实时感知数据, 建立了土木楼的数字孪生模型; 其次, 利用数字孪生模型, 开展基于实测数据的火灾蔓延与人员疏散模拟, 并与基于传统估计数据的模拟结果进行了比较; 最后, 根据模拟结果, 提出了建筑火灾安全的改进方案, 并评测了改进方案的效果, 为建筑消防安全改造提供了准确依据。结果表明: 数字孪生架构下的火灾安全评估结果更接近实际, 可以指导建筑火灾安全改造。

随着基础设施建设的发展，桥梁养护管理面临巨大挑战。基于数字孪生的桥梁养护管理平台，本文结合数字孪生、BIM、GIS及物联网等技术，提出该平台总体架构及技术架构，研究了包括三维环境性能优化与设备数字孪生映射的平台关键技术，实现了平台各类具体功能。该平台已在江苏省泰州市引江河大桥及其他类似桥梁进行了应用，优化了管理手段，提高了养护效率，并推动了养护管理手段的数字化转型。

本文以银西高铁某隧道为工程背景，针对自主研发的隧道围岩量测自动化监测技术，建立GIS+BIM+物联网的安全监测平台。平台充分发挥了BIM模型信息集成、可视化的优势，从实际应用层面实现高速铁路隧道围岩监控量测信息在BIM模型中的集成、传递以及共享。

以隧道拱部、边墙围岩内变形理论为基础，将高精度的激光测距传感器技术与物联网技术相结合来开发一套自动化隧道围岩量测系统，该系统能实时监测隧道拱顶下沉及净空变化，系统在银西铁路某隧道进行了试点应用，基本实现隧道围岩量测的自动化和信息化。