以某城市高架快速路施工阶段BIM技术应用为例，分析此类项目特征及痛难点，提出信息模型传统应用优化提升方法。通过打造标准化BIM协同管理平台，实现项目全过程技术与管理同步复合的增质提效，为升级为多项目企业级平台提供样板。以平台应用及数字孪生理论为基础，构建了进度、造价等虚拟空间，分析了虚拟现实映射关系及其如何反馈实际工作，推动了此类项目施工规范化，提升了管理效率，实现了数字孪生技术应用，可供类似工程借鉴。

智慧梁场的核心是提高效率，而数字孪生是连接真实物理梁场和数字虚拟世界的最佳纽带，将两者结合对驱动智慧梁场实现全面智能制造具有重要作用。针对目前梁场在三维模型可视化、多软件数据交换、产前和产后应用及智能决策支持等方面所存在的问题，从真实物理梁场、虚拟梁场、梁场管控系统及梁场孪生数据共四个方面对数字孪生智慧梁场的功能需求进行较为全面的分析。在此基础上，提出了数字孪生智慧梁场的系统架构设计，并对该系统所包括的物理实体层、孪生模型层、数据层、协同服务层和应用层进行了研究和阐述，为今后的数字孪生智慧梁场的建设提供参考。

盾构机掘进状态的准确预测和参数控制是盾构掘进系统管控的重点，针对这个问题，建立与掘进系统一致且同步的虚拟模型是解决问题的关键。为了实现对盾构掘进系统的智能管控，本文将能够实现虚实交互、适用于设备智能化的数字孪生技术引入盾构掘进系统中，依据掘进系统的相关需求，构建盾构掘进系统的数字孪生框架，通过虚拟模型和物理实体的实时映射实现信息交互，并依托于掘进系统服务应用层，设计了掘进载荷超前预测系统和盾构施工参数控制决策系统，为盾构掘进系统提供智能决策，实现盾构隧道掘进施工的智能管控。

数字孪生是数字化转型的重要落脚点, 数据治理是数字孪生物理实体与虚拟实体交互融合的核心, 城市信息模型CIM平台是面向数字孪生的数据治理的重要支撑平台。本文分析了面向数字孪生数据治理的范围与内容, 基于CIM平台提出了数据治理框架, 对基于工作流的数据治理与基于分层分级的多源数据可视化等技术进行了研究, 提炼出上海市CIM平台数据治理建设成果。通过研究与实践证明, 本文提出的数据治理框架具有可行性、扩展性和开放性, 可为数字孪生背景下数据治理研究与应用实践提供参考。

在数字乡村建设中，为解决分布广、数量多的乡村生产设施监测数据集成效率低的问题，本文设计研发了一种基于物联网的乡村生产设施数字孪生管控技术并投入了使用。该技术使用MODBUS-RTU（Remote Terminal Units）协议采集各种生产设施监测数据；采用了MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)和实时流数据处理技术，解决监测数据传输不稳定的问题；应用了NFC技术，解决传感器与模型自动关联问题，快速构建生产设施数字孪生模型。应用表明，本方法操作简单，可减少90%的数据映射工作量，且数据的稳定性和时效性高，为生产设施远程、智慧化管控奠定了基础。

随着国家“新基建”战略对于建设数字孪生城市建设的指引，我国城市轨道交通工程作为城市公共基础设施的重要组成部分进入了新的发展时期，通过构建数字孪生体系将会加快推动城市轨道交通工程全生命周期智能化进程。本文主要研究了城市轨道交通数字孪生标准体系构建的重点方向：首先阐述了城市轨道交通数字孪生标准体系构建的目的与意义以及当前城市轨道交通数字孪生标准化现状，并就标准体系构建的重点原则进行了分析；其次结合目前制造业的数字孪生模型架构和技术体系，建立了城市轨道交通领域的数字孪生标准体系架构；最后结合国内目前城市轨道交通领域技术体系标准制定的现状，详细分析了物理实体、虚拟实体、平台与服务、连接与集成等技术标准的构建基础与思路，以期促进数字孪生技术在我国城市轨道交通领域的全面推广应用。

桥梁是一个具有一定象征意义的公共建筑，随着城市建设的发展，对桥梁设计的要求也越来越高。采用BIM+GIS技术辅助桥梁设计、可视化表达设计意图、协助领导决策和传递成果信息具有优于传统方式的效果。本文采用无人机倾斜摄影技术获取项目区域的实景模型，创建三维可视化的设计环境，利用3DGIS平台SuperMap GIS将GIS数据和桥梁BIM数据进行融合构建数字孪生，并发布成在线服务方便随时随地查看，对BIM+GIS在桥梁初步设计中的应用和在交通基础设施信息化中的作用进行了有效探索。

CIM是智慧城市和数字孪生城市的重要模型基础，在“新基建”背景下，其重要性愈发突出。本文以国内外研究文献为基础，梳理了CIM的发展过程，总结了CIM的主要研究方向和技术实现平台，并介绍了其典型应用，为开展CIM相关研究提供了重要参考。

本研究将数字孪生技术引入高速公路施工进度管理，提出了利用BIM参数化建模和实景建模技术构建山岭地区高速公路数字孪生模型的方法，设计了基于蓝牙技术、GPS技术及ZigBee技术的数据采集和映射方案，并在此基础上构建了基于数字孪生的进度推演模型。本文以雷榕高速公路工程项目为依托，利用数字孪生模型和数据采集技术实时获取现场工程量和进度影响信息数据，通过数据驱动的方式构建进度推演模型，使施工过程中的进度安排、资源配置更加合理，减少由于工期延误造成的成本问题或赶工引发的质量问题。

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。