科创中国

行业领域

电子信息技术,新型电子元器件

需求背景

高速飞车采用超导磁悬浮技术消除运行摩擦阻力，利用内部接近真空的管道线路来减少空气阻力，从而实现 1000 千米/小时以上的“近地飞行”，使交通运输更快速、更便捷和更舒适。由于高速飞车系统复杂，增加了故障、性能退化以及功能失效发生的几率，因此针对高速飞车系统运行的可靠性问题，利用故障预测和健康管理技术实现辅助高速飞车关键设备全生命周期管理。数字孪生作为更高一级的系统保障和健康管理技术，从研究高速飞车系统健康管理技术入手，建立飞车健康管理数字孪生平台的框架结构，包括数据集成层、建模计算层、系统功能层和可视化层，实现高速飞车的建模仿真验证评估，为高速飞车健康管理奠定基础。

需解决的主要技术难题

利用高保真建模和仿真技术以及状态深度感知和自感知技术构建高速飞车系统的孪生体，实现高速飞车关键设备建模仿真验证评估及关键设备全生命周期数据（包括仿真数据和实时数据）的存储、处理和集成，并通过数据挖掘获取数据间的隐含关联关系和潜在价值信息，从而加深对系统机理和数据特性的理解和认识，实现数字孪生体的超现实属性，持续提高关键设备使用寿命预测成功率，从而提高高速飞车健康管理水平。主要的功能要求如下：（1）构建高速飞车健康管理数字孪生体软硬件平台架构；（2）明确高速飞车关键设备状态监测、故障诊断、故障预测和健康评估孪生体设计方法。

期望实现的主要技术目标

（1）高速飞车健康管理数字孪生体架构 1 套，并具备良好的可扩展性，

满足未来系统的扩展并可集成自研算法；（2）具备状态监测算法模型>2 个，故障诊断算法模型>3 个，故障预测算法模型>2 个，健康评估模型>2 个，关键部件故障诊断准确度>90%，关键部件故障预测准确度>80%。 

需求解析

解析单位：“科创中国”5G+行业创新应用专业科技服务团（中国通信工业协会） 解析时间：2023-11-29

岳颖

“科创中国”5G+行业创新应用专业科技服务团

副团长

综合评价

此需求描述清晰，可以跟进。数字孪生概念早期起源于航空及空军领域，近年来随着概念发展，开始逐步进入城市管理、工业、交通等领域。同时，数字孪生的相关学术研究也呈现快速增长的态势。在我国整体市场规模仍较小，但增速较高。近年来多部委亦陆续出台政策文件，指导加快数字孪生技术在城市建设中的应用。“探索建设数字孪生城市”首次纳入《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》，为数字孪生城市建设提供了国家战略指引。

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