据外媒报道，美国密歇根大学（the University of Michigan）网联汽车与自动驾驶汽车与技术测试中心——Mcity Test Facility现已向公众开发其首个开源数字孪生，为全球研究人员提供了一项全新的免费工具。

Mcity Test Facility数字孪生（图片来源：密歇根大学）

数字孪生是对物理环境的虚拟表示，能够与其物理环境进行数据交换，实现仿真与测试。由美国国家科学基金会（National Science Foundation）支持研发的新型Mcity数字孪生设施是首个专为移动出行系统（包含自动驾驶）测试而打造的开源数字孪生平台，提供了一种更快速、更安全、更便宜的方法，用于测试自动驾驶与网联车辆软件。

世界各地的研究人员都可以使用该测试中心的功能，其配备了多种路面材料、标记、信号及交叉路口，可让研究人员在无需前往安阿伯市（密歇根大学所在地）的情况下，测试自动驾驶算法。

Mcity的研究主管Greg Stevens表示：“我们对使用时间近10年的赛道进行了数字化重建，直接覆盖在原有的设施上。该数字孪生生动地展示了实体赛道，让研究人员可以进行混合显示测试与研发。”

该数字孪生与Mcity研究人员研发的开源交通仿真器TeraSim结合使用，引入了其他道路使用者（如行人、骑行者及其他驾驶员），并生成了潜在碰撞等安全关键事件。采用现实世界数据校准的交通行为模型，其还能够模拟正常驾驶与高风险驾驶场景。

移动出行部门的官员一直将自动驾驶汽车（AV）、网联车辆与基础设施作为实现更安全、更高效及更公平交通的途径。然而，此类技术在广泛普及并为大众带来日常利益之前，仍需要进行大量的研究工作。在现实世界进行测试会耗费大量的时间与金钱，还会引发一系列安全问题，但进行虚拟测试则可以让控制软件在早期阶段就展现出很高的安全性。

帮助研发该数字孪生的Mcity软件工程师Darian Hogue表示：“在构建于现实世界之上的数字孪生环境中，自动驾驶汽车能够在接触真实道路之前，累积行驶数百万英里的经验。通过此种方式，我们可以控制各种因素，包括控制和操控仿真行人交通场景，该因素在真实世界中会随机出现。此种方法不仅集中测试重点，还可以加速仿真测试进程。”

Mcity Test Facility于2015年启用，是全球首个专为网联汽车与自动驾驶汽车打造的测试场地。该设施包含以下物理特性：

1、模拟城市中心区域，配有城市街道；

2、一条1000英尺长的直道，以及入口匝道、弯道及交通环岛；

3、多种路面配备各种道路标记和交叉口形式；

4、交通信号灯与交通标志；

5、桥面、地下通道、护栏、隔离带及防撞缓冲垫；

6、带有无障碍坡道的房屋和车库外墙，适用于以首末一英里测试、配送服务及网约车服务。

Mcity还在持续增加功能，相关管理机构也在致力于让该设施及其技术可为更多的研究人员所用。2022年，美国科学基金会提供了510万美元的资金，支持研发Mcity的数字化基础设施Mcity 2.0，旨在实现Mcity Test Facility的远程使用。此外，该笔资金还为Mcity数字孪生的创建提供了支持。

今年10月，Mcity的远程使用功能正式发布。研究人员现在可以通过连接至Mcity基于云的数字化基础设施，在自己的研究基地进行操作，以在虚拟和混合现实环境中测试其自动驾驶算法。利用5G无线通信技术，研究人员可以操控Mcity测试街道上的实体车辆及交通信号灯，还可以收到实时数据，同时专有信息还得到保护。

Mcity主管、土木与环境工程教授兼Bruce D. Greenshields Collegiate教授Henry Liu表示：“Mcity数字孪生的独特之处在于其支持虚拟测试，而其远程使用功能允许从远程位置操控实际测试赛道上的实际车辆。作为一项开源工具，Mcity数字孪生降低了技术研发开发人员与研究人员使用测试设施的门槛，同时也有助于让此类人群为在Mcity进行实地测试做好准备。”