数字孪生是现实世界事物的数字化映射，是工业4.0应用程序的基础。近年来，德国铁路股份公司（Deutsche Bahn，DB）实施数字技术战略，创建铁路系统数字孪生，并将其作为德国铁路未来发展的核心和基础。文章将简要介绍DB的数字孪生战略。

1 数字孪生概述

1.1 定义

数字孪生是将工业产品、制造系统、城市等复杂物理系统的结构、状态、行为、功能和性能映射到数字化的虚拟世界，通过实时传感、连接映射、精确分析和沉浸交互来刻画、预测和控制物理系统，实现复杂系统虚实融合，从而使系统全要素、全过程、全价值链达到最大限度的闭环优化。其能够以数字化的方式描述和映射对象、人员和流程，并以可理解和进一步处理的格式提供各种信息；除数据之外，其还可进行算法分析、模拟仿真等，以描述和影响所代表对象在过去、当前或未来的属性和行为。例如，利用轨道车辆的数字孪生可以预测轨道车辆在不同情况下的运行状况，并进行趋势分析和维护场景模拟，分析和模拟的结果有助于优化车辆维修流程，提高维修质量。

数字孪生潜力的发挥只能通过各领域、合作伙伴及供应商之间的信息交互实现。

1.2 价值

铁路系统数字孪生是以实时监控、测量、诊断等系统提供的数据为基础创建的；通过对这些数据进行分析和评估，能够预测车辆及铁路基础设施的故障，实现其预测性维修，从而降低维修成本，提高维修质量和效率。

铁路系统数字孪生还将在调度中发挥重要作用。……