《中國信通院:數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022年)(409頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《中國信通院:數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022年)(409頁).pdf(409頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、中國信息通信研究院產業與規劃研究所中國互聯網協會數字孿生技術應用工作委員會2023年4月數字孿生數字孿生城市城市技術應用典型技術應用典型實踐案例匯編實踐案例匯編(20222022 年年)版權聲明版權聲明本報告版權屬于中國信息通信研究院和中國互聯網協會,并受法律保護。轉載、摘編或利用其它方式使用本報告文字或者觀點的,應注明“來源:中國信息通信研究院和中國互聯網協會”。違反上述聲明者,編者將追究其相關法律責任。本報告版權屬于中國信息通信研究院和中國互聯網協會,并受法律保護。轉載、摘編或利用其它方式使用本報告文字或者觀點的,應注明“來源:中國信息通信研究院和中國互聯網協會”。違反上述聲明者,編者將追
2、究其相關法律責任。前言前言數字孿生作為一種新興通用性技術,正加速向工業制造、交通運輸、水利流域、能源生產、城市治理等各行業深入滲透,已成為數字化轉型進程中不可或缺的新技術引擎。為促進數字孿生技術能力創新、應用推廣、產業培育,深入總結優秀成果與典型實踐經驗,助力企業、城市數字化轉型,帶動經濟社會高質量發展,中國信息通信研究院聯合中國互聯網協會共同開展全國數字孿生城市技術應用實踐案例征集活動。征集活動從 2022 年 9 月開始,歷時 3 個月,得到社會各界的熱烈響應,共征集案例 100 余個。經過公開征集、初篩、專家評議等環節,圍繞技術能力、應用場景、應用成效等評估維度,最終遴選出 71 個案例
3、匯編成冊。本案例匯編所收錄案例建設內容、相關數據及圖表等均由各申報單位提供,中國信息通信研究院未對全部數據進行真實性校驗。案例匯編通過對國內外已實施的數字孿生城市建設案例分析,根據各案例所屬項目建設領域,將遴選出的案例劃分為園區(新區)綜合治理、一網統管、能源電力、水利水務、智能制造、交通物流及其他,并擇優選擇 16 個典型案例,以期為國家及地方政府推動數字孿生應用建設提供有力借鑒。目錄目錄一、案例概述.1二、典型案例.7(一)“回天城市大腦”運行指揮中心 IOC 項目.8(二)廣州市城市信息模型(CIM)基礎平臺.17(三)數字孿生打造“中國 V 谷”視頻文創新業態.28(四)深圳市坪山區智
4、能社會治理數字孿生平臺及應用.33(五)膠州市農村生活污水智慧管控平臺.38(六)三亞崖州灣科技城數字孿生(一期)項目.42(七)數字孿生南四湖二級壩一期工程.49(八)數字孿生三河口水庫綜合調度平臺.54(九)蘇州工業園區奧體大型活動安保場景的數字孿生應用實踐.59(十)中建材新材料瑞昌鄧家山項目.64(十一)地鐵視頻孿生三維可視化管控平臺.70(十二)蘇州市軌道交通數字孿生警務指揮作戰平臺.77(十三)亞洲杯主體育場(廈門白鷺)智慧建造系統.82(十四)雄安新區容東片區數字道路智能化項目.88(十五)北京地鐵運營公司交控線網綜合決策指揮平臺一期.95(十六)松山湖功能區數字孿生空氣污染源監
5、測專題.98三、綜合治理類.106(一)杭州濱江樓宇智慧安防建設項目.106(二)基于 MxDATA 的未來社區應用系統.111(三)中鐵工程裝備數字孿生盾構智慧園區.117(四)鄭東新區智慧城市管理中心-鄭東新區 CIM 基礎平臺.123(五)陜煤集團神木檸條塔礦業有限公司智慧園區項目.127(六)珠海市香洲區城市精細化管理平臺項目(一期).134(七)通州區視頻孿生城市三維可視化管控平臺.139(八)四川天府新區綜合樞紐平臺數字孿生平臺.144(九)襄州區智慧城市綜合管理運營服務平臺.150(十)蘇州博洋數字孿生智慧管理平臺.156(十一)日本東京 Takishiba 區域數字孿生項目.1
6、60(十二)土耳其 Sampas Osmaniye 數字孿生項目.164(十三)西安市經開區智慧城市建設項目.167(十四)騰訊云微瓴南京市紫云智慧廣場可視化運營管理平臺項目172(十五)航城街道基層治理能力和治理體系現代化智慧服務平臺 177(十六)張江科學城元宇宙城市空間.181(十七)無界智慧亳蕪產業園項目.185四、一網統管類.190(一)南寧市城市信息模型(CIM)基礎平臺建設項目.191(二)宜昌市城市信息模型(CIM)基礎平臺.196(三)南京市城市信息模型(CIM)基礎平臺.202(四)攀枝花市數字孿生城市項目.212(五)祥周右江大橋主動防撞監測與應急處置平臺.218(六)衢
7、州市“縣鄉一體、條抓塊統”縣域整體智治改革.222五、能源電力類.226(一)縣域源網荷儲協同互動數字孿生應用.227(二)普僑直流送端換流站數字孿生全要素一體化管控平臺.232(三)廣州計量檢定室數字孿生智能運維系統.238(四)雄安電網數字孿生全要素示范應用.243(五)重慶明月山數字孿生變電站.254(六)百礦集團德?;兀ㄤX廠+電廠)數字孿生項目.260(七)河南平頂山風電場工程全生命周期服務平臺.265(八)荊門智慧供熱管理平臺.268(九)疆納智能互聯控制中心指揮平臺.272六、水利水務類.276(一)蘇州工業園區防汛排澇決策指揮系統.276(二)三峽流域梯級全景數字孿生可視化平臺
8、.281(三)岷江犍為航電樞紐工程船閘安全監控與運行調度管理系統 288(四)嘉善數字孿生水務專題駕駛艙.294(五)數字孿生南四湖二級壩一期工程.298(六)張家口水文水資源勘測局數字孿生平臺.302(七)杭州市濱江區數字孿生城市防內澇.305(八)錦江視頻孿生智慧水務調度與管理平臺.310七、智能制造類.315(一)華晨寶馬數字孿生工廠.315(二)青島中德園區工業數字孿生場景.323(三)數字三七全產業鏈平臺.328(四)愛柯迪 5G 數字化工廠解決方案.333(五)中金公司擎天統一運營平臺.336(六)“寧鋼 2 號”數字高爐操作系統.341(七)數字花卉全產業鏈平臺.347八、交通物
9、流類.350(一)東六環盾構施工安全預警管控平臺.351(二)惠州市“暢通工程”城市智慧交通建設項目.355(三)杭州火車東站數字孿生治理平臺.361(四)基于 5G+AI 的交通視頻融合感知及數字孿生公路系統.366九、其他類.371(一)視頻孿生校園綜合管控平臺.371(二)“云上嘉善”美麗農業農村應用(善農云平臺).375(三)北京中央商務區數字孿生城市平臺與城市會客廳.382(四)內蒙古呼和浩特市惱包村 3D 數字孿生景區.387圖 目 錄圖 目 錄圖 1數字孿生城市技術應用實踐案例分類.2圖 220212022 年數字孿生實踐案例申報情況.3圖 3CIM 與數字孿生城市歷年新增招標項
10、目數量.4圖 4各領域項目平均金額.5圖 52022 年數字孿生城市實踐案例地區分布情況.5圖 6“回天地區”L2 級數字孿生底座.10圖 7回天大腦運行指揮中心.11圖 8“回天城市大腦”接訴即辦數據分析駕駛艙.13圖 9“回天城市大腦”交通出行 數據分析駕駛艙.14圖 10“回天城市大腦”城市防汛.15圖 11CIM+工程項目建設審批.19圖 12CIM+智慧工地.21圖 13CIM+城市更新.22圖 14CIM+橋梁健康.23圖 15CIM+智慧社區.24圖 16數字孿生智能運營管理平臺.29圖 17馬欄山(長沙)視頻產業園產業鏈圖譜.30圖 18手語虛擬數字人.31圖 19物聯視頻.3
11、5圖 20三維傾斜攝影模型疊加航拍照片.36圖 21智慧流調.37圖 22污水治理“一張圖”.40圖 23污水治理指揮可視化調度.40圖 24污水治理安防態勢研判.41圖 25平臺架構圖.43圖 26全要素還原.44圖 27在建工程監管.45圖 28BIM 規劃報建審查審批應用.45圖 29交通配套.46圖 30園區運營.47圖 31可視化模型平臺界面圖.51圖 32智能識別應用功能界面圖.51圖 33防洪“四預”應用系統界面圖.53圖 34數字孿生水庫.56圖 35水利樞紐監測.57圖 36水庫泄洪預警.57圖 37洪水調度仿真模擬.58圖 38場景三維數字孿生刻畫系統圖.60圖 39安保預
12、案警力智能點名系統圖.61圖 40人員分布聚集自動告警系統圖.61圖 41異常事件告警與詳情系統圖.62圖 42多部門協調數據支撐.63圖 43數字孿生礦山平臺架構.65圖 44數字孿生礦山全景.66圖 45礦山皮帶跑偏告警.66圖 46礦山籬笆圖任意剖切.67圖 47礦山碼頭區裝卸工作.68圖 48礦山體內外運輸皮帶透視.68圖 49礦山全貌透視水晶體.69圖 50軌道交通實景一張圖瀏覽.71圖 51實景視頻融合瀏覽應用.72圖 52人臉識別三維場景精準定位應用.73圖 53物聯感知數據三維融合應用.74圖 54警用業務三維場景可視化指揮調度.75圖 55宏觀到局部到個體的視頻監控畫面精準定
13、位掌控.76圖 56安檢機數據可視化.79圖 57安檢機預警圖.79圖 58監控視頻調閱圖.80圖 59人員視頻預警聯動圖.80圖 60警情數據可視化.81圖 61基于數值仿真損傷定位.86圖 62數據對比分析.87圖 63雄安容東片區數字孿生道路智能化平臺總體架構.89圖 64雄安容東片區數字孿生道路全域全要素場景構建.90圖 65數字孿生道路智能設備管理.91圖 66基于數字孿生場景的數據融合匯聚管理.91圖 67物理世界與孿生空間實時映射構建智慧路口.92圖 68數字孿生全場景數字道路智能運營中心.94圖 69線網及站點可視化.96圖 70運營資產管理情況展示.97圖 71污染物孿生模型
14、-污染物變化.101圖 72污染物孿生模型-污染物區域傳輸軌跡.101圖 73異味溯源專題-熱輻射數據可視化.102圖 74走航監測專題-三維數據孿生模型.102圖 75露天焚燒監測專題-網格 AI 人工智能火點識別.103圖 76揚塵監測專題.104圖 77移動污染源監測專題-道路污染數據可視化.104圖 78成效評估專題-成效數據可視化.105圖 79樓宇要素數據匯聚展示.108圖 80重點人員進出信息實時報送.108圖 81全樓信息展示.110圖 82“一搜通查”查詢人員信息.110圖 83健康模塊.114圖 84建筑模塊.115圖 85治理模塊.116圖 86平臺整體架構.118圖 8
15、7工廠實際建設情況.119圖 88產物細化拆解.121圖 89聯動指揮.126圖 90智慧園區智能運營中心.129圖 91后勤態勢感知.130圖 92運營告警中心.131圖 93智能巡檢應用.132圖 94智能倉儲管理.133圖 95AI 城管專題.136圖 96智能監測專題.137圖 97綜合指揮應用.141圖 98警力資源可視化調度應用.142圖 99應急預案處置編排.142圖 100應急處置聯動策略應用.143圖 101總體態勢呈現.146圖 102工地視頻融合.147圖 103水生態監測推演.148圖 104城市內澇仿真模擬.149圖 105災情研判.149圖 106襄陽市襄州區智慧城
16、市綜合管理運營服務平臺現場圖.152圖 107全區共享單車位置信息.152圖 108路邊泊位實時情況.153圖 109戶外廣告詳情.154圖 110攝像頭系統輔助綜合執法.155圖 111平臺功能架構.157圖 112區域風險等級呈現.157圖 113介質流動呈現.159圖 114人流仿真業務截圖.162圖 115奧斯曼尼耶數字孿生底座.165圖 116社會治理大數據駕駛艙.168圖 117CIM 一張圖管理.169圖 118北客站綜合管理系統.169圖 119智慧城管系統.170圖 120經開區三維展示系統.171圖 121騰訊云微瓴南京市紫云智慧廣場可視化運營管理平臺項目.173圖 122
17、項目總體架構設計.178圖 123航城街道現代化智慧服務平臺高精細地圖展示.180圖 124元宇宙園區.183圖 125元宇宙城市空間.184圖 126“智慧亳蕪”平臺架構圖.186圖 127園區駕駛艙.187圖 128園區企業分布.187圖 129CIM+智慧排水設計圖.193圖 130CIM+智慧住建設計圖.195圖 131宜昌城市信息模型(CIM)基礎平臺.199圖 132宜昌城市大腦數字孿生平臺.200圖 133智慧交通全息路口示意圖.200圖 134城市生命線運行監測管理平臺示意圖.201圖 135BIM 數據與物聯感知數據融合.204圖 136城市地上地下一體化展示.205圖 13
18、7傾斜攝影單體化與數據融合掛接.205圖 138Complete 烘焙優化處理.207圖 139Complete 渲染烘焙前后效果對比.208圖 140“寧建?!备袷?BIM 加載到 CIM 基礎平臺效果展示圖.209圖 141海量基礎設施數據展示圖.214圖 142安防攝像頭可視域分析(輔助選址)示意圖.214圖 143攀枝花運行綜合監測系統.216圖 144AR 指揮調度平臺.217圖 145祥周右江大橋預警平臺監控中心.219圖 146祥周右江大橋模擬防撞預測可視化.220圖 147祥周右江大橋 BIM 模型與模擬船舶.221圖 148祥周右江大橋 BIM 模型和傾斜攝影實景展示.221
19、圖 149衢州事件一張圖.225圖 150場景編輯與多時態推演.230圖 151數字孿生系統運行展示.231圖 152高空作業車業務安全仿真.234圖 153換流閥設備運行監控.235圖 154SER 告警聯動智能操作.236圖 155順控流程演示.237圖 156數據總覽模塊.239圖 157智能檢定模塊.240圖 158資產管理模塊.241圖 159王家寨微電網控制服務系統.245圖 160劇村數字孿生變電站設備管理.246圖 161高鐵站屋頂數字孿生光伏電站.247圖 162劇村數字孿生變電站.248圖 163隧道智慧線通信設備感知層物聯網架構.250圖 164配網臺區數字孿生應用架構.
20、251圖 165數字孿生綜合能源系統.252圖 166線路實時遙測信息.255圖 167遠程虛擬輔助查勘.256圖 168作業區域可視化展示.256圖 169APP 作業安全交底.257圖 170虛擬融合現場管控.257圖 171作業違章抓拍.258圖 172動力電纜數據監測.258圖 173電鋁全域數字孿生管控平臺架構圖.260圖 174百礦集團德保電廠展示.264圖 175智慧施工模塊示意圖.266圖 176基礎部分監測.267圖 177實時監控頁面.269圖 178漏損分析頁面.270圖 179告警管理頁面.270圖 180數字孿生火電廠總體架構.272圖 181數字孿生電廠全貌.273
21、圖 182設備集控.275圖 183防汛排澇全景圖.278圖 184數字孿生水利樞紐呈現.283圖 185空天地一體流域態勢分析.284圖 186天氣云圖.285圖 187梯級水庫信息.286圖 188洪水動態時空模擬推演.286圖 189船閘模型示意圖.289圖 190動態展示船閘調度全流程.293圖 191嘉善自來水廠指標監測.296圖 192智能識別應用功能界面圖.300圖 193防洪“四預”應用系統界面圖.301圖 194水文監測數據實時回傳.304圖 195在線監測.306圖 196內澇處置.308圖 197降雨模擬.312圖 198水流模擬.313圖 199船閘大壩仿真模擬.313
22、圖 200鐵西工廠進口件物流堆場全景.318圖 201集裝箱查詢與篩選.318圖 202箱位使用率熱力圖.319圖 203車身車間焊槍作業監控.320圖 204設備異常告警.320圖 205缺陷定位.322圖 206缺陷特效表達.322圖 207IoT Plat 物聯網平臺-生產監控大屏.325圖 208車間數字孿生系統.326圖 209三七種植大田數字孿生.330圖 210初加工產線數字孿生.330圖 211區域數字孿生供應鏈共享協作界面.331圖 212愛柯迪 5G 數字孿生工廠.334圖 213愛柯迪 5G 數字孿生工廠熔煉車間.335圖 214園區可視化.337圖 215設備資產可視化
23、.337圖 216容量管理可視化.338圖 217全景應用墻.338圖 218上下游應用關系.339圖 219IT 數字化運營態勢.339圖 220高爐數字孿生操作系統架構圖.342圖 221態勢總覽(作業流程).343圖 222三維場景生產(生產流程).344圖 223能源管理(水電氣監測).345圖 224設備運行環境(環境監測).346圖 225非洲菊作物孿生模型.348圖 226溫室物聯感知和遠程操控界面.349圖 227種植過程要素管理界面.350圖 228重要風險源展示窗口.353圖 229地表沉降監測.354圖 230“暢通工程”城市智慧交通建設項目整體架構.356圖 231中微
24、觀一體化交通仿真績效指標統計.358圖 232事件預警和回溯功能.359圖 233杭州東站樞紐安全智控應用整體架構.362圖 234火車東站孿生全景圖.363圖 235火車東站內部孿生影像.363圖 236數字孿生智慧樞紐設備管理.364圖 237基于孿生平臺的客流控制效果展示.364圖 238基于孿生平臺的消防安全效果展示.365圖 239數字孿生收費站.367圖 240隧道數字孿生系統.368圖 241校園實景孿生場景重構.372圖 242校園視頻全景實時融合.373圖 243教學樓室內全景分層融合.373圖 244數字鄉村一套圖-基地專題.378圖 245基地專題-數字漁業基地.378圖
25、 246數字孿生地圖.379圖 247垃圾分類可視化展示.380圖 248土壤情況監測.380圖 249村務管理數字化.381圖 250數字孿生城市一張圖.383圖 251元宇宙會客廳.384圖 252日常會議.385圖 253個性數字人.386圖 254智慧導游.388圖 255游玩路線導覽.389圖 2563D 環繞景點.390圖 257巡檢路線.391圖 258告警設備定位.391圖 259客情統計.393數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)1一、案例概述一、案例概述數字孿生技術作為多種優勢技術集成突破的代表,逐漸成為產業各界關注的熱點?!笆奈濉眹倚畔⒒巹潯笆奈濉?/p>
26、數字經濟發展規劃等規劃文件均提出要強化數字孿生技術戰略研究布局和技術融通創新。中國信息通信研究院聯合中國互聯網協會數字孿生技術應用工作委員會,以及數字孿生生態圈合作伙伴,已連續第 3 年發布數字孿生城市實踐案例匯編。2022 年,在政產學研用合力推進下,國家部委、地方政府政策支持力度持續加大,綜治、水利、能源、交通、文旅等行業領域熱度不斷攀升,市場項目成交量繼續保持增長,大治理、大交通單項目投資額較高,東中領跑、西部跟進梯度差異顯著,業務數據融合與模擬仿真加快發展。案例匯編通過對已實施的國內外數字孿生城市實踐案例分析,結合政策要求、行業熱點、市場規模等態勢,根據項目覆蓋范圍和行業應用,將所有案
27、例劃分為園區(新區)綜合治理、一網統管、能源電力、水利水務、智能制造、交通物流等領域。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)2來源:中國信息通信研究院圖 1 數字孿生城市技術應用實踐案例分類從政策要求看,國家部委密集“發聲”,政策導向明確。2021年以來,發改委、工信部、住建部、人社部、水利部、國家能源局等相關部委持續加大對數字孿生產業、人才、技術、應用等政策支持力度?!笆奈濉睌底纸洕l展規劃提出“因地制宜構建數字孿生城市”;工信部聯合五部門提出強化虛擬現實與數字孿生等技術相結合;住建部聯合工信部推進“雙智協同發展”試點城市建設,持續推進“新城建”試點工作;水利部開展數字孿生流
28、域試點工作建設;國家能源局、鐵路局也提出要加快數字孿生等前沿技術的應用。在國家政策指引下,數字孿生項目在全國范圍鋪開建設。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)3從行業熱度看,綜治、水利、能源、交通、文旅等行業領域熱度攀升。據中國信通院近兩年征集案例分布情況來看,數字孿生當前實踐案例中涉及一網統管、新區或園區綜合治理的應用數量占比最高,達到 50%以上,水利水務類數量增速最快,達到 300%。能源、交通、文旅等領域由于有獨立投資企業主體,項目數量增長較快,位列第二梯隊,例如國家電網集團開展數字孿生變電站試點建設,廣州公交集團布局數字孿生技術創新助力交通行業數字化轉型升級,相關景區
29、旅游公司打造數字孿生景區。來源:中國信息通信研究院整理圖 2 20212022 年數字孿生實踐案例申報情況從市場規???,市場項目成交量繼續保持增長。2022 年以來,全國政府信息化投入資金略有收緊情況下,以城市信息模型(CityInformation Modeling,簡稱 CIM)為核心的數字孿生城市整體市場繼續保持增長,但受財政資金收緊影響,市場規模增長速度有所放緩。據中國信通院不完全統計,2022 年 CIM 類與數字孿生城市類第一梯隊第二梯隊第三梯隊數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)4項目相關招投標達到 157 個,較 2021 年全年增長 25.6%,數字孿生城市類
30、招標數量達 47 個,較 2021 年全年增長 34%。來源:招標網站,中國信息通信研究院整理圖 3 CIM 與數字孿生城市歷年新增招標項目數量從項目體量看,大治理、大交通單項目投資額較高。從近兩年征集案例平均金額來看,千萬級人民幣投資項目占一半以上,百萬人民幣以上級別投資項目達到 90%,項目平均投資達到 1200 萬元人民幣。新區或園區綜合治理類平均每個項目 3500 余萬,金額最高;其次是交通物流類,平均金額將近 3000 萬,且項目類型以智慧交管、智慧交運、智慧高速為主,智慧停車市場占比有所增長。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)5來源:中國信息通信研究院整理圖 4
31、各領域項目平均金額從區域發展看,東中領跑西部跟進梯度差異顯著。從近兩年征集案例建設區域來看,全國70%以上省市均開展數字孿生城市建設。東部地區推進力度大,其中,廣東建設項目數量最多且覆蓋領域最廣,廣州、深圳、東莞、佛山等均開展以 CIM 平臺為核心的數字孿生城市建設,能源電力、水利水務、交通物流、智能制造等各個領域也有涉及。中西部地區進行初步探索,部分省市打造數字孿生標桿項目,但尚未大規模展開,未來二三線城市市場潛力巨大。來源:中國信息通信研究院整理圖 5 2022 年數字孿生城市實踐案例申報地區分布情況數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)6從應用深度看,業務數據融合與模擬仿真
32、有所進展。數字孿生技術是一個長期發展過程,中國信通院將數字孿生城市成熟度劃分為一級起始級(外觀孿生,實景呈現)、二級應用級(機理孿生,點狀應用)、三級集成級(孿生互動,綜合集成)、四級優化級(智能優化,動態推演)、五級引領級(虛實共生,創新引領),未來業務與技術將全面融合互動。2022 年典型案例中涌現了一批孿生技術與業務融合密切、預測預警能力成效顯著的案例,如南四湖二級壩一期、鄧家山智慧礦山等項目將業務系統與數字孿生平臺融合,有效提升相關業務能力。但大多項目都圍繞可視化、空間計算構建基礎能力,如空間剖切、空間查詢、空間統計、光照分析等,面向深度應用場景需求的能力建設較少,如城市生命線的碰撞檢
33、測、基于孿生體的全流程軌跡溯源、基于孿生空間的水淹效果分析等??傮w來說,當前數字孿生城市技術應用水平已有較大提升,但仍然存在技術與業務脫節、體系化不足、可持續運營乏力等若干問題。在政府和產業界對數字孿生技術應用高度重視、信息技術加速演進下,相信數字孿生實踐應用情況每年會邁上一個新臺階,案例匯編將見證數字孿生城市砥礪探索前行的歷程。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)7二、典型案例二、典型案例經過初期篩選、專家評議等環節,以案例的技術能力先進性、創新性,應用場景針對性、示范性,應用成效實效性、顯著性等為評選標準,遴選出 16 個數字孿生城市技術應用典型案例。典型案例的經驗有特色、
34、有成效、可復制、可推廣,能夠為國家及地方政府推動數字孿生應用建設提供示范借鑒。一是流程優化與業務重塑成效顯著?!盎靥斐鞘写竽X”運行指揮中心 IOC 系統基于三維數字孿生底座,打破傳統逐級調度模式,有效賦能超大型社區的精細化管理。蘇州市將數字孿生技術與軌道交通行業結合,實現融合警情、視頻監控、票務、人員定位等動態業務數據的數字孿生可視化,大幅度減少了軌道交通地下空間三維模型構建工作的人工和時間成本。二是預測預警能力不斷提升。數字孿生南四湖二級壩一期工程形成防洪“四預”和工程運行管理標準樣板,引領沂沭泗數字孿生水利工程建設發展。三河口水庫綜合調度平臺建設集態勢感知、監測預警、決策支持、聯動協調等功
35、能與一體的“數字孿生水利”,有效實現水庫預測預報、水庫泄洪預警、洪水調度模擬。北京地鐵運營公司對不同線路的擁擠度、線路運行狀態、進出站客流等信息進行模擬仿真推演,提升綜合指揮能力、運營服務水平及應急處理能力,事件處理響應效率提升 30%以上。三是孿生技術與業務融合密切。亞洲杯主體育場(廈門白鷺)融合建筑信息模型(Building Information Modeling,簡稱 BIM)、數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)8智慧建造、智能檢測等方式手段,打造智慧建造系統,確保施工建設提質增效、加快進度。廣州市城市信息模型(CIM)基礎平臺集成了包括智慧工改、智慧工地、城市更新、
36、橋梁健康、智慧社區、穗智管、智慧名城等 20 多個場景的 CIM+應用,形成 CIM+應用生態。馬欄山(長沙)視頻文創園深化數字孿生技術與園區業務融合,構建“視頻+虛擬”內容生態。四是降本增效作用更加突出。鄧家山智慧礦山項目利用數字孿生技術優化礦山設備設施、系統和流程的運營維護,有效解決了數據管理成本高、運維管理成本高等問題。雄安新區容東片區數字道路智能化項目有效避免數字道路路側設備多部門重復建設,建設成本降低30%。深圳市坪山區智慧流調系統基于時空信息的疫情防控,快速提升流調處置效率。膠州市農村生活污水智慧管控平臺實現從污水排放、收集、輸送和處置等相關環節的全流程管控,污水轉運效率提升 20
37、%,人工成本降低 15%。三亞崖州灣科技城數字孿生創新“AI 應用”,大幅提升了審查的效率和質量。(一)“回天城市大腦”運行指揮中心(一)“回天城市大腦”運行指揮中心 IOC 項目項目申報單位:北京數字冰雹信息技術有限公司、首都信息發展股份有限公司1案例概述回龍觀、天通苑是北京兩個超大型居住區,又被稱為“回天地區”,常住人口超過 85 萬人?!盎靥斓貐^”包括回龍觀街道、霍營街道、史各莊街道、龍澤園街道、東小口鎮、天通苑北街道和天通數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)9苑南街道,是連接中關村科學城、未來科學城和懷柔科學城的重要樞紐區域。龐大的社區、密集的人口給城市基層治理、社區管
38、理、交通出行管理帶來了巨大的難題和挑戰。昌平區為了積極響應北京市大數據發展決策,推動“回天”地區智慧城鎮建設,著手建立健全街道大數據管理服務平臺,開啟回天地區城市大腦試點建設項目,充分發揮大數據、數字孿生等新一代技術賦能城市治理。項目以“大數據管理回天地區”為指導,基于數字孿生開發引擎和技術,為北京市“回天地區”建設“回天城市大腦”運行指揮中心 IOC,實現城市運行態勢“一屏覽全局”,賦能“回天地區”科學、精細化治理。2應用場景場景 1:基于 L21級數字孿生底座推動“回天地區”全景全要素復現針對城市精細化管理的業務需求,構建數字孿生城市最重要的是對整個管理區域和管理要素進行基于三維空間的融合
39、加載展示,完整、精準定位并真實反映各類地理要素的空間位置信息和狀態,為用戶決策研判提供全面、精確的支持和依據。(1)構建“回天地區”L2 級數字孿生底座1L2 級室外場景:以三維實景形式,中等精度表現城市范圍的城市外觀、狀態,目標位置、數據分布等 業務要素,適用于城市宏觀孿生態勢監測。場景包含地形、地貌、山脈、行政區劃、區劃地名、河流水體、大范圍植被、骨干路網概要外觀、建筑概要外觀等要素信息,可真實反映晝夜、日照、云層、天氣、季節等環境效果。適合最小觀看距離 3 公里的數字孿生場景。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)10“回天城市大腦”運行指揮中心 IOC,基于數字孿生技術,
40、三維實景形式,L2 級中等精度表現昌平區 1300 多平方公里范圍的地形地貌、行政區劃、區劃地名、骨干路網、建筑、植被、要素對象、數據分布等空間信息及要素信息,實現了城市物理空間與數字世界的全時全域全要素映射,為用戶構建了一座數字世界里的“孿生”昌平。圖 6“回天地區”L2 級數字孿生底座(2)系統融合,人、地、事、物全域感知基于數字孿生場景底座,IOC 對接昌平區委辦局業務系統、回天大腦數據底座、12345 群眾訴求數據、網格上報數據、城市部件運行數據、高點/雪亮等攝像頭數據,將海量時空數據與數字孿生底座充分融合?;谥笓]中心大屏,宏觀上可把握昌平區整體空間態勢、網格劃分;微觀上昌平區各街道
41、、重點單位、執法人員、攝像頭、車輛、告警事件等要素的位置、狀態信息均可進行直觀監測和數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)11交互查詢,無論是靜態數據還是實時的動態數據,基于智慧中心大屏,管理者都可以以全域視角,一屏盡覽、科學研判轄區運行態勢。場景 2:“智”理有數,城市運行數據多維度分析研判數字孿生城市 IOC 作為城市運行管理、指揮調度的智慧中樞,能夠深度融合各管理部門信息系統數據資源,并基于多維度的數據分析手段,建立一系列業務決策模型,對城市運行各項指標進行全面監測和科學分析,對當前狀態進行評估、對過去發生問題進行診斷,以及對未來趨勢進行預測,深度挖掘城市發展內在規律,提高
42、城市決策科學性?!盎靥斐鞘写竽X”運行指揮中心 IOC 聚焦“數據智治”,基于“1 個大數據中臺”“1 個數據專區”和“3 類大數據服務”底層基礎平臺建設,打通市、區、街鎮三級數據資源,以大數據賦能超大型社區城市管理和社會治理,構建“數說回天”“幸?;靥臁薄耙司踊靥臁奔啊盎盍靥臁钡葮I務專題,實現重點領域相關問題可預警、可感知、可調度。圖 7 回天大腦運行指揮中心數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)12(1)表圖多維分析聯動,城市綜合研判圍繞各個業務場景的態勢監測、分析決策需求,IOC 系統綜合數據分析駕駛艙和數字孿生三維空間分析的多維聯動,全面展現回天地區“數據態勢”,輔助領導
43、掌控實時數據變化態勢,為管理決策提供科學依據。以“接訴即辦”應用場景為例,系統基于數字孿生底座,將海量 12345 群眾訴求數據、網格上報數據、民生大數據、城市部件運行數據與業務決策需求緊密結合。通過將海量城市事件數據,按照時間、類別、等級、區縣(地點)、上報人、事件狀態等維度進行合理歸類、匯總處理,基于三維數字孿生底座,以三維柱圖、熱力圖等分析形式,對 12345 接報事件的空間分布態勢進行直觀分析,可直觀、高效洞察到各網格區劃的事件分布、數量大小等信息。同時結合數據分析駕駛艙,集成數十種分析圖表對數據進行多維聯動分析,建立科學評價體系,依托大數據分析工單類型、發生地點和時間等信息,準確研判
44、多發問題、易發區域、高發時段,形成趨勢走勢、熱點分布等直觀圖示,精準掌握群眾投訴最集中、反映最迫切的難點痛點,對政府執法進行科學考核評定,提高決策指揮、專項執法針對性、科學性,實現精細化管理,提升管理效力?;跀底謱\生系統的表表聯動、表圖聯動、圖表聯動、圖圖聯動等交互分析功能,在數字孿生場景中選中任意地圖要素,駕駛艙中與會自動關聯篩選顯示與該地圖要素相關的分析數據,通過對各數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)13個維度數據指標梳理建設及動態精準分析,輔助用戶更好的觀測某一指標的多維度數據態勢。圖 8“回天城市大腦”接訴即辦數據分析駕駛艙(2)交通態勢智能分析優化,出行“少堵十分
45、鐘”立湯路是天通苑直達北京五環的重要干道,每天早晚高峰有數萬輛車擁堵在這條不足 4 公里的路上。城市交通全天車流量變化較大,使用信號固定配時方案,已無法適應各個方向交通量的變化,往往還容易加劇擁堵。以“交通出行”場景為例,“回天城市大腦”運行指揮中心 IOC通過集成北京市交管局的交通大數據平臺、高德大數據等,可精準掌握區域內交通總體態勢和關鍵指標;并融合人工智能模型算法,根據智能檢測設備采集的實時交通流量、排隊長度等數據,可以實現車輛排隊長度自動識別,通過城市大腦智能調整紅綠燈放行時間的方式,錯時消散車輛排隊長度。通過主動優化配時和實時精細誘導,有效緩解了城市交通擁堵,提高城市交通運行效率,據
46、測算,數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)14目前試點路段單個紅燈等待時間平均下降 10%以上,幫助實現“少堵十分鐘”。圖 9“回天城市大腦”交通出行 數據分析駕駛艙場景 3:數字孿生賦能城市治理流程優化“接訴即辦”是北京圍繞超大城市精細化治理的探索與創新,以“接訴即辦”為抓手,深入推進首都治理體系和治理能力現代化,構建“以人民為中心”的超大城市治理體系。以往社會治理領域各條線業務平臺相對獨立、數據分散,社會治理問題響應滯后,聯動處置效率低?!盎靥斐鞘写竽X”運行指揮中心 IOC 打破傳統逐級調度模式,全面實現網格化調度指揮,在指揮中心大屏上,可實時展現事件上報的來源、類型、所在
47、區域等信息;同時,IOC 發現預警信息后可以將信息推送至中屏、區委辦局指定的系統,實現預警信息的及時同步。IOC 通過視頻、語音、電話遠程調度功能,能夠實時下達調數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)15度指令、智能化指派街道、區委辦局或相關網格人員等責任主體進行處置?;谥笓]中心大屏,可對事件處置的工單流轉情況進行監控,實時監測各類事件的接報情況、響應效率、解決率、滿意度等信息,減少了“接報”到“處置”的中間環節,實現多源事件智能感知、工單智能分撥、進度實時跟蹤、事件辦結監管全流程閉環管理,打破了傳統的自上而下層層調度的模式,形成精細化、網格化的調度管理模式,有效提升城市治理效
48、能,成為觀回天地區的“觀態勢”平臺。以“城市防汛”應用場景為例,通過 IOC 直觀呈現準確完善的城市積水點分布圖,讓工作人員通過指揮中心大屏就可以看到現場情況,作出快速反應。輔助防汛指揮工作響應在內澇發生以前,做到提前研判,跨部門高效協同,讓防汛指令火速到達基層。圖 10“回天城市大腦”城市防汛數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)163案例總結“回天城市大腦”運行指揮中心 IOC 系統,打通市、區、街鎮三級數據,輔助管理者全面掌握回天地區的基礎情況及城市運行情況,賦能超大型社區的精細化管理;打破傳統逐級調度模式,全面實現網格化調度指揮,訴求直達一線,提升政府工作效率,真正實現社
49、區治理智能化、精準化。截至目前,新系統已全面上線并應用于回天專班。2022 年 7 月11 日,在央視新聞聯播推出的系列報道奮進新征程 建功新時代非凡十年中,對回天城市大腦指揮調度中心建設進行了報道,報道中稱:“今年,回天城市大腦指揮調度中心正式運行。在基層治理、社區管理、交通出行三個領域建設 9 個應用場景,以科技賦能,服務社區百姓?!被靥斓貐^作為北京市北部人口密集的超大型居住區,其社會治理反映出來的問題,可以作為整個北京城市運行的典型縮影。而回天地區城市大腦試點建設項目,作為北京城市大腦在基層治理領域應用的前沿探索,賦能用戶進行高效、高質量基層治理,通過持續不斷優化“回天城市大腦”,最終將
50、融入北京城市大腦體系。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)17(二)廣州市城市信息模型(二)廣州市城市信息模型(CIM)基礎平臺)基礎平臺申報單位:奧格科技股份有限公司1案例概述2018 年 3 月 2 日,國家住房城鄉建設部向廣州市政府和廈門市政府下發了 住房城鄉建設部關于開展運用 BIM 系統進行工程建設項目報建并與“多規合一”管理平臺銜接試點工作的函(建規函201832 號),要求通過改造 BIM 系統進行工程建設項目數字化管理,提高項目報建審批數字化和信息化水平,并將改造成的 BIM 報建系統與“多規合一”管理平臺銜接,逐步實現工程建設項目電子化審查審批,推動建設領域信
51、息化、數字化、智能化建設,為智慧城市建設奠定基礎。2021 年 8 月,廣州市試點工作方案經市政府審定并報部備案后,由市住房城鄉建設局、市工業和信息化局聯合印發實施,內容明確七大類 16 項任務,分工涉及 19 家相關市政府職能部門、區政府和企業等。本項目基于 CIM 基礎平臺拓展 CIM 平臺應用,面向政府部門、企事業單位及社會公眾開展多種類型的定制開發與應用。其中典型應用場景包括智慧城市規劃,該場景集成土地利用現狀、城市三維模型,對城市進行二三維一體化展示,利用二三維分析技術對城市規劃進行輔助設計,搭建城市空間規劃實施監督預警系統,實時提供城市重要信息要素的可視化大數據分析和位置集成,為城
52、市規劃和發展提供決策支持。目前廣州聚焦新城建任務,構建 CIM+應用體系,開發了包括智慧工改、智慧工地、城市更新、橋梁健康、智數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)18慧社區、穗智管、智慧名城等 20 多個場景的 CIM+應用,形成 CIM+應用生態。2應用場景場景 1:CIM+智慧工改廣州 CIM 基礎平臺以工程建設項目審批改革為切入點,構建了“規劃報建、設計方案報審、施工圖審查、竣工驗收備案”四個階段的基于 BIM 模型二三維輔助審查應用:規劃審查階段,實現了計算機輔助合規性審查,實現容積率等12 項規劃指標自動提取和計算機輔助生成“規劃條件”,減少了人為計核誤差和人工復核時
53、間。建筑設計方案審查階段,實現從設計自檢、規劃指標一鍵提取、表單數據自動化填報、指標審核的全鏈條覆蓋。施工圖三維數字化審查階段,實現建筑、結構、給排水、暖通、電氣五大專業,以及消防、人防、節能三大專項 285 條國家規范標準條文的計算機輔助審查,其中結構專業可智能審查覆蓋混凝土結構可量化條文 80%以上??⒐を炇针A段,匯集三維建筑模型,推動三維建筑模型與工程質量驗收、測繪驗收、消防驗收、人防驗收等信息掛接,輔助三維數字化竣工驗收備案。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)19圖 11 CIM+工程項目建設審批廣州市在施工圖三維數字化審查階段,針對施工圖審查的主要特點,對工程建設標
54、準強制性條文房屋建筑部分分專業統計并形成完整條文清單。以重要性為出發點,對條文清單進行篩選分級,形成條文篩選表。經審圖專家及開發人員共同確認,最終確定智能審查范圍。在前期階段,召開專家討論會,對智能審查范圍內的條文進行權威解讀,拆解條文內容并建立量化指標體系;召開專家評審會,對跨專業的聯合審查內容進行知識融合,對疑難問題進行研討,保證審查的準確性和權威性。在開發階段,開發人員與專家持續深入溝通,確保審查內容準確可靠,根據條文語義規則庫,開發智能審查引擎,最終實現 BIM 智能審查。廣州市施工圖三維數字化審查系統在 2020 年 10 月 1 日正式上線試運行,截至 2021 年底,全市通過 B
55、IM 申報的項目數達到 393,參與的建設單位 231 家、設計單位 173 家、審查機構 21 家。系統上線運行期間連續組織多場“基于規范條文的 BIM 施工圖審查”推廣培訓,直接地促進廣州市建造業 BIM 信息化水平的提升。以華南理工大學廣州國際校區二期為例,數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)20其建筑面積 59 萬平方米,通過 BIM 數字化技術發現問題共 1733處,減少了不必要的損失。場景 2:CIM+智慧工地廣州 CIM 平臺在智慧工地應用方面實現對全市 2000 多個在建工地的綜合監管,可對工程質量、安全施工、文明施工、日常執法等方面進行智慧化管理。在質量管理方
56、面,廣州 CIM 平臺采用物聯網技術實現對工程混凝土澆筑情況的過程記錄、統計匯總、檢測和分析等應用。在安全管理方面,廣州 CIM 平臺推行深基坑、起重機械設備的可視化實時監測,三維動態展示起重機的工作狀態,包括風速、力矩、載重的等實時監測參數在文明施工方面,對揚塵,噪聲進行實時監測查,落實環保要求。在日常執法方面,執法人員在移動端實現工程選取、查看,并展現工程項目現場采集數據、現場執法、反饋信息,跟蹤和監督整改落實情況等,并對檢查結果數據進行查看。對關鍵位置定點巡檢、遠程巡檢、視頻錄像巡檢、全景影像巡檢、無人機巡檢等方式,將無人機影像與 CIM 模型無縫疊加,提供施工進度的管理與比照。數字孿生
57、城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)21圖 12 CIM+智慧工地場景 3:CIM+城市更新CIM 平臺可以加快城市更新全過程精準化和智能化管理,從項目申報到數據摸查,方案編制、方案審定,再到批后監管的全生命周期管理,實現從數據到方案生成的一體化協同聯動。通過對比改造前后的效果,結合三維規劃模型展示詳細規劃方案,結合周邊配套設施可以分析周邊工地和房地產市場情況。在城市更新片區智能策劃方面,進行經濟平衡測算,引導城市更新項目綜合考慮投資平衡,保障城市更新項目實施落地;采用智能策劃手段布局用地方案,通過強排設計輸出三維強排效果圖,實現從數據到方案生成的一體化協同聯動,將工作效率提高至 3
58、倍以上。在具體實施應用方面,采用無人機航拍等手段獲取影像數據,并通過影像數據進行三維建模,結合四標四實數據,分析改造范圍內的實有人口,實有房屋和實有單位等信息。這解決了村民不配合入戶等問題,獲取一個村落數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)22的數據時間周期由兩個月縮減至兩周,且作業成本僅為傳統入戶測量的十分之一,在提高效率的同時降低項目成本。圖 13 CIM+城市更新場景 4:CIM+橋梁健康基于 CIM 基礎平臺可以遠程實時監測橋梁健康情況,以物聯網、云計算等新技術解決傳統管理方式的弊端,用科技提高效率,實現橋梁監測管理工作智能化、可視化、痕跡化,將“人防、物防、技防”結合應
59、用于傳統的橋梁健康管理和監督。當前廣州 CIM 平臺實現了對靜力水準儀、傾角計、溫濕度傳感器等關鍵安全設備信息的感測、分析、整合,提高供需對接的有效性,推動橋梁監測模式從傳統向現代、被動向主動、單一向綜合、人工向智能的發展。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)23圖 14 CIM+橋梁健康場景 5:CIM+智慧社區基于 CIM 基礎平臺的智慧社區應用,整合區域人、地、物、情、事、組織和房屋等信息,統籌公共管理、公共服務和商業服務等資源,提升社區治理和小區管理現代化,促進公共服務和便民利民服務智能化。廣州 CIM 平臺選取試點社區,通過對接門禁、卡口、人臉識別設備等實現對社區人員
60、、車輛等的智慧化管控;通過對接消防設備、電梯設備等實現對社區基礎設施運行方面的遠程監控;通過對接四標四實信息,實現對社區的房屋、人口的三維管理。以廣州市越秀區舊南??h智慧社區為例,社區通過對接 AI 算法升級攝像頭、物聯網煙感器等物聯傳感設備,對高空拋物、垃圾堆放、消防占道人群聚集行為、煙霧狀態等進行實時監測并對異常情況發出警報,警報信息實時推送給越秀先鋒小程序,由社區相關部門進行閉環跟進處理。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)24圖 15 CIM+智慧社區3案例總結(1)經濟效益現狀三維模型每平方公里的成本約為 6 萬元,廣州市 CIM 基礎平臺分別為廣州市公安局、政數局、
61、城管局提供約 550 平方公里,以及海珠區約 69 平方公里和黃埔區約 24 平方公里現狀三維模型數據共享使用,節省政府投資約 10458 萬元。通過項目的研究和推廣應用,帶動了一批國內重點試點示范項目,比如北京、濟南、湖南等,并衍生如基于 CIM 基礎平臺的多規合一平臺、城市設計、工程建設項目審批和建設管理、公共服務與城市公共安全管理等迭代平臺,為相關企業創造近 12848 萬元的產值。根據施工圖三維數字化審查系統統計數據,自 2020 年 10 月 1 日系統正式試運行至今,共收到報審項目 285 個,總建筑面積達 2051 萬平方米,按照廣東省建筑信息模型(BIM)技術應用費用計價參考依
62、據,本項目為 BIM設計單位帶來經濟效益約 43000 萬元。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)25(2)社會效益試點先行樹立標桿,為各地提供可復制可推廣的廣州經驗。作為住建部確定的首批試點城市,廣州市率先完成 CIM 平臺搭建,形成可復制可推廣的廣州經驗,充分發揮出試點城市在 CIM 技術應用的引領作用,樹立了全國試點城市 CIM 建設示范標桿,統籌推進CIM 技術研發水平不斷提高,在全國的 CIM 平臺建設工作中發揮良好的指導作用,使各地 CIM 平臺建設方面有據可依、趨于一致,減少了矛盾,促進了全國相關建設的高效協同。CIM 平臺夯實智慧城市建設基礎,提升城市精細化智能
63、化管理水平。利用 CIM 平臺創建新型智慧城市的三維數字底座和可視化管理平臺,集成地上地下、室內室外、紅線內外無縫對接的三維實體模型,在規劃設計階段可將規劃設計藍圖升級為更直觀的三維數字化模型,為城市設計及項目設計方案中的建筑材質、城市色彩、建筑風貌等城市品質化需求提供技術保障;在建設施工階段,基于CIM 平臺可應用于項目施工圖模型的智能審查、施工進程質量動態監管、竣工驗收的模型比對與合規檢查等;在城市運行階段,CIM平臺集成物聯網、移動互聯網與實體城市關聯,輔助城市規劃、建設與運營決策,實現智慧城市的動態精細運行管理。引領全國 CIM/BIM 標準研究與應用落地,推動新型智慧城市發展。通過項
64、目首次提出共識性的 CIM 和 CIM 基礎平臺官方定義,并開展 BIM/CIM 專業技術領域內標準研究、制定與宣貫等工作,提升 BIM/CIM 標準研究與應用水平。貫徹落實我國自主創新的主數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)26張,在 BIM 和 3DGIS 集成創新基礎上,發展具有自主知識產權的CIM/BIM 技術和產品。構建面向超大城市的 CIM 標準體系,具備全國引領示范作用,提升我國智慧城市領域的整體標準化水平。培養鍛造高水平人才隊伍,優化產業生態圈。本項目聯合政府、科研高校、建筑和信息化等企業,形成了政產學研的協同攻關團隊,培養了一批在 CIM 技術上具有創新研發能
65、力的高水平人才,為 CIM技術高質量發展和應用奠定基礎;在 CIM 產業培育方面,以“新城建”為契機,依托 CIM 技術發展,由建設、施工、生產、運營、金融等 21 家龍頭企業組建廣州市建設行業智慧化產業聯盟。同時,以CIM 試點建設項目為起點,立足 CIM 核心關鍵技術產業,重點發展 CIM 在智慧建造、智慧市政設施產業領域的融合應用,構建產業體系產業生態圈產業功能區的三級支撐體系,通過產業政策引導和龍頭企業帶動,依托城市良好的產業基礎,促進 CIM+智慧應用產業的發展。(3)可推廣性建立覆蓋 CIM 平臺建設、數據匯交、施工圖審查、竣工驗收備案等關鍵技術及應用場景的 CIM 標準體系,主導
66、編制國內第一部CIM 技術導則,并提煉形成多項行業、省級、市級標準,推動廣州CIM 平臺與國家級、省級 CIM 平臺的互聯互通。提出面向智慧城市建設的 CIM 基礎平臺總體框架,主導編制國內第一部 CIM 基礎平臺技術文件城市信息模型(CIM)基礎平臺技術導則;編制國家行業標準 3 項、省市地方標準 3 項、試點項目標準 9 項,覆蓋數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)27CIM 平臺建設、數據匯交、施工圖審查、竣工驗收備案等關鍵技術及應用場景,打通了 CIM 平臺與工程建設項目審批的信息渠道并解決了 BIM 軟件的兼容性問題,形成可復制推廣的廣州經驗。(4)創新點建立多類別多
67、層次 CIM 標準體系,為 CIM 基礎平臺建設提供有力保障,標準成果已納入住建部城市信息模型(CIM)基礎平臺技術導則城市信息模型應用統一標準等系列標準,并構建了 CIM 數據分級分類體系,實現了 CIM 數據的高效融合、加工、存儲和共享應用。研發了 GIS/BIM/VR 等多種主流圖形引擎的高效混合驅動技術,提出了“場景服務聚合分發策略”,實現了地理信息模型、建筑信息模型、仿真信息模型等的匯聚、存儲、統一管理與高效渲染表達,支撐超大城市“一網統管”的運行。研發了超大城市“規劃-建設-運營”的全過程 CIM 協同系列技術,構建了“穗智管”城市運行管理中樞的三維基礎底座,實現 CIM服務的分級
68、、分類、抽取、合并等服務組合要求,以及跨部門數據共享與傳導互動。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)28(三)數字孿生打造“中國(三)數字孿生打造“中國 V 谷”視頻文創新業態谷”視頻文創新業態申報單位:馬欄山(長沙)視頻文創園管理委員會、中國聯合網絡通信有限公司智能城市研究院1案例概述馬欄山(長沙)視頻文創園致力于打造湖南乃至全國文化與互聯網、互聯網與實體經濟深度融合的新引擎、新高地,打造具有全球影響力的“文化+、科技+”園區、全國媒體融合新地標,成為具有全球競爭力的“中國 V 谷”。依托數字孿生技術,園區打造了數字化基礎設施、智能中樞和園區多樣種類特色的智慧應用。數字化基礎
69、設施,即園區“云-網-感知端”,通過智能化傳感設施采集園區相關數據,全覆蓋的 5G 公網、100G 光纖網絡和重點區域的 5G獨立專網,通過多元化的網絡底座,為智能采集設施提供了實時、高效的大容量數據傳輸通道,同時基于園區“公有云+馬欄山駐地云+5G 邊緣云”相協同的云計算底座,為園區內類型企業提供算力和平臺能力服務。智能中樞即數字孿生核心能力與支撐平臺,目前園區建成以物聯網平臺、CIM 基礎平臺、大數據平臺、AI 平臺為核心的智能中樞體系,實現了園區不同業態、不同應用,異構系統間的資源共享和業務協同。在智慧應用方面,園區已形成智慧產業、智慧運營、智慧服務三大類數字孿生應用體系。數字孿生城市技
70、術應用典型實踐案例匯編(2022 年)292應用場景場景 1:園區數字孿生智能運營管理平臺以月湖小鎮為試點,對區域進行了數字孿生三維模型還原,實現靜態與動態一體化的孿生場景建設。數據方面,基于 5G 網絡,可通過園區多維多源多態的大數據支撐整個平臺的三維構建、動態表達、仿真模擬和場景應用,實現虛實融合、交互共生,全方位支撐園區可持續運營;業務方面,通過建立綜合運行指標體系,從園區招商、產業發展、安防監控、節能降耗、便捷通行等各方面開展業務可視化,一屏打通園區各項管理工作,讓運營管理數據在三維的立體空間集中呈現,實現對園區人、物、事件、安全等重要指標細節信息的全面查詢和監測,以及對園區全局的把握
71、和資源的綜合調度。圖 16 數字孿生智能運營管理平臺數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)30場景 2:基于 5G 確定性網絡服務的智慧演播廳通過構建 5G 確定性服務專網及邊緣計算,賦能三類視頻生產應用,即演播服務類、圖文創造類、虛擬互動類,滿足了 4K 影視內容生產領域的數字化虛擬拍攝對網絡的低時延/移動性/穩定性/可靠性要求,并能實現節目錄制現場移動機位的無線化、錄制的視頻實時云上轉播、云編輯及云收錄,推進 5G 技術與 AR、VR、XR 技術的融合。場景 3:馬欄山(長沙)視頻產業園產業鏈圖譜利用時空圖譜技術,根據馬欄山視頻產業園產業發展戰略定位,視頻文創上下游產業鏈,結
72、合園區內產業發展現狀,為園區的精準招商和補鏈強鏈提供決策依據,解決對目標企業能找得準、招得進、留得住、養得大的難題。圖 17 馬欄山(長沙)視頻產業園產業鏈圖譜數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)31場景 4:手語虛擬數字人利用 5G 網絡、園區多元計算能力,千言手語虛擬數字人能實時將中文翻譯成自然流暢的自然手語動作,具有高度寫實外觀、自然的口型表情,是幫助聾人融入社會的橋梁,目前已在園區政務大廳、銀行及郵政網點部署應用。圖 18 手語虛擬數字人場景 5:文旅深度融合 5A 級景區芒果城芒果城是獨具湖南廣電特色的都市休閑度假目的地,依托數字技術及品牌影響力,將內容 IP 與線下
73、娛樂完美融合,以多種形式進行轉化,增強互動性,形成主題樂園、酒店、會展中心等多樣性的產品集群,每年匯聚文旅人群約 400 萬,打卡客流超 200 萬。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)323案例總結(1)提升數字孿生園區基礎能力本項目實現基于 5G 網絡、窄帶物聯網、光纖網絡等,為平臺鏈接各類物聯網設備、終端等提供通信傳輸渠道,提供了強大的硬件設備連接能力,覆蓋智能照明、視頻監控、能耗監測、環境監測、智慧消防等不同行業領域。構建了二三維可視化的平臺能力,滿足多模型信息的可視化需求和可視化渲染風格。(2)深化數字孿生技術與園區業務融合收錄全國 6 萬多個產業園的園區大數據,搭建
74、集企業評價、監管、招商、特色園區四位一體的數據融合供給能力,助力園區提升產業集群綜合競爭力,建設可持續產業生態圈。圍繞 AR/VR 技術,升級影視虛擬拍攝場景,推動技術驅動型內容產品生產和制作,提升效率節約成本,構建“視頻+虛擬”內容生態。打造國內領先的專業級數字化虛擬拍攝影棚,構建數字影視工業體系,促進虛擬內容產業鏈形成,助推影游一體化發展。搭建園區超高清共享制作云網一體化平臺,服務于園區視頻內容生產和視頻科技研發,實現超高清視頻行業的全生態聚集、全業務匯聚、全產業人才孵化,云平臺利用駐地云的計算和存儲資源,以及云底座的超分轉碼服務、AI修復、畫質增強服務,提高劇集制作速度,通過引入 AI
75、修復技術,與人工相比,AI 處理速度可提高 100 倍。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)33(3)以數字孿生技術賦能線下文旅,推動文旅融合強化科技型文旅產品體驗,支持文旅 IP 關聯線上內容與線下場景,推動園區從觀光經濟向體驗經濟轉變,從區域旅游向全域旅游轉變。打造互動新體驗,探索建立“產業園+游樂園+商業街”模式。助推園區傳統旅游業態的智慧化轉型升級,推動在旅游演藝、城市夜游、電子競技、展會陳列等領域打造沉浸新體驗,加快推進數字孿生技術與實體經濟深度融合。(四)深圳市坪山區智能社會治理數字孿生平臺及應用(四)深圳市坪山區智能社會治理數字孿生平臺及應用申報單位:深圳市坪山區
76、政務服務數據管理局1案例概述本項目基于坪山智慧城市和數字政府建設十四五規劃,通過完善城市信息模型平臺和運行管理服務平臺,打造城市運行“一網統管”模式,探索打造智能社會治理數字孿生底座,積極建設數字孿生城市。項目打造“一平臺、一底座、N 應用”?!耙黄脚_”即時空信息云平臺,包括二三維 GIS 引擎、分級分權管理系統、API 日志系統、網格編輯工具、矢量數據在線編輯等;“一底座”即打造坪山數字孿生底座,包括坪山全區 168 平方公里三維傾斜攝影數據生產,燕子湖國際會展中心、第三人民醫院等全區 33 棟重點建筑 BIM 模型處理,DLG 矢量電子地圖、歷史衛星影像生產及建庫,全區道路全景處理、空中全
77、景數據生產等;“N 應用”即迭代開發的智慧應數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)34用,以數字孿生底座為基礎,運用 CIM、GIS 等數字孿生技術進行具體建設,對全區進行實景三維建模,構建全區三維立體式城市空間,匯聚人房法、城市部件、應急、醫療、教育、衛生等政務專題數據,運用數據融合技術,挖掘數據價值,實現對全區疫情防控、應急指揮、災害預防、社會治理等領域智慧應用建設,為坪山區政府決策、各局辦業務管理應用提供統一的空間數據和服務支撐,促進坪山區智慧城市規劃、建設、管理和輔助領導決策全流程應用。2應用場景場景 1:基于物聯感知技術的城市運行實時監測坪山區智能社會治理數字孿生平臺運
78、用物聯網 IOT 技術,覆蓋全區 18767 個視頻監控、2184 個煙感報警器和 1829 個電子哨兵。運用視頻監控對城市管理的民生訴求事件快速定位和上報;運用煙感報警器對重點場所的消防安全進行監測,出現火情時做到及時預警,便于快速應急救援;運用電子哨兵數據,快速掌握陽性、密接、次密接或重點人員等涉疫人員的活動軌跡、逗留場所、人員接觸等,結合電話流調信息的核實,分析出其近期的活動路線。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)35圖 19 物聯視頻場景 2:全要素數字表達的數字孿生底座平臺結合坪山區社會治理的實際需求,匯聚了建筑單體化數據48000 個、BIM 數據 33 個,自建
79、了全區衛星影像 22 幅,覆蓋全區168 公里傾斜攝影三維模型、正射影像、街景數據,38 萬個城市部件,867 個專題圖層,實現空間數據、結構化政務數據、物聯感知數據等多源異構的融合,形成坪山區數字孿生底座,為“智慧坪山”提供全要素城市信息服務。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)36圖 20 三維傾斜攝影模型疊加航拍照片場景 3:立體化多層級空間數據可視化應用平臺運用 GIS 二三維一體化和 BIM 技術,根據視域范圍進行多層級空間數據的調度切換,大場景下展示二維影像和三維傾斜攝影,小場景下展示建筑單體 Max 模型和 BIM 模型,配合全區街景和空中全景,實時視頻與傾斜攝影
80、實現多源數據立體式融合交互的可視化呈現。場景 4:基于多源數據融合的疫情防控應用運用語義化融合技術,通過地名地址和房屋編碼匹配的方式,將常住人口、法人企業、工作場所白名單,重點人員等信息與房屋信息進行融合,建立覆蓋全區的人法房數據成果。在疫情防控的流調工作中,實現人法房信息快速檢索及統計分析,包括當前區域或樓棟人員的年齡分布、性別分布、工作人口、居住人口、出租車司機、黨員數量等重點人員的統計,支持將重點人員一鍵導出,作為線下流調、掃樓核實、信息比對等工作的重要數據基礎,通過統計數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)37分析數據,給領導提供重要輔助決策依據。運用 GPS 定位和視頻
81、調度技術,當發生“多混一”核酸結果異常狀況時,通過單兵設備實時查看多支醫療采樣隊伍的定位,以及現場實時視頻畫面和語音通訊,便于疫情防控指揮部掌握現場情況并進行決策調度,通過系統中定位與真實世界的視頻畫面,實現虛實融合互動。圖 21 智慧流調場景 5:基于北斗網格分析技術的民生訴求改革在傳統高空拋物監測中,只能通過人眼判斷是哪戶高空拋物,在北斗網格圖子系統中,利用人工智能圖像識別的方式識別從建筑物內高空拋出的物體與北斗網格碼技術結合,可快速判斷拋出物是哪戶高空拋物,并發出警報,可快速的找到責任人。在北斗網格圖子系統中,可實現攝像頭畫面事件上報,在攝像頭畫面上點擊事件位置,即可上報事件至民生訴求平
82、臺進行分撥處理。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)38場景 6:基于人工智能技術的違建自動識別應用傳統違建的檢查主要通過舉報或人員巡查方式開展,全區檢查需要大量的人力和時間。本項目通過對不同期影像提取的矢量輪廓進行疊加,運用計算機圖形識別技術和深度學習算法對無人機巡查照片進行智能檢測,實現自動識別疑似違法建筑并預警提示,幫助監管單位高效率完成違建監督工作。3案例總結項目通過建設全區統一全空間一體化時空大數據體系和智慧城市時空基礎設施服務資源池,建立全區統一的地圖平臺、接口、工具和服務,以區、街道、社區、基礎網格、自定義網格為基礎構建五級權限安全管理體系,融合歷年傾斜攝影數據
83、523GB、15 個年份共 22 幅歷史衛星影像、3 種風格矢量電子地圖、800 多種政務專題數據。目前平臺注冊用戶 200 余位,支撐 7 個區級單位 17 個智慧應用建設,服務調用量達 5830.63 萬次;支持區級 10 次疫情防控演練,8次重點專項和日常流調排查工作;有效識別20余起高空拋物事件,主動干涉和教育,有效降低人員傷亡和財產損失。(五)膠州市農村生活污水智慧管控平臺(五)膠州市農村生活污水智慧管控平臺申報單位:青島海納云數字科技有限公司1案例概述近年來,膠州市深入貫徹落實習近平總書記關于“綠水青山就是金山銀山”的發展理念,以打造“秀水鄉村”為目標,通過實施數字孿生城市技術應用
84、典型實踐案例匯編(2022 年)39全域治水,搭建膠州市農村生活污水智慧管控平臺,切實改善城鄉居民生產生活水環境。膠州市農村生活污水智慧管控平臺利用物聯網、大數據、人工智能、數字孿生等技術,對膠州市全市范圍內集水池、污水管網、污水泵站、污水廠等數據全收集,實現從污水排放、收集、輸送和處置等相關環節的全流程管控;將污水廠、站、網的各類勘察設計資料、施工信息、竣工資料、智能感知監測數據及業務動態等關鍵數據統一集成至 BIM 模型,形成可視化、構件級的數字資產運營管理機制。為膠州市污水工程領域的規、建、管一體化提供了數字化、信息化基礎,讓污水治理有了“數字大腦”,使管理智慧又高效。2應用場景場景 1
85、:污水治理“一張圖”融合 BIM、大數據、物聯網、數字孿生等技術,展示膠州市全域污水治理“一張圖”,實現宏觀布局,細節管控。在宏觀布局方面,綜合概覽模塊展示膠州市全市維度、鎮/街道維度、村維度、污水廠的污水收集、處理的統計分析數據,同時在 BIM 模型中可直觀的看到膠州市污水管網及污水廠分布;在細節管控方面,平臺實現了 1:1 真實還原膠州市污水廠污水處理工藝,可以精確查看從原污水流入到尾水排放的工作全流程。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)40圖 22 污水治理“一張圖”場景 2:污水治理指揮可視化調度指揮可視化調度結合 GIS、物聯網等技術,對污水運輸環節進行全面跟蹤與調
86、度。通過查看污水運輸車輛的狀態、實時位置及工作規劃路線,將不同狀態的車輛用不同顏色區分,一目了然,并且對有運輸需求的村莊、集水池進行數據展示,跟蹤運輸需求的完成狀態,全面掌握污水運輸。在此基礎上,形成污水運輸車輛的全生命周期跟蹤,包括車輛狀態、養護記錄、維修記錄、運行軌跡等。同時,該場景可看到集水池的位置、當前液位及狀態,達到液位閾值后,集水池會產生運輸需求的告警,系統進行智能調度。圖 23 污水治理指揮可視化調度數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)41場景 3:污水治理安防態勢研判本場景主要從重點區域監控、異常告警、巡檢事件三個維度展示膠州市污水處理模塊的安防情況。其中,重點
87、區域監控可實現重點區域的監控視頻輪播,也可放大查看,實時掌握重點區域的安防態勢;異常告警可對抓拍入侵、溢流識別、井蓋告警進行統計分析;巡檢事件可展示巡檢計劃完成情況,并且能在 BIM 模型中展示巡檢軌跡,查看巡檢結果。圖 24 污水治理安防態勢研判3案例總結2021 年,膠州市投資 9.6 億元,完成了 298 個村莊的生活污水治理工作。針對村莊點多分散,污水泵車抽運等運行管理難點,配套建設了膠州市農村生活污水智慧管控平臺。膠州市農村生活污水智慧管控平臺實景還原度高達 90%,污水轉運效率提升 20%,人工成本降低 15%,造成資源的有效利用,系統的建立可以實現污水收集治理過程可視化、在線化,
88、提高污水收集治理系統的管理效率,實現“膠州模式”的長效久治。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)42(六)三亞崖州灣科技城數字孿生(一期)項目(六)三亞崖州灣科技城數字孿生(一期)項目申報單位:三亞崖州灣科技城管理局、訊飛智元信息科技有限公司1案例概述三亞崖州灣科技城位于海南省三亞市西部,規劃面積為 26.1 平方公里,重點打造“一港、三城、一基地”,是三亞市為貫徹落實習近平總書記“413”重要講話和中央 12 號文件精神,根據海南省委、省政府的決策部署,重點推進的海南自由貿易試驗區 12 個先導項目之一。由于三亞崖州灣科技城處于快速建設期,從科技城的規劃、設計、建設到后期的運
89、行管理等全生命周期而言,需要通過建立一套標準的管理平臺對各個階段業務流程進行規范化、智慧化以及數字化管理,故建設三亞崖州灣科技城數字孿生(一期)項目。該項目借助三維仿真技術對轄區內26.1平方公里的現實世界進行 1:1 還原,讓現實世界中的孿生體能夠在該平臺能夠被看到、被定位、被管理,利用 GIS、AI、BIM、IoT 和大數據分析技術,對海量多源異構數據進行統一匯聚和管理,實現了對科技城建設的規劃、建設、管理和運營全生命周期的數字化表達,通過數據驅動的實現方式,為科技城的管理提供了更精準的決策支撐。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)43圖 25 平臺架構圖2應用場景場景 1
90、:崖州全景全要素數字化再造利用科技城地理空間數據資料,城市規劃建設藍圖,借助信息化手段實現科技城一磚一瓦、一草一木的虛擬空間還原,實現科技城同生共長的孿生世界呈現。通過實時感知的物聯數據讓孿生科技城有溫度有活力,科技城的運營者實時掌握今日今時今刻人、事、物動態。結合科技城近十年總體規劃,基于數字孿生科技城,超前動態搭建科技城未來場景。為城市基建規劃、項目落位選址、產業發展布局和城市招商引資提供規劃、模擬、演練底座。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)44圖 26 全要素還原場景 2:創新“工程監管”,提升崖州安全圍繞在建工程重點關注的生產經營安全,通過數據融合,將“人設備環境”
91、等在數字孿生系統中精準呈現,實時掌握在建工程建設情況。該場景以全流程、全覆蓋的方式,實現工程全生命周期監管,打破單一工地監管模式,一圖展示科技城在建工程建設情況。通過 AI 視頻分析能力自動識別各項目工地現場各類異常隱患事件,一旦發現異常事件自動向施工方、管理局及巡檢單位相關人員發送預警提醒,施工方需及時解決隱患并由巡檢單位現場復核。針對逾期未處理異常事件或多次出現隱患事件的工地,管理局將下發整改通知,并進行相應處罰。打造超前預警、及時報警、現場處置、整改落實等閉環管理機制。已對 2022 年度 94 個在建項目的施工安全、施工質量、施工環境等方面進行全方位、全要素、全周期監管,累計發現問題
92、3715 件。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)45圖 27 在建工程監管場景 3:創新“AI 應用”,提升審圖效率基于業務創新,該場景打破傳統審圖模式,通過人工智能技術賦能,實現了對工程項目 BIM 模型的報建報批,可以自動對用地紅線、容積率、建筑面積等 21 項指標進行智能審查。截至目前已累計完成 9 個項目的試審查,其中 4 項目未一次性通過圖紙審查,累計發現問題 20 余項。相比專家的人工審圖過程,不但可以減少審圖過程中主觀偏差,并且每個項目審圖時間從 3-5 個工作日減少到 1-2個工作日,大幅提升了審查的效率和質量。圖 28 BIM 規劃報建審查審批應用數字孿生城
93、市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)46場景 4:支撐“城市配套設施”,打造宜居宜住崖州城市的配套設施直接影響人民群眾的生活質量,崖州灣科技城以良性發展、人才吸引為核心,該場景基于數字孿生底座,通過 1:1還原,實現了交通、醫療、教育、住房、休閑五大板塊配套服務的可視化監管。如通過智慧交通,可對區域內公共交通進行實時監測,對于異常數據也可以在數字孿生平臺實時呈現。最終通過大數據分析,優化了城市配套建設,提升了科技城可持續發展的綜合服務能力。圖 29 交通配套場景 5:加強“數據融合”,提升園區效率該場景通過 AI 視頻分析能力、圖像識別、語音識別等技術,對園區內人、物等進行實時監控與管理
94、,當發生異常情況時,事件統一匯聚到數字孿生中呈現,園區管理人員通過數字孿生應用將事件分派給各事件處理人,處理人能夠在 Web 端/移動端進行處置,管理者能實時跟蹤處置進度和詳情,完成事件的業務處置閉環。無論是巡更管理、后廚管理或園區管理均敏捷預警、高效處理,為園區企業和員工提供綠色安全的園區環境,干凈衛生的就餐環境,高數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)47效便捷的物業服務。截止本月,累計預警事件 1.61 萬件,主要涉及消防通道侵占、機動車亂停等 11 類問題。圖 30 園區運營3案例總結實現崖州全景全要素的數字化再造。通過數字孿生,對轄區內26.1 平方公里的現實世界進行
95、1:1 還原,讓現實世界中的孿生體能夠在該平臺能夠被看到、被定位、被管理,利用 GIS、AI、BIM、IoT 和大數據分析技術,對海量多源異構數據進行統一匯聚和管理,實現了對科技城建設的規劃、建設、管理和運營全生命周期的數字化表達,通過數據驅動的實現方式,為科技城的管理提供了更精準的決策支撐。創新“工程監管”,提升崖州安全?;趨R聚的海量數據,構建支持知識推理、概率統計、深度學習等人工智能能力平臺,實現跨部門、跨單元的即時數據處理,實現數據融合創新,協調各個系統,通過大數據、人工智能等技術支撐各系統有效運行,提高在建工程運行效率。利用前端攝像機、傳感器等設備,對每個工程內的數字孿生城市技術應用
96、典型實踐案例匯編(2022 年)48多種安全隱患進行實時分析,每一個設備相當于一雙眼睛,隱患發現及時率提升 80%以上,節省人力 50%以上。創新“AI 應用”,提升審圖效率。BIM 規劃報建審查審批應用于工程建設項目在線報建審查審批,結合規劃審批業務流程,采用崖州灣自主通用的統一 BIM 報審數據格式,實現經濟技術指標的自動化審查,向審批人員實時報告審核結果,為業務決策提供精準的數據支撐。相比專家的人工審圖過程,不但可以減少審圖過程中主觀偏差,并且每個項目審圖時間從 3-5 個工作日減少到 1-2 個工作日,大幅提升了審查的效率和質量。支撐“城市配套設施”,打造宜居宜住崖州?;趯Τ鞘信涮自O
97、施的還原,通過數字孿生對區域內的交通、醫療、教育、住房進行可視化的實時監管。同時結合前端海量數據并進行自主學習及分析,為城市管理人員提供更加有效、優質的數據支撐,輔助城市配套設施的建設,提升人民群眾生活質量。加強“數據融合”,提升園區效率。圍繞園區重點關注的運營、管理等領域的實際需求,在保證數據安全和管理安全的前提下,穿透園區的建設、運行、管理的若干應用場景,實現協同的創新、集成的智慧,提高園區的自組織能力,持續提升園區運營管理的綜合成效,通過各類數據打通,可提高園區 20%運轉效率。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)49(七)數字孿生南四湖二級壩一期工程(七)數字孿生南四湖
98、二級壩一期工程申報單位:中水三立數據技術股份有限公司1案例概述國家“十四五”規劃綱要提出“構建智慧水利體系,以流域為單元提升水情測報和智能調度能力”。水利部高度重視智慧水利建設,將推進智慧水利建設列為新階段水利高質量發展的顯著標志和六條實施路徑之一,明確將數字孿生流域作為智慧水利建設的核心與關鍵,先后出臺了 關于大力推進智慧水利建設的指導意見 智慧水利建設頂層設計“十四五”智慧水利建設規劃“十四五”期間推進智慧水利建設實施方案關于開展數字孿生流域建設先行先試工作的通知等系列文件,將數字孿生南四湖二級壩列為數字孿生建設先行先試任務?;春铀瘑T會(以下簡稱“淮委”)就推進數字孿生淮河建設進行了多
99、次專題研究,強調數字孿生淮河建設是貫徹落實水利部黨組智慧水利建設指示精神的重要舉措,也是推進流域治理體系和治理能力現代化的必然要求,先后組織制定印發了淮委信息化頂層設計 智慧淮河總體實施方案 數字孿生淮河總體規劃 “十四五”時期推進數字孿生淮河建設實施方案 等文件,全力推進“十四五”期間數字孿生淮河建設。南四湖二級壩水利樞紐作為連接南四湖上下級湖的控制性工程,包含節制閘、溢流壩、攔湖土壩、泵站、船閘等多類水利工程,具備閘壩運行管理的各項功能,在淮河流域眾多水閘工程中具有較強數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)50的代表性。且二級壩局現有數據資源較為豐富,基礎較好,因此選擇二級壩
100、樞紐作為先行先試建設具有較強的代表性和可操作性。本工程著力打造數字孿生水利工程先行先試標桿,形成防洪“四預”和工程運行管理標準樣板,引領沂沭泗數字孿生水利工程建設發展。2應用場景場景 1:根據統籌規劃、資源整合建設的數據底板本案例搭建南四湖流域 L1 級、湖區 L2 級及閘區 L2+L3 級(上下游 500m 為 L2 級,二級壩樞紐為 L3 級)數據底板,通過數據匯集、對接、共享、處理,對數字孿生南四湖二級壩工程的數據進行統一管理,包括基礎數據、監測數據、業務管理數據、地理空間數據以及多尺度數據模型。根據統籌規劃、資源整合的原則,基于滿足業務模式發展和未來信息化建設需求,通過數據匯集、對接、
101、共享、處理,支撐建設數字孿生南四湖二級壩數據底板平臺。場景 2:基于三維虛擬仿真技術搭建的可視化模型本案例基于南四湖地理空間數據及監測數據,依托水利專業模型,構建湖區三維模型、閘區傾斜攝影模型和二級壩樞紐 BIM 模型,實現工程自然背景演變、工程上下游流場動態、二級壩水利機電設備操控運行等可視化展示功能,滿足仿真模擬和綜合展示需求。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)51圖 31 可視化模型平臺界面圖場景 3:基于 AI 智能識別技術開發的視頻識別模型本案例開發視頻識別模型,實現閘區上下游 500m 范圍內的船只和人員活動識別、漂浮物識別,對二級壩閘區范圍內各類涉水行為模式進行
102、自動化學習,形成目標檢測規則庫,對常見漂浮物進行分類訓練,構建漂浮物識別規則庫。圖 32 智能識別應用功能界面圖數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)52場景 4:基于模型平臺、知識平臺為驅動構建的防洪“四預”應用本案例以精準水情預報及水閘調度實時動態為輸入,以模型平臺和知識平臺為驅動,快速生成調度方案并進行調度結果評估,實現防洪調度事前、事中和事后的全過程管理,構建具有“四預”功能的防洪智能應用,提升南四湖防洪調度決策的科學化和智慧化水平。預報:針對南四湖流域防洪預報業務需求,根據區域實測降雨,對南四湖周邊重要河道、上級湖、下級湖等進行洪水預報,預報要素為水位、流量、徑流量、淹
103、沒影響等。預警:將所有的預報成果與預警閾值進行對比,如超過預警閾值,則對南四湖流域重點河道、湖泊、水庫等洪水災害或風險對象進行水文情勢、工程安全狀況及影響區域的預警。預演:根據預警情況,選擇相應的水情情勢進行分析,并結合模型進行水情推演?;谒乃W模型計算結果,在流域防洪數字化場景下,對歷史典型洪水事件發生的關鍵過程及主要應對措施進行反演;耦合水文預報和水力學模型結果,仿真模擬展現數字流場、河道洪水演進及蓄滯洪區洪水淹沒等洪水過程。預案:在預演的基礎上,根據“預演”結果確定的預案,結合南四湖流域水利工程運行狀況、經濟社會發展現狀等,分析評估預演結果實施后可能影響的對象、人員、經濟損失等,優
104、化完善相關水工程調度運用,確定優化方案。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)53圖 33 防洪“四預”應用系統界面圖3案例總結本案例對感知數據的傳輸網絡進行升級改造,資源統一部署在內部數據匯聚中心,將數字孿生技術、信息化基礎設施、信息傳輸技術相結合,其數字孿生場景的還原度達到 90%以上,可實時支持雨量、水位、流量、視頻等監測設備接入,可實時監測河流斷面、水文站點、工程設備等運行數據,并且保證數據傳輸實時有效。本案例模型建設內容為洪水預報、湖區洪水演進、防洪調度和淹沒分析預警功能開發,支撐流域防洪“四預”功能實現。南四湖流域地形復雜,考慮到降雨的空間分布以及不同區域的產流參數差
105、異的情況,山區根據 DEM 生成子流域形成山區產匯流分區,共劃分 50 個分區;平原區根據河網和地形形成 542 個河網多邊形產匯流分區,采用一維水動力學模型(圣維南方程組)模擬流域 53 條入湖河流,采用二維水動力學模型(二維潛水波方程)模擬南四湖湖區水流運動,給定梁濟運河來水作為上游邊界,臺兒莊閘及藺家壩閘是下游邊界。模型建設完成后南四湖流域預報精度提高 10%以上。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)54本案例業務建設應用系統 2 個,分別為防洪調度系統和水閘綜合管理系統。防洪調度系統應用數字孿生建設成果,實現防洪調度“四預”功能。水閘綜合管理系統在二級壩數字化場景上展示
106、水位、流量、工程安全及閘門狀態等在線監測信息,并實現水閘安全監測預警、閘區范圍內視頻監控識別告警及二級壩泄洪全過程數字化展示。本案例業務應用系統建成后完善了現有業務工程流程,相關業務能力提升 20%以上。(八)數字孿生三河口水庫綜合調度平臺(八)數字孿生三河口水庫綜合調度平臺申報單位:智城數創(西安)科技有限公司1案例概述數字孿生三河口水庫為陜西引漢濟渭水利工程關鍵建設內容,旨在打造“一個數字孿生底座、N 個業務應用場景”。一個數字孿生底座包括 CIM 平臺、物聯網平臺和大數據平臺。CIM 平臺負責基于地理空間數據、基礎數據、模擬仿真引擎構建數字孿生可視化場景,物聯網平臺感知和整合水庫上下游雨
107、水情監測、網格化氣象預報、視頻監測信息、水庫大壩安全監測信息等水利業務的專項監測,大數據平臺梳理和互通 N 項業務應用和跨行業共享數據。N 個業務應用場景主要是針對于防洪四預融入來水預報、水工程調度、泄流風險分析、工程運行監控等部分開展建設,以數字孿生底座為基礎,通過整合全領域數據、全口徑指標、全場景業務,實現多模態感知信息的實際接入與融合分析,形成不同時空尺度下全方位實景模擬展示的水庫系統,提供多層次、多場景的水庫信息服務,使數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)55多方能以更加全面、動態、直觀的方式對水庫運行態勢進行認知、設計、規劃和管理。2應用場景水災害防御與防汛調度業務流
108、程具體包括信息采集、預測預報、水庫泄洪預警、洪水調度模擬及公共服務等主要業務工作。通過采集水雨情、工情、災情、互聯網輿情等實時數據和共享數據,對降雨、洪水、山洪、中小河流洪水、中小水庫洪水及長期趨勢進行預測預報,運用水庫、蓄滯洪區等水工程開展洪水調度,將洪水的預報預警及工程調度信息第一時間發布給相關部門,并將工程調度指令下發至下級水利部門及直屬工程管理部門開展調度執行工作,為應急搶險提供技術支持,向社會公眾發布洪水影響風險預警、避險轉移路徑告示等信息。場景 1:水庫數字孿生場景在數字孿生底座的基礎上,根據該水庫水災害防御的需要,測量查勘調查水庫上下游流域重點防洪區域基礎防洪數據,利用遙感、遙測
109、等技術制作全流域數字場景、河道數字場景、重點水利工程實景等防洪數字場景,構建多維多時空尺度防洪數據模型,建設防洪數字流域專用數據庫,實現對防洪所需的物理水利及其影響區域的全要素數字化場景表達。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)56圖 34 數字孿生水庫場景 2:水利樞紐監測對水庫壩體、地形地貌、水情態勢、設備運行態勢等要素信息進行真實復現,對庫區天氣、水情、浸潤線及位置、視頻監控等信息進行實時監測;結合模型算法、AI 應用,對水庫水雨情、流量水量、有功出力、壩體位移、發電負荷等關鍵指標進行多維度綜合分析,對異常態勢進行實時預警告警,輔助用戶進行水庫防洪“四預”精準決策和研判。
110、數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)57圖 35 水利樞紐監測場景 3:雨水情預測預報收集整理水庫上下游流域歷史和實時雨水情數據,分析產匯流規律,確定適用該水庫的洪水預報模型和方案,編制洪水預報方案,對方案模型進行率定和驗證后,開展預報方案選擇、作業預報、綜合優選和預報發布,推進防洪形勢分析,形成水情預報產品。場景 4:水庫泄洪預警用于水庫單位泄洪(或放水)的監控管理,基于數字孿生技術可實時遠程監測水庫泄洪口的水位、雨量、現場圖像等信息,實現水庫水位動態實時監測、庫容變化智能分析、水庫放水/泄洪提前預警、水庫安全監管。當發生突發性泄洪或調節性放水時,下游預警設備及時發布預警,避
111、免因泄洪或放水導致的人民生命財產損失。圖 36 水庫泄洪預警場景 5:洪水調度仿真模擬通過防洪形勢分析確定調度范圍和調度目標,并基于入庫的數據開展調度方案計算,基于數字化場景進行洪水調度仿真、洪水演數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)58進模擬、優化調度方案、下達調度指令并反饋作業預報,形成洪水調度產品。圖 37 洪水調度仿真模擬3案例總結通過建設 CIM 平臺、大數據平臺、物聯網平臺形成三河口水庫水利“數字孿生底座”,全面整合水資源管理、水利樞紐監測、雨水情監測、泄洪預警等水利業務數據,運用大數據和人工智能技術,充分挖掘海量數據價值,進行多維度數據融合碰撞分析,建設集態勢感知
112、、監測預警、決策支持、聯動協調等功能與一體的“數字孿生水利”,可實現對該水庫業務功能的分析研判和集中管控,按照“平戰結合”的原則,“平時”進行水利樞紐運行監測和領導輔助決策,“戰時”為突發事件應急處置和重大活動保障提供數據和能力支撐。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)59(九)蘇州工業園區奧體大型活動安保場景的數字孿生應用實踐(九)蘇州工業園區奧體大型活動安保場景的數字孿生應用實踐申報單位:蘇州市公安局蘇州工業園區分局1案例概述面向大型場館的數字孿生安保場景應用實踐以“場景可視化、資源動態化、應用實戰化”為總體建設思路,以三維實景平臺為支撐,利用 Mapmost 自主研發引擎
113、,融合 AI、數字孿生、智能語音等技術,服務于蘇州市工業園區日常安保和大型活動安保指揮工作。實現預案上圖、安保要素上圖、處置力量上圖、動態預警、安保任務一鍵下達、密集場景人員定位還原、應急指揮等多個智能化應用,提升大型活動態勢多維全面監測能力和安保實戰效能,面對突發事件可及時發現并與園區軌交系統、智慧城市運營管理中心(IOC)等形成聯動響應。面向大型場館的數字孿生安保場景應用實踐既能第一時間發現大型活動中突發事件,又可通過信息化手段解放人力,全面提升園區大型活動保障的科技化水平。在大型演唱會實戰中,縮減了近百名安保人員的投入,減少了外圍巡邏隊伍力量,同時在異常突發事件發現的過程中,依托機器識別
114、和自動報警能力,在發現異常事件及處置時效上提升了一倍。2應用場景場景 1:場景三維數字孿生刻畫數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)60通過搭建大型活動場館三維地理信息模型,實現地上場館、周邊地鐵站的全景立體式呈現,且將活動預案信息 1:1 還原到場景中,實現安檢區域、救護車、通訊保障車等一系列設備設施圖上展示與調度,破除在二維地圖中缺失空間感和室內真實感的影響,將安?,F場進行實景還原,實現現實世界要素實時還原至數字孿生世界,使保障過程更加直觀。圖 38 場景三維數字孿生刻畫系統圖場景 2:安保預案警力智能點名針對活動保障的時效性和多樣性特征,實現紙質化預案的系統化管理,重點核實
115、預案安保人員到崗情況,結合融合通信電臺、語音語義解析、智能識別技術,確認安保人員到崗情況,快速掌握現場安保人員分布情況和保障區域,可隨時調度現場安保力量。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)61圖 39 安保預案警力智能點名系統圖場景 3:人員分布聚集自動告警運用實時視頻流人員還原技術,將視頻畫面中的人員實時解析映射至三維數字場景中,計算人員在空間環境中的分布密度,將零散的各個視頻畫面中人員信息還原至虛擬數字場景中,從而以更加宏觀和直觀的方式展示活動期間人員的分布情況,提前發現區域存在的聚集隱患、踩踏風險,及時預警,提前采取人流疏導管控措施,同時輔助指揮者決策安保人員調度安排。
116、圖 40 人員分布聚集自動告警系統圖數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)62場景 4:異常事件實時匯報監測以地理信息空間分區依據及安保經驗,建立一套用于奧體內部指揮定位的室內外精細化定位體系,拆解近 400 個精細化定位地址,用于突發事件精確定位。針對大型活動過程中經常發生的各類異常、突發事件、重點人員,綜合運用精細化管控手段和電臺告警及時發現異常情況,作為安保指揮人員的“眼睛”,及時掌握活動現場突發事件情況,結合事件關聯監控視頻,快速了解情況并進行處置。圖 41 異常事件告警與詳情系統圖場景 5:多部門橫向聯動與調度通過接入交通管控數據、軌道交通等數據,打破單一部門保障機制,
117、通過建立多方協同管理制度,實現交警、軌道分局與城市運行管理中心之間的多方橫向聯動,可實現對突發事態的全面感知、綜合研判,為警力指揮部署提供科學的決策依據,大幅提升安保實戰能力。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)63圖 42 多部門協調數據支撐3案例總結蘇州工業園區奧體數字孿生安保指揮系統在實景三維地圖基礎上,從微觀到宏觀,融合展示安保預案、動態警情預警信息、交通管控信息、軌道客流相關信息,同時融合現場視頻,全方位、立體化在線還原大型活動安保管控現場,提升事前部署、事中指揮和事后總結能力,有效提升科學決策、應急處突水平,通過被動無感式方案實現人群空間態勢分析,滿足大型賽事的安保
118、需要,為科學處置提供準確的數據基礎,提升大型活動態勢多維全面監測能力和安保實戰效能。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)64(十)中建材新材料瑞昌鄧家山項目(十)中建材新材料瑞昌鄧家山項目申報單位:中建材飛渡航天科技有限公司、北京五一視界數字孿生科技股份有限公司1案例概述鄧家山智慧礦山項目以建設綠色、智慧、安全、無人礦山為目標,應用 5G、云計算、大數據、AI 人工智能、物聯網、邊緣計算等先進技術,建設綜合數字孿生一張圖平臺,滿足瑞昌鄧家山項目礦山生產需求,解決礦山管理難題,提升礦山經營效益,全方位推進瑞昌智慧礦山的數字產業化。鄧家山位于江西省九江市鄧家山礦山周邊區域 300
119、平方公里,本項目平臺以 7 平方公里范圍內的生產區、加工區、中轉站、碼頭、廊道(約 7KM)等核心區的 CAD 圖紙、傾斜攝影數據、設計方案、三維模型等數據為依據,進行了高精度的場景構建。項目圍繞綜合礦山設備管理與預警、人員定位與安全、生產管理與監督、材料采購與管理等應用場景的數字孿生可視化管理及事件指揮協同能力的需要,搭建用于指揮、調度、展示的綜合指揮調度平臺,能夠整合調動生產、設備,可協同處置發現礦山整體運行相關問題,打造中國建材集團砂石骨料礦山的燈塔項目。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)65圖 43 數字孿生礦山平臺架構2應用場景場景 1:三維實時更新還原礦山場景數字
120、孿生系統針對礦山區、加工區、碼頭區、中轉站、廊道等區域的上百種復雜設備及地形地況進行高擬真還原,包含礦山山體內傾斜建模模型疊加自動更新(每 1-3 個月更新一次),提供對場景中全要素的結構化組織與對于全要素場景中實體的更新功能。在以上場景中,支持 24 小時晝夜變換,大氣渲染和自動光照變化的效果并動態烘培場景中眾多采樣點的球諧光照信息,賦予周圍動態、靜態物體豐富的全局光照信息。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)66圖 44 數字孿生礦山全景場景 2:數據驅動復雜設備項目對儲存倉庫、推土機、挖機、裝載機、礦卡、喂料機、廊道運輸皮帶、攝像頭機組、物料流量監測、溜井監測等關鍵設備實
121、現可視化實時還原,支持特種設備單體化場景與各業務系統功能之間的相互聯動,支持設備單體化資產管理,解決了不同類型設備模型運動參數不同、設備與設備之間協同聯動、設備與皮帶機之間協同聯動、設備零部件運動軌跡平滑優化等難點問題。同時,平臺還實現了對礦山內重點設備的運營狀態的宏觀及微觀監管。圖 45 礦山皮帶跑偏告警數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)67場景 3:精細化開采分析根據現場勘察礦山地質、礦體容量等資料,結合初設、勘察數據、傾斜攝影數據對地質進行三維建模;在場景中可對礦體進行動態分析,多角度查看礦體結構性變化過程,同時將礦體容量、勘察數據、生產計劃等各項數據指標進行統一呈現,
122、做到開采前的精準分析。通過由鉆孔孔口的平面坐標及其它擴展屬性組成的橫坐標(X)、縱坐標(Y)、鉆孔編碼(HoleCode)、鉆孔埋深(Depth)、鉆孔標高(Height)數據鉆孔數據,生成地質模型;對輸入的三維模型在某個方向等間距提取模型的切面輪廓線,并分別提取輪廓線生成截面。包括計算切割的 Range(num,min,max)、分離輪廓線、輪廓線的三角剖分(等高線的三角剖分)來對地質模型進行剖切、分層展示、籬笆圖展示;依據協方差函數對隨機過程/隨機場進行空間建模和預測(插值)的回歸克里金插值法,生成地質層模型。圖 46 礦山籬笆圖任意剖切數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)
123、68場景 4:船舶計劃動態接入模擬開采區無縫對接開采計劃、爆破方案數據、料堆數據、溜井儲量,設置獨立動態數據面板,結合料堆容量以及爆破形態進行裝載機、挖機、卡車等車輛的調度與分配,實現無人駕駛與人工駕駛集中調度。碼頭區根據合同訂單數據、船舶信息、航行軌跡、錨地時間、船舶提貨前的條件進行泊位與船舶的智能調度,保障碼頭的高效運行。圖 47 礦山碼頭區裝卸工作圖 48 礦山體內外運輸皮帶透視數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)69場景 5:綜合態勢全局總覽智慧礦山綜合態勢駕駛艙是融合智慧生產、智慧加工、智慧廊道、智慧能源監測、智慧安防等駕駛艙模塊重點信息為一體的綜合展示模塊。以便捷交
124、互為基礎目的,能夠做到全局總覽,掌握各子模塊關鍵信息。界面綜合展示效果與功能兼得,在保證系統綜合性的同時兼顧高效性。數據面板融合了項目基礎信息介紹、人員管理、安防管理統計、設備運行概覽、環境質量檢測、能耗統計、車輛管理、告警統計等統計類相關數據,同時在數字孿生礦山場景中兼具監控攝像、值班人員、安保崗亭等 3D 圖層聯動,直觀展示礦山整體運營現狀,快速響應礦山內的突發事件。圖 49 礦山全貌透視水晶體3案例總結本項目將 5G、物聯網、大數據與數字孿生一張圖平臺相結合,為礦山行業的開采、加工、運輸、中轉、售賣等多個環節解決了數據管理成本高、運維管理成本高等問題。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編
125、(2022 年)70數據上,通過對設備設施數據進行采集、檢查、處理、分發和共享處理,將多源異構數據融合到一個集中的虛擬現實模型中,增加數據的時效性,幫助實時優化礦山設備設施、系統和流程的運營維護,提高了 20%生產效率;運維上,可以做到早發現設備故障隱患,并進行預防性維修,可以大大降低設備故障成本和停機時間,從而提高了 35%設備使用效率;時間上,利用可視化手段對礦山生產設備設施進行全生命期管理,有效地跟蹤設備設施運營狀況變化,使其始終處于最佳運營狀態,并將真實與虛擬之間互動的方式反映資產全生命周期的變化和信息更新,從而在生命周期管理中節約了將近 10%的時間。(十一)地鐵視頻孿生三維可視化管
126、控平臺(十一)地鐵視頻孿生三維可視化管控平臺申報單位:北京智匯云舟科技有限公司1案例概述北京地鐵 17 號線、19 號線視頻孿生三維可視化管控平臺以三維地理信息系統(3D GIS)為基礎核心,利用全景視頻拼接、三維場景融合及多源應用數據,按經度、緯度、海拔等地理信息進行三維一體空間布局,從而實現虛擬與現實結合的高新技術突破,在傳統視頻監控的基礎上,實現視頻等數據與空間位置的融合統一創新應用。建設 360 度地鐵站全方位三維可視化感知應用系統,實現在地鐵站真實三維立體場景中,大規模海量分散視頻、感知數據與精準三維空間位置的廣域實時可視化融合應用,為指揮調度、多部門協同管理提供強有力的支撐。數字孿
127、生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)712應用場景場景 1:實景一張圖基于三維地理信息引擎,構建軌道交通視頻孿生底座,對全市范圍內軌道交通一網呈現,對每個站點實現三維場景掌控。站內模型,用于站內場景重現,為可視化應用做基礎支撐;站外模型,是城市三維地理信息場景重現,用于站內突發事件時,為站外的應急指揮及決策環境掌控做有效支撐。通過視頻孿生軌道交通一張圖,有效解決傳統站線、站點數據的無法整體化直觀化表達問題。系統支持從全球視角、到地鐵線網、到單個站點的三維場景,在三維場景中分層方式,直接查看監控視頻與地鐵模型融合后的場景,視覺直觀、位置明確、所見即所得。圖 50 軌道交通實景一張圖瀏覽
128、數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)72場景 2:沉浸式瀏覽通過視頻孿生可視化平臺,有效解決軌道交通傳統監控視頻畫面分散、割裂;基于單個攝像機的獨立視頻畫面,無法反應和還原真實場景信息;監控視頻資源較多,無法按需迅速調閱目標瀏覽;監控畫面相似度高,位置信息辨認困難等問題等現實痛點。系統可實現在地鐵站三維地理信息場景中,對出入口、閘機口、檢票口等重點區域進行監控視頻虛實融合,視頻與場景同步瀏覽,做到實時視頻接入、回放視頻與地理信息時空統一,支持三維空間地理坐標體系(經度、緯度、海拔、距離)精準實時定位,支持 360多視角實時場景瀏覽,支持傾斜和旋轉、自動路徑瀏覽和漫游瀏覽,解決頻
129、繁手動操控等問題,便于決策指揮,直觀通覽。圖 51 實景視頻融合瀏覽應用數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)73通過視頻孿生可視化平臺,有效解決軌道交通傳統監控視頻分析及告警數據均是基于單個畫面的獨立分析和顯示,不能形成宏觀整體觀察,以及告警位置及視頻畫面位置不明確、查看不直觀、處置不及時等問題。系統支持在地鐵站三維地理信息場景中,對人臉、安檢、客流等監測預警業務數據,在三維空間立體精準融合顯示。警情分析主要是通過對警情事件的時間規律、空間規律和案件特征進行分析,獲取警情高發時間、高發地點和高發案別信息,指揮人員不需要再單獨到每個子系統上查看相關信息,所有重要信息都能結合當前全
130、局場景直觀展示,報警區域與空間場景統一,及時精準定位、掌控和業務應急指揮,極大提高了工作效率。圖 52 人臉識別三維場景精準定位應用通過實景孿生可視化平臺,有效解決軌道交通傳統物聯感知數據均是基于圖、表等方式顯示,不能形成場景整體觀察,感知及告數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)74警位置不明確,環境感知差,處置效率低等問題,實現在地鐵站三維地理信息場景中,對溫度、濕度、氣體等傳感器數據,在三維地理信息場景立體精準融合顯示,感知數據及告警區域與空間場景統一,及時精準定位、實景感知和業務可視化掌控。圖 53 物聯感知數據三維融合應用場景 3:可視化應用根據軌道交通安保業務需求,在
131、三維站點場景中實現可視化應急指揮預案及可視化調度。用第一視角方式,瀏覽站點三維場景。通過鼠標等方式進行場景漫游位置的選擇,實景化指揮調度??稍O置巡航路線,三維實景中直觀瀏覽和自動化路徑調度,高效用于地鐵站三維場景中動態掌控。根據突發事件及應急預案,通過三維場景標注,緊急路線顯示,真實三維場景中應急指揮,直觀精準高效。通過路線標識預案及可視化調度,顯示不同的疏散預案路線和安全通道路線,滿足不同路線設置和標識應用。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)75地鐵站點三維地理信息場景中,具備警用裝備(如防爆罐、抓捕器、防暴盾牌、滅火器等)部署等警力分配情況三維地鐵站沙盤場景直觀顯示,結合
132、不同的業務,可設置和保存不同的部署預案,滿足對不同業務需求的警力應用。根據不同的業務,實現資源部署及資源定位查看,構建地鐵站點三維場景指揮沙盤。圖 54 警用業務三維場景可視化指揮調度在地鐵站點三維地理信息場景中,面向海量的視頻監控資源,將每路視頻監控探頭的位置進行匹配標注,并對每路視頻照射范圍進行標注,視頻監控探頭具有分層、分區、分組等分類顯示管理和檢索查詢定位功能,實現三維站點場景視角關聯,通過多窗口視頻點選方式實現視頻瀏覽、聯動控制等應用。實現真實地鐵站三維場景中,從宏觀到具體到局部的一體化直觀精準掌控,提高日常瀏覽和應急調度能力。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)76
133、圖 55 宏觀到局部到個體的視頻監控畫面精準定位掌控3案例總結北京地鐵 17 號線、19 號線視頻孿生三維可視化管控平臺,利用視頻孿生技術,以數據驅動決策,通過三維地理信息實景孿生服務,提供軌道交通全景視角,進行場景瀏覽、視頻聯動、指揮調度、監測預警、視頻融合等多維度功能,深度透視軌道交通運行規律,實現更加立體感知軌道交通態勢,做到突發事件應急反應、全域協調聯動、就近調度資源,最終實現軌道交通立體防控警務創新,保障城市軌道交通的安全運行。該項目滿足一項國家標準要求,實現一圖業務集成,360 度全局掌控,日常 100%線上巡檢,減少人力物力,地上地下一體化多維空間業務管理,可復制到 1 萬座地鐵
134、/高鐵站。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)77(十二)蘇州市軌道交通數字孿生警務指揮作戰平臺(十二)蘇州市軌道交通數字孿生警務指揮作戰平臺申報單位:蘇州工業園區測繪地理信息有限公司1案例概述軌道交通數字孿生警務指揮作戰平臺應用于蘇州市軌道交通 1、2、3、4 號線 135 個地下站點的室內三維場景構建,服務于蘇州市公安局城市軌道交通治安分局的軌交警務三維指揮作戰平臺,形成了從采集、建模到應用開發的全套技術解決方案,將數字孿生技術與軌道交通行業結合,大幅度減少了軌道交通地下空間三維模型構建工作的人工和時間成本;實現了多種狀態下的事件處置流程,形成從監測、預警、上報到最后的處置
135、閉環,方便決策者快速并準確做出合理決策,為多個派出所、數百名一線處置人員的日常工作提供技術支撐,極大提高軌交公安管理精準打擊、精準防控力度,推動了軌道交通地下空間管理機制的優化升級。提升管理部門預測預警預防能力,使影響軌道交通的各種因素得到有效遏制,使影響群眾安全感的多發性案件和事故得到有效防范,改善治安環境,促進社會穩定發展,提高人民群眾安全感、幸福感,讓社會更加和諧有序,產生巨大的社會效益。2應用場景場景 1:全方位的指揮調度面向蘇州軌道交通公安的建設要求,創新二三維融合的數字孿生可視化警務實戰平臺,系統采用先進的 3D GIS 技術和空間數據數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022
136、 年)78庫技術,建立一個準確、高效、全面、規范的軌交警務三維指揮作戰系統,使數據管理與空間信息管理融為一體,多層次、多方位直觀顯示相關數據、圖形等信息,提供各種警務工作元素在空間分布狀況和實施運行狀況,分析其內在聯系,做到資源的合理配置和調度,提升各系統的可操作性和互動性,為操作者提供更加便捷,地上地下一體的三維地圖界面,提高指揮決策水平,建立起快速、高效、一體化的三維警務管理系統。解決指揮過程中,警力、視頻、車輛、設備等資源的實時獲取問題,解決實時信息資源的空間位置融合問題,反應軌道交通站點內資源空間分布的實時情況;解決地上地下警力聯勤聯動的全空間指揮調度問題。場景 2:蘇州市軌道交通站點
137、三維地圖模塊基于地鐵 1、2、3、4 號線 135 個三維場站的三維模型構建三維地圖,通過切換定位到不同地鐵站點,再現站點的內部空間結構、分層關系、各出入口、視頻監控攝像頭、設備設施等重要部件的位置情況,提供常用地圖操作以及站點室內三維模型的分層切換、樓層展開、樓層瀏覽等功能。場景 3:安檢機數據可視化模塊安檢數據可視化功能旨在三維地圖中展現車站安檢機實時過包視頻數據、設備狀態等內容并進行可視化顯示,結合從安檢系統平臺接收到的車站安檢報警數據,通過二三維融合地圖可視化分析平臺在地圖畫面上顯示安檢機聲光報警狀態,并支持視頻聯動、警員4G/5G 執法記錄儀實時回傳數據顯示、警員圖標高亮顯示功能。數
138、字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)79圖 56 安檢機數據可視化場景 4:安檢機預警與周邊監控自動觸發模塊從安檢系統平臺接收車站安檢報警情況,自動調閱報警安檢機周邊一定范圍內關聯的監控并進行高亮預警,同時可查看安檢機報警相關信息,包括違禁品類型、安檢機位置、站點名稱、安檢員等。圖 57 安檢機預警圖場景 5:監控視頻調閱模塊監控視頻調閱功能是指在地圖上展示站內監控攝像頭的位置,并提供站內視頻監控設備列表,可以通過點選或框選,調用一個或數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)80同時調用多個視頻設備的查看監控畫面,在設備支持的情況下查看歷史視頻。圖 58 監控視頻調閱
139、圖場景 6:人員視頻預警聯動模塊人員視頻預警聯動是指系統接收人員視頻預警或報警消息后,根據接收到的報警信息內容,通過地圖展示出當前站點相應的監控攝像頭并自動進入報警狀態,地圖自動切換至報警攝像頭位置,同時顯示報警內容、攝像頭監控視頻內容。圖 59 人員視頻預警聯動圖數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)81場景 7:客流預警可視化分析模塊客流預警可視化分析功能是指地圖系統將接收到的票務數據、客流數據在地圖中進行可視化呈現,地圖能夠查看每個站點、閘機的客流數據。當客流超出預設閾值時,系統對接收到的客流報警數據在地圖上具體的站點或閘機入口進行預警可視化提示,反映客流異常情況。場景 8
140、:警情數據可視化分析模塊警情數據可視化分析是指地圖在接收到經標準化后帶空間坐標的警情數據的情況下,在地圖界面上顯示警情信息,用戶可以分層查看警情的統計情況和警情詳情。圖 60 警情數據可視化3案例總結平臺目前已成功應用到蘇州市公安局城市軌道交通治安分局的軌交警務三維指揮作戰平臺中,為實現融合警情、視頻監控、票務、人員定位等動態業務數據的數字孿生可視化實戰指揮平臺提供關鍵數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)82技術支撐;實現對蘇州市 1、2、3、4 號線 135 個站點室內結構、室內設備、室外地理環境的三維自動化建模;實現了二三維融合的情指勤一體化作戰指揮,提供各種警務工作元素在
141、空間分布狀況和實施運行狀況,地上地下一體的三維地圖界面,提高指揮決策水平,建立起快速、高效、一體化的三維警務管理平臺。平臺自 2019 年12 月份上線,已穩定持續運行一年多,為 9 個派出所、300 余名一線處置人員的日常工作提供技術支撐。(十三)亞洲杯主體育場(廈門白鷺)智慧建造系統(十三)亞洲杯主體育場(廈門白鷺)智慧建造系統申報單位:北京云廬科技有限公司1案例概述中建八局廈門體育場項目 I 標段,為 2023 年亞洲杯主體育場,下部為混凝土框架-剪力墻結構,地上五層,上部屋架為空間管桁架。體育場屋蓋采用復雜大跨度空間結構形式,屋蓋建筑體型復雜,西側罩棚高度達 85m,側罩棚高度為 77
142、m,東西長度為 326m,南北跨度 350m,屋蓋東、西與南、北均不對稱,屋面存在較多負高斯曲率部位,各立面拱形造型獨特,用鋼量約 3.5 萬噸,屋蓋鋼結構桿件總數多大 6 萬多根。屋蓋鋼結構施工由于結構受力復雜,施工采用高空散拼方式,施工過程中屋蓋鋼結構由多個鋼格構柱臨時支撐,在結構拼裝完成之后對臨時支撐進行拆除。對臨時支撐進行拆除到鋼屋蓋成為自支撐體系的過程,存在施工協同不當結構損壞坍塌的風險隱患,中建八局采用數字化平臺指導鋼結構施工,通過“BIM+CAE+IoT+AI”技術,通過現場布設監測點位采集結構響應數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)83數據,利用數據驅動在線仿真
143、計算平臺進行結構仿真計算,通過計算模型可視化結構受力狀態和變形情況。同時,平臺通過傳感器采集的數據對結構施工卸載過程進行預警,利用三維 BIM 模型對預警位置進行可視化展示,利用算法對長期數據進行分析對結構變形趨勢進行預測,實現施工卸載全過程的數字孿生,輔助提升施工總包單位對于施工過程的管控能力以及風險預知和排查能力。2應用場景場景 1:大跨結構施工期風險預警廈門體育場施工過程主要采集的數據指標為現場溫濕度、風速風向、局部桿件應力變化、整體結構的位移變形、以及場芯環索的索力數值。結合數值仿真計算模型選取關鍵點位,通過傳感器對施工全過程的數據采集實現結構真實響應的精準捕捉,提供實體建筑與數字孿生
144、體精準映射的數據支撐。主要感知設備依據不同指標、現場施工保護、現場電源供電、測量量程和精度綜合進行設備選型。感知設備的點位數量和安裝位置,需依靠結構自身受力特點、敏感度、施工干擾因素等進行選取。此外,數據的時效性、持續性、可靠性也是真實結構到數字孿生體精準映射的重要因素,通過可靠的無線傳播方式,可避免現場交叉作業對傳輸數據線纜的損壞;自供電太陽能+儲能監測系統,可實現電源穩定性,為結構和建筑全生命周期的數字孿生提供持續的數據采集支持;可靠的變頻率的數據采集功能,滿足在不同階段的數據采集量和能耗的平衡。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)84模型的創建包含感知對象模型、數值計算模
145、型、響應機理模型。對所監測鋼結構采用 BIM 技術建模,實現復雜結構的三維展示,也可實現監測點位的空間布置情況,快速定位結構異常監測點位,查詢相鄰監測點位的狀態。數值計算模型是現實世界到虛擬世界的關鍵橋梁,在結構施工階段,可根據結構物不同的階段,建立多個數值仿真模型,針對當前階段傳感器采集的數據,與仿真模型進行對比,實現現場實測數據與仿真數據的對比,通過數據偏差,輔助管理人員對結構的施工過程進行把控,了解結構當前狀態。通過圖形引擎,多層次實時渲染呈現數字孿生體。平臺首頁包括二維圖片界面和三維動態顯示界面切換,項目看板和三維動態展示。提供場館外三維鳥瞰視圖,可任意切換視角并對模型進行放大和縮小,
146、模型內部鋼結構細節查看,傳感器類型和安裝位置查看,點擊監測點位實現歷史數據和實測數據展示,點位預警高亮顯示等。平臺使用人員可通過大屏端、網頁端、移動端進行一體化展示,滿足不同場景的應用需求。根據設計模型,包括各施工階段的施工步驟,導入或建立整體的有限元仿真模型,對局部區域或整體受力進行模擬,輔助施工管理人員對結構施工過程中的實測結構應力和變形情況,與理論計算結果進行對比,針對差別較大的位置,進行現場問題排查,提升施工過程管理。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)85預警功能實現數字空間與物理空間之間的互操作與雙向互動。通過實時的數據預警,指導施工管理者在施工期間對結構預警位置進
147、行問題排查和質量把控。場景 2:大跨鋼結構運維期損傷定位在結構運維階段,由于結構整體已不再變化,依靠實測數據對仿真模型進行校正,通過結構整體數據指標和局部數據指標,逐步調整模型逼近結構真實狀態。依托大跨結構施工期已安裝的傳感器,以及結構施工完成后新傳感設備的安裝。由于場館供電系統施工完成,上部屋面幕墻施工對原有自供電設備的遮擋,及時對設備供電進行切換。利用原有線路走線和保護措施,保障供電線路和數據傳輸線路的正常工作。模型的創建包含感知對象模型、數值計算模型、響應機理模型。采用 BIM 輕量化設計技術,實現復雜結構的三維展示的快速加載,快速定位結構異常監測點位,查詢相鄰監測點位的狀態。數值計算模
148、型通過宏觀位移實測數據輸入,查看結構各位置的應力狀態,實現從監測點到結構整體的感知。將計算結果與實測數據進行對比,依據兩者差值大小判斷結構傳力變化區域,鎖定損傷位置,指導結構的檢修和維護工作。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)86圖 61 基于數值仿真損傷定位預警功能實現數字空間與物理空間之間的互操作與雙向互動。對于運維期的結構物,指導運維人員對實際結構的預警位置進行維護和檢修。場景 3:大跨鋼結構設計優化和理論研究通過大跨結構運維器傳感器的數據采集,包括風荷載數據的拾取,結合在線仿真技術,可實現定時計算和觸發計算功能。將荷載數據、實測結構響應數據、以及計算結果數據急性長期的
149、匯總積累。用于優化大跨結構設計,為大跨結構理論研究提供數據支撐。通過對結構整體成型后的監測數據進行機器學習和算法開發,實現結構變形的趨勢預測,提前感知結構異常情況并準備相應的應急處理方案?;跀祿用娴姆治稣故?,主要包含對比分析、關聯分析。對比分析實現不同監測點位的同一數據指標在相同時間段內的對比,識別結構不同位置的指標變化情況。關聯分析主要針對結構同一位數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)87置的不同參數指標之間的相互影響關系,例如溫度變化對結構應力水平的影響。圖 62 數據對比分析3案例總結本項目將 BIM、物聯網、仿真、AI 等技術相結合,數字孿生場景還原度達到 90%以
150、上,可實現多設備同時登入系統平臺,利用同一平臺的不同權限等級,服務于施工過程中各個參與方,方便施工過程的協同配合和綜合管理。通過傳感器設備自動調節采集頻率,兼顧施工不同階段的數據采集需求和設備能耗的平衡,100%實現自供電設備在項目施工周期內數據采集的可靠性和持續性。利用無線實時傳輸技術,避免了施工現場布設安裝與其他施工工作 95%的交叉作業工作,實現 95%以上的數據實時傳輸,完全避免由于線纜損壞引起的數據丟失。利用實測數據驅動在線仿真技術,可基于現場實際施工卸載階段計算結構整體變形狀態,實現所有未布設傳感器的桿件應力水平在不同施工階段的推測,降低結構產生大型風險概數字孿生城市技術應用典型實
151、踐案例匯編(2022 年)88率 80%以上。利用 BIM 三維展示技術,實現傳感器定位、預警高亮顯示、任意部位歷史監測數據和實測數據的可視化展示,輔助施工協同工作的統一指揮和質量把控以及問題快速定位和排查,管理效率和問題排查效率提升 50%以上。利用 AI 技術,基于算法對于歷史數據進行學習并總結規律,在結構施工完成進入觀察期后,對結構變形數據趨勢進行預測,輔助施工管理人員對結構變化提前預知,對風險提前關注并提前準備應對措施。(十四)雄安新區容東片區數字道路智能化項目(十四)雄安新區容東片區數字道路智能化項目申報單位:中電信數字城市科技有限公司1案例概述雄安新區按“世界眼光、國際標準、中國特
152、色、高點定位”要求建設,強調數字城市與物理城市同步建設。雄安新區容東數字交通建設,打造了全球首個規?;瘏^域級數字化道路項目,作為全球領先的道路數字化、智能化示范,廣泛應用數字孿生技術,推動相關產業升級。雄安新區容東片區數字道路智能化項目,全長 153 公里,干路規劃六橫七縱,基于數字道路智能化建設需求,目前為雄安新區最大規模數字道路。數字孿生技術為數字道路建設提供全新的三維數據底座、模擬仿真等能力支撐,構建智慧城市基礎設施運營新模式,通過本項目催生面向智能交通基礎設施運維、運營、參與城市協同治理的新模式。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)89該項目的關鍵技術包括數字道路全要素
153、感知、全維度建模、全天候運營和全場景賦能。全要素感知采集道路上人、車、環境等各類數據;全維度建模以時間、空間為維度,對道路本身及路側各類對象進行融合建模、實現道路數字孿生;全天候運營實現 724365各類天氣狀況下數字道路業務的穩定運行;全場景賦能道路治理、無人駕駛、交通出行等場景,面向政府客戶/行業客戶/公眾客戶中提供道路運營維護、應急事件管理、車路協同認證、自動駕駛測試、道路信息服務等服務,提升道路智能化水平。其總體架構如下圖:圖 63 雄安容東片區數字孿生道路智能化平臺總體架構2應用場景場景 1:面向數字道路項目全域全要素場景構建基于傾斜攝影、人工建模等技術手段,采集 150 公里道路、
154、12.7平方公里區域內場景影像資料,高逼真地實景還原城市道路場景,照片級真實還原現實城市中的交通信號燈、建筑、天氣、綠植、十字路口等常見要素?;谲囕d激光雷達技術采集道路的三維路網模數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)90型,提供覆蓋道路全要素的高精度地圖,包括道路標志線、道路上設備設施等,達到厘米級精度。圖 64 雄安容東片區數字孿生道路全域全要素場景構建場景 2:數字孿生道路智能設備管理城市新基建中大量新型基礎設施多元化涌現,設備的協議互通和集中管理成為難題,為解決此類問題,更好的對建設過程中海量設備進行管理,匯聚感知要素資源并完成數字孿生成熟度模型中“互動”部分,系統提供
155、基于數字孿生三維實景與實際地理坐標的資源管理、設備管理和設備運維三大模塊。系統可對城市內各類設備資源進行統一管理,構建全維度、全資源、全生命周期的、可靈活擴建、可自動維護、可便捷操作的資源管理體系,實現城市集中管理,支持資產盤點、資產可視化等業務場景。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)91圖 65 數字孿生道路智能設備管理場景 3:基于數字孿生場景的數據融合匯聚管理為解決數據資源海量、碎片、分布式等管理難題,該項目研發以大數據、云計算、AI 技術為核心,實現數據匯聚和應用的系統平臺。平臺以數字孿生場景與智能設備模型作為數據底座,解決多源數據的匯聚、管理與開放問題,實現業務數據
156、與孿生模型的融合,構建真正的數字孿生體,并為數字孿生的“先知”提供海量數據分析資源,事先預測,輔助決策。圖 66 基于數字孿生場景的數據融合匯聚管理數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)92場景 4:物理世界與孿生空間實時映射構建智慧路口以城市高精地圖、三維模型為基礎,融合雷達、視頻數據構建全息智慧路口,基于人工智能算法,實現路口各類交通參與者位置精準感知,并把感知結果在三維模型精準呈現,結合 RSU 路側單元及 OBU 車載設備,實現基于車輛協同的 V2X 車輛信息精準推送,紅綠燈配置精準優化等。全息路口將融合感知的目標由物理世界映射到數字世界,支持原始激光點云、視頻的接入和實
157、時呈現,將車輛映射的位置信息、速度信息、航向角信息在孿生模型實時呈現,并基于各類智能算法實時預警并統計各類事件數量,在三維空間實現交通狀態監測、多類型機動車、行人統計、斷面流量統計等功能。圖 67 物理世界與孿生空間實時映射構建智慧路口數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)93場景 5:數字孿生全場景數字道路智能運營中心數字孿生道路智能運營中心,作為數字道路全場景三維展示和業務感知前端綜合中心,綜合數字道路產生各類信息,面向城市各級管理用戶,以大屏方式提供各類管理功能。在嚴重交通事故、自然災害發生時,作為臨時指揮中心可對道路上各類應急事件有序調度,平時作為運營中心,可對道路交通整
158、體流量進行實時監控。系統主要包含綜合態勢、應急指揮、設備運維等主要功能:綜合態勢功能基于毫米波雷達數據實現車道級流量精準感知,并將感知信息回傳至數字孿生場景,可對區域內路網擁堵情況、交通路口通行流量等進行實時監控,精準呈現路網交通態勢;應急指揮功能通過路側攝像頭雷達等智能感知單元,實時發現應急事件影響范圍,并以視頻方式直觀查看事件影響范圍的實時和歷史影像信息,對重點車輛提供實時跟蹤,比如消防車、救護車,根據救援路線,提前疏解前方道路,預防擁堵,提高救援時效性;設備運維功能基于數字孿生三維模型,實現對設備從安裝、上線、巡檢、運維、維修、報廢等全生命周期的管理,路側設備“所見即所管”,提升設備管理
159、和資產盤點效率。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)94圖 68 數字孿生全場景數字道路智能運營中心3案例總結本項目基于數字孿生技術,路網及周邊道路附屬設施、建筑等均采用三維建模技術 1:1 比例實景數字映射,打造全要素數字孿生場景。打通數字孿生場景和路側智能設備的數據接口,將實時數據回傳反饋到數字孿生場景中,實現圖像、雷達、狀態感知等數據的全量采集、匯聚和實時傳輸,使人、車、路、物實現實時互聯互通,實現現實世界和孿生世界的實時感知和反饋,從而提升交通管理、公共出行等服務水平,推進車路協同、無人駕駛技術技術發展與落地應用。全域數字道路路側智能感知設備全天候運行,實時獲取道路運行
160、中包括車輛速度、位置、車流量、交通信號、氣象、路面狀況等感知數據,數據量約 400TB/月。通過特許經營模式,該項目搭建數據采集、控制、匯聚管理平臺,將感知數據與孿生場景相結合,數據與位置、模型、實體等相關聯,使這些海量數據被加工處理、數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)95開發和利用,實現數據資產運營,探索數字孿生應用新手段,數字道路運營新模式。項目建設采用一機多用的建設模式,避免數字道路路側設備多部門重復建設,建設成本降低 30%。采用數字孿生作為業務底座,打通業務系統壁壘,避免系統公共能力部分重復開發,大大降低系統開發成本,推動數據的有效匯總和共享。(十五)北京地鐵運營公
161、司交控線網綜合決策指揮平臺一期(十五)北京地鐵運營公司交控線網綜合決策指揮平臺一期申報單位:北京優锘科技有限公司1案例概述2012 年以來,北京城市軌道交通實現大發展、大跨越,路網總里程由 442 公里發展到現在的 783 公里,增幅達 77%;車站從 261座增加到 463 座,運營線路由 16 條增加至 27 條,線路覆蓋 12 個行政區和亦莊經濟技術開發區。當軌道交通建設和運營線路達到一定規模后,線網各線之間的聯系與相互影響也越來越多,網絡化運營需求逐步呈現。建設城市軌道交通線網綜合決策指揮平臺負責對整個城市線網運營統一協調指揮,實現城市軌道交通線網運營指揮一體化、資源集約話和信息共享的
162、綜合決策平臺,從而提升綜合指揮能力、運營服務水平及應急處理能力,最大限度實現線網資源綜合利用。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)962應用場景場景 1:基于全要素數字化表達的線網及站點可視化實現 Google Earth 式的地球全景展示,以直觀互動的 3D 可視化交互技術,從全球-全國-省-市-地區層次化遞進至各層級站點機構位置。展現地鐵沿線真實環境,為整體線路段的三維管理提供數據基礎,展現地鐵沿線真實環境,為整體線路段的三維管理提供數據基礎。在城市級地圖場景中,展示各個地鐵站點的位置分布以及各站點的連接線路,可通過點擊進入不同站點或分段隧道線路的三維場景。構建地鐵站點及周
163、邊環境精細模型,對樞紐站站點內設備進行建模,支持對模型進行增加、刪除、移動等操作。對于地鐵內需要重點展示或說明的內容以信息牌的形式直觀展示,構建站點信息的3D 統一展示平臺,且實現可查、可管、可控的一體化管理。支持三維信息查詢、剖切查詢、信息標繪及全景漫游等功能,為地鐵站的三維管理提供數據基礎。圖 69 線網及站點可視化數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)97場景 2:基于數據可視化的站點資產管理提供可視化信息分類展示,集成分散的管理信息,對重大危險源、設備、應急物資等信息等進行分類展示。系統內綜合可視化搜索定位,支持多條件高級搜索,快速定位設備位置。對站點內設備進行可視化狀態
164、統計,支持集成資產狀態監控結果可視化展示,并將分析結果以顏色、閃爍、疊加動態圖片等方式進行告警提示,為設備健康性分析、能耗管理分析、設備可視化管理、設備維檢修管理等工作提供服務。圖 70 運營資產管理情況展示場景 3:基于模擬仿真推演的應急預案對不同線路的擁擠度、線路運行狀態、實時及預測的進出站客流、車輛晚點信息、站控措施、設備告警等內容,進行分類的運行閾值及事件等級劃分,當達到預警值后,根據事件影響級別判斷,由不同分類設定條件判斷后續處置,包括進行應急會商、方案確認、數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)98應急處置以及監管監控等操作,并根據處置過程自動生成事件處理簡報。3案例
165、總結本項目建設后,監控城市地鐵線路時,將全局線路、單條線路下至某個車站,并進行數據監控,為用戶展示整體到局部的地鐵運營安全情況。采用數字孿生可視化技術,以虛擬空間方式進行展示,用戶可以更直觀的感受到網絡安全世界的連接方式、數據流轉以及業務能力,事件處理響應效率提升 30%以上。本項目顛覆原有“紙面上”的運維模式,幫助運維人員快捷、直觀地掌握設施及其設備的各項狀態,迅速識別和排除故障,保障設施的運行安全,解決地鐵日常運維工作的諸多痛點。平時在運維過程中,運維人員可以利用場景進行快速巡檢,對各類設備的實時狀態數據進行快速檢索和監控,點擊一個設備即可查看基本信息、維保信息等;一旦出現設備異常,虛擬場
166、景將會進行告警,運維人員只需點擊故障標簽就可以快速跳到具體位置,還可以調取各個位置攝像頭的實時畫面比對排查故障,運維排障時間節省 10%以上。(十六)松山湖功能區數字孿生空氣污染源監測專題(十六)松山湖功能區數字孿生空氣污染源監測專題申報單位:東莞松山湖高新技術產業開發區管理委員會1案例概述為解決松山湖大氣污染防治監測手段不足、污染管控及溯源未成體系等問題,松山湖以問題為導向,結合園區在生態環境治理方數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)99面的實際,啟動了大氣污染防治精準執法體系建設,完成了松山湖功能區空氣污染源監測系統建設工作。平臺基于北斗網格碼數據孿生底座,匯聚衛星遙感宏觀
167、監測數據、無人機應急核查數據、移動走航數據、IOT 監測站點在線數據和企業的相關數據,實現多源異構數據快速匯聚關聯融合分析,搭建星地網格孿生計算模型,形成全方位、無死角、近實時、“天空地一體化”大氣污染防治數字孿生體系,高效支撐園區生態環境分局數據分析應用,形成大氣污染防治預警、應急響應、指揮調度、任務流轉的閉環管理。建設內容分為臭氧、HCHO(甲醛)等 7 項大氣污染物監測、針對信訪事件的異味溯源、針對精細化核查的走航監測、針對垃圾火點的露天焚燒監測、針對園區內工地的揚塵監測、針對道路交通機動車尾氣污染的移動污染源監測、應對突發事件時的應急現場核查、工作成效評估 8 大子專題,支撐大氣污染傳
168、輸路徑分析、大氣污染事件快速響應、大氣污染源快速溯源精準鎖定源頭。2應用場景場景 1:基于北斗網格碼的多源異構數據快速匯聚關聯融合分析在空氣污染物監測應用專題中,平臺匯聚了遙感衛星數據、氣象數據、無人機核查數據、大氣各類監測站點數據(包括國控、省控、市控、微站等實時數據)、各類業務數據和企業的相關數據等數據,基于北斗網格碼數據底座,實現多源異構數據快速匯聚關聯數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)100融合,搭建星地網格孿生計算模型,形成全方位、無死角、近實時、“天空地一體化”大氣污染防治數字孿生體系。平臺以 1 立方公里網格為監測單元,以小時為監測頻次,監測范圍從高空900米到
169、地面25米,分8層建立了污染物三維立體模型,實現臭氧等大氣六要素及甲醛濃度的時空分布、軌跡變化、區域傳輸分析、污染物溯源和預測預警等。系統能實現任意 7 天的污染物熱值可視化網格分析功能和預測推演未來 3 小時內污染高值區域的變化軌跡,還能做到隨意空間網格數據快速穿透查詢檢索分析,同步形成“塊數據”并實現快速分享和應用。例如:2022 年 8 月 2 日,利用衛星遙感監測數據發現,在 13時松山湖西部開始出現臭氧高值區,結合當天 12 時-14 時遙感反演數據和氣象數據來分析,臭氧污染主要是受到大嶺山和寮步的傳輸影響,這時利用空間網格穿透查詢,快速查詢檢索到污染區域內所有的涉氣相關數據、異常企
170、業數據和風場數據,進行分析研判縮小污染源范圍后,再利用無人機核查監測以及走航車監測,最終鎖定污染源企業。核查人員經平臺上報問題-形成任務清單,推送至分局執法部門聯動處理、核查、反饋、銷號,涉及其他鎮污染源企業的,將上報市局請求協調所屬轄區分局進行執法處理,最終形成任務閉環管理。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)101圖 71 污染物孿生模型-污染物變化圖 72 污染物孿生模型-污染物區域傳輸軌跡場景 2:基于北斗網格碼的小區異味溯源三維動態可視化溯源在異味溯源應用專題中,平臺采用了衛星遙感熱輻射技術分析鎖定污染高值區域,結合無人機、移動走航技術和監測站點數據,分析異味發生時企
171、業生產情況,形成“衛星遙感-移動走航-現場檢測”異味溯源證據鏈,結合實景三維溯源技術,為快速鎖定異味企業、精準執法提供依據。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)102圖 73 異味溯源專題-熱輻射數據可視化場景 3:基于北斗網格碼的走航監測精細化管理在走航監測專題應用中,基于空間網格,匯聚了衛星遙感監測、污染源分布、實時風向等數據進行分析鎖定重點區域后,對重點區域開展精細化移動走航,快速建立重點區域大氣 VOCs 污染時空“畫像”,創建區域大氣 VOCs“動態直讀”模式,進行實時追溯,定位污染企業,為大氣 VOCs 精細化管理提供科學手段。圖 74 走航監測專題-三維數據孿生模
172、型數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)103場景 4:基于北斗網格碼的露天焚燒“天空地”立體化監測在露天焚燒監測專題應用中,基于氣象衛星、陸地資源衛星組成的星座,通過空間網格 AI 人工智能火點自動檢測算法、焚燒快速預警模型,實現 15 分鐘一次疑似火點報警,系統自動生成報警信息形成疑似火點報警任務清單,實時推送疑似火點發生的時間、位置、過火面積、預警等信息,利用空間網格熱點分析,鎖定重點焚燒事件重點區域,再結合無人機自動巡檢定期對重點區域開展自動巡檢,實現精細化管理。圖 75 露天焚燒監測專題-網格 AI 人工智能火點識別場景 5:基于北斗網格碼的揚塵“天空地”立體化監測在揚
173、塵監測專題應用中,利用大氣顆粒物遙感監測數據,對在建工地、裸地等揚塵源開展時間頻次為小時的監測,通過遙感圖像空間網格 AI 人工智能分析,鎖定高值區揚塵源,支撐揚塵污染事件的派發、流轉、督辦、反饋和銷號的閉環管理。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)104圖 76 揚塵監測專題場景 6:基于北斗網格碼的移動污染源可視化監測在移動污染源監測專題應用中,基于衛星污染監測數據,開展主要道路氮氧化物等機動車排放污染物分析,逐小時生成道路污染物空間分布,通過遙感圖像空間網格 AI 人工智能分析,提供交通污染物貢獻值排名、預測七天污染濃度趨勢,為移動污染源管控提供數據支撐。圖 77 移動污
174、染源監測專題-道路污染數據可視化數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)105場景 7:基于北斗網格碼的成效分析在成效評估專題應用中,通過空間網格的快速融合分析,實現考核指標數據、污染監測數據、防治管控數據的統一匯聚管理。根據月度、季度和年度的時間頻次,快速評估考核目標與任務完成情況。通過同比環比分析,實時反饋大氣污染防治工作的成效。圖 78 成效評估專題-成效數據可視化3案例總結歷經一年實踐,松山湖功能區空氣污染源監測系統取得了階段性成果。2022 年上半年,松山湖空氣質量較往年同期對比綜合指數全市排名提升 6 名,達標率排名提升 18 名,PM2.5 排名提升 22 名,空氣質
175、量得到了切實改善。系統采用北斗網格碼大數據底座,基于星地網格孿生計算模型,構建了三維動態可視化、動態快速監測分析,實現了大氣全方位立體監測,體現了“一網統管、一腦匯聚、一屏盡覽、一體協同”的數字孿生大氣監測行業應用,有效對大氣污染傳輸路徑分析、大氣數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)106污染事件快速響應、大氣污染源快速溯源精準鎖定源頭,為大氣污染防治和生態環境執法提供精確方向,具有前瞻創新性。三、綜合治理類三、綜合治理類綜合治理類是數字孿生技術在園區、社區、景區、學校、醫院等區域實現能耗、產業、資產管理、安防的綜合應用,數字孿生建設成本較高,數據基礎要求較高,很適用于園區、社
176、區、景區、校區等資源、資本、人口密集型區域,能夠充分發揮其復雜場景下的精細精準治理能力。當前,數字孿生綜合治理能夠有效實現從區域運行態勢與體征監測,到應急指揮的全流程管理,該領域應用項目最多,場景多以可視化為主,但與業務結合不深,在多智能體仿真領域準確性不高,超擬真、大場景的數字孿生場景尚未實現。(一)杭州濱江樓宇智慧安防建設項目(一)杭州濱江樓宇智慧安防建設項目申報單位:泰瑞數創科技(北京)股份有限公司1案例概述杭州濱江區始終堅持發展高科技、實現產業化、建設科技新城,牢牢把握“高質量發展與可持續發展”“高質量發展與高水平治理”“高質量發展與高素質隊伍”三對關系,深化“產業業態、城市形態、人才
177、生態”三態融合,全力打造數字經濟和制造業高質量發展的“雙引擎”,奮力推進世界一流高科技園區建設。在樓宇經濟高速發展的同時,樓宇的管控問題也日漸顯現。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)107項目基于數字孿生技術,針對濱江區公安分局對濱江智慧安防樓宇工作的管理需求,搭建區級智慧安防樓宇管控平臺,提高樓宇各類場景的技防、人防水平,建設面向樓宇企業和居民的信息服務體系,提供便捷的綜合信息服務,營造宜居的樓宇生活環境。2應用場景場景 1:濱江全要素數字化表達及可視化呈現基于傾斜攝影數據實現了濱江區樓宇、道路交通、水系的精細化實體建模。通過與公安巡控數據、雪亮監控數據、一標三實數據深度融
178、合,實現業務數據與空間對象數據的深層次結合,包括人房互查、重點人員管控、視頻精細化上圖、巡邏監測、科學導巡、巡邏可視化等子系統,實現基于空間三維高精細地圖的公安精細化管控。同時,全面匯聚展示濱江區樓宇數據,包括智能感知前端采集的人、車、房、企等要素基礎數據和治安數據,同時接入濱江感知設備、治安要素(警力、警情等)、安保要素(卡點、制高點等),實現對全區重點樓宇和社會面治安態勢的有效管控。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)108圖 79 樓宇要素數據匯聚展示場景 2:樓宇重點人員進出管理結合門禁、實時監控等物聯感知數據,實現對樓宇內人員進出的實時預警。通過今日預警重點人員預警圖
179、表分析歸類出重點時段,對每條重點信息詳情進行核查,幫助掌握預警的基本情況。結合智能 AI 分析功能系統集成多種預警算法模型,進行有效識別監測預警,并對相關信息統計分析,對異常情況及時掌握、及時處置、及時反饋,實現警情閉環處置,助力公安實戰應用。圖 80 重點人員進出信息實時報送數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)109場景 3:樓宇安全預警可通過按鈕控制樓層信息展示,包括住戶信息、訪客信息、陌生人員、企業數的統計,需要關注的訪客通行記錄和陌生人通行記錄,同時也可根據人員趨勢圖表對該樓態勢情況做出判斷。在展示信息的同時對本樓到訪的重點人員進行預警,同時也集成多種預警算法模型,對“
180、疑似入住人員”“疑似離開人員”“頻繁進出人員”“頻繁夜歸人員”“重點人員”“團伙帶人行為”“房屋異常流量”“異常同行”進行有效識別監測預警,在左側樓層號上會對預警次數超過一定量的樓層通過不同顏色來進行區分標記,對相關信息統計分析,及時掌握異常情況,有效助力公安實戰應用。當點到某一層時,可以實現樓宇房屋打標簽分類管理,做到區分自住房屋、出租房屋、經營性房屋、網約房、物業用房、其他類型房屋的精細化管理,并用不同顏色區分。當想要查看房間的詳細情況時,點擊房間號,會顯示居住情況、房主、住戶等人員手機號、身份證等信息以及房屋關聯的車輛信息、訪客信息等。實現樓宇內房屋數據進行掛接建立“一房一檔”、“一人一
181、檔”、“一車一檔”、“一企一檔”可通過房屋信息頁面,精確查找關聯居住人員、訪客、車輛、企業信息,查看各要素登記信息、軌跡信息,預警提示等。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)110圖 81 全樓信息展示場景 4:警情快速處置當出現警情時,比如 xxx 大廈 302 室發生警情,可以直接定位到樓宇,然后通過搜索房間號快速定位到房間,顯示房間的關聯信息,還可以通過“一搜通查”搜索房間關聯人員信息。通過大廈出入口按鈕可以快速鎖定大廈的所有出入口,方便布控。通過安全態勢模塊可以查看周邊警力和攝像頭,便于指揮中心快速獲取警情周邊情況。圖 82“一搜通查”查詢人員信息數字孿生城市技術應用典
182、型實踐案例匯編(2022 年)1113案例總結針對濱江區公安分局對濱江智慧安防樓宇工作的管理需求,建立了區級智慧安防樓宇管控平臺,改變了基層數據零散、業務和態勢研判預警手段無法覆蓋等現狀。平臺基于數字孿生底座,將 AI智能設備分析數據、警情警力、安保要素進行融合,并有效結合重點樓宇管控數據數據庫,實現了信息要素的全域聯動,為樓宇管理管控提供了立體高效的管理方式。(二)基于(二)基于 MxDATA 的未來社區應用系統的未來社區應用系統申報單位:寧波美象信息科技有限公司1案例概述未來社區是共同富?,F代化基本單元的三大板塊之一,也是最具浙江特色的新使命。以物聯網、大數據、BIM、VRAR、人工智能等
183、技術手段賦能未來社區建設,是推動城市治理體系和治理能力現代化的必由之路,意義重大,前景廣闊。2019 年,浙江省委省政府印發浙江省未來社區建設試點工作方案,率先啟動了未來社區建設試點項目。在浙江省首批 24 個未來社區試點之中,瓜瀝七彩未來社區是唯一一個位于鄉鎮地區的未來社區創建試點。瓜瀝七彩未來社區,地處杭州市蕭山區瓜瀝鎮新區核心地塊,臨近杭州蕭山國際機場、杭甬高速,總規劃面積約 80公頃,實施單元面積約 40 公頃,是典型的“衛星鎮老舊社區改造重建”類型未來社區項目,具有總人口多、地域范圍廣、服務供給難、數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)112管理難度大、外來人口多等特點
184、。瓜瀝七彩未來社區以“浙江四大都市圈 TOD 衛星鎮未來社區”為總體定位,以人本化、生態化、數字化為價值導向,構建未來鄰里、教育、健康、創業、建筑、交通、低碳、服務和治理九大場景,致力打造打造區域高質量發展未來社區建設樣板,創新解決中國傳統社區運營管理痛點。2應用場景未來社區建設主要以“未來鄰里、教育、健康、創業、建筑、交通、低碳、服務和治理”等九大場景創新為引領的新型城市功能單元組成,建設一套數字化平臺,為社區智能應用提供集約化的計算和數據服務能力,通過應用組件支撐未來社區多樣化應用場景創新,激活城市功能單元的數據價值,力主打造社區生態環境優美,鄰里關系和諧,居民自治有序,智慧治理有方,多元
185、文化共生的未來生活社區?!爸卟试啤睌底稚鐓^運維平臺以未來社區的“三化九場景”為邏輯框架,以“MxDATA 數字孿生可視化平臺”為展示載體,打造強大的數字孿生底座,接入各平臺系統數據,將浙江省未來社區“三化九場景”的鄰里、教育、健康、創業、建筑、交通、低碳、服務、治理的數字化社區運維內容呈現在一個大屏上,實現了未來社區的“一屏統管”。場景 1:鄰里模塊該模塊通過創建“人人貢獻”積分機制、鄰里積分換服務、鄰里一站式綜合服務來打造鄰里交互路徑,形成鄰里互動機制保障,數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)113以營造交往、交融、交心的人文氛圍,構建“遠親不如近鄰”未來鄰里場景。通過社
186、區運維平臺大屏可以集中展示社區志愿者信息、社區成員積分獲取兌換信息、社區活動信息等等。場景 2:教育模塊該模塊服務于社區全人群教育需求,構建“終身學習”未來教育場景,以統籌優質教育資源、整合居民學習需求、提升幼托服務標準,打造學習型社區氛圍。通過三維可視化技術,可以實現教育資源分布信息清晰展示,并將社區內教育場所內的圖書資源所在地點、數量、各類型占比、借閱量等數據實時更新展示。場景 3:健康模塊該模塊面向社區全人群與全生命周期,構建“全民康養”未來健康場景,倡導健康風尚,提升社區醫療,實現未來社區便捷優質醫療模式。通過平臺可以將社區內所有健康及養老設施的布局進行全屏呈現,為所有社區居民身體健康
187、狀況建檔記錄,并將社區人群按照健康狀況劃分為紅色、黃色、綠色三大類,便于對中老年等特殊人群的關懷管理。此外,通過將社區運維平臺與全部居民個人移動終端連接,運用大數據采集和分析技術,可以對居民生命體征進行實時監測和定位,以便意外發生時得到及時施救,為社區居民的生命安全保駕護航。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)114圖 83 健康模塊場景 4:創業模塊該模塊是順應未來生活與就業融合新趨勢,構建“大眾創新”未來創業場景。平臺可以將社區創新創業中心及人才服務型公寓分布進行集中顯示,并將區域內人才資源、產業結構、產業價值等情況統計后轉化為清晰化視圖。場景 5:建筑模塊該模塊將社區內建
188、筑信息數據接入平臺系統,自動對建筑質量進行分析測評,做出風險評估、隱患排查、質量評驗,即時監測反饋建筑風險隱患,賦能建筑智慧化,以便工作人員提前排查,防患未然。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)115圖 84 建筑模塊場景 6:交通模塊該模塊對應社區綜合體配備的便捷立體化交通出行體系,將車流、車位、人流、公交運行班次等狀態實時反饋在大屏上,并增加了菜鳥驛站、空中慢行線的標識,構建“5、10、30 分鐘出行圈”未來交通場景,實現人、車、物各行其道,提升社區交通效率和出行安全度。場景 7:低碳模塊該模塊積極踐行國家減碳號召,可以將集中供熱供冷建筑、超低能耗建筑、光伏儲能建筑等一體
189、化空間進行三維色塊標識,并將建筑碳排放情況、垃圾分類情況、光伏發電量、社區用電量等能耗數據進行直觀的可視化呈現,為低碳社區建設運營提供輔助決策。場景 8:服務模塊該模塊圍繞社區居民 24 小時生活需求,打造“優質生活零距離”未來服務場景。通過搭建的數字社區運維平臺可以對綜合體空間運數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)116營進行整體把控,支持分層查看服務商入駐、繳費、客流量情況,實現大到園區整體租賃情況、小到社區內任何一家店鋪的信息隨時調用,助力優化服務商戶布局,為社區提供平衡、全面、便捷的生活服務,還支持點擊虛擬空間交互框,隨時查看社區內停車場、建筑入口等重要通道實時監控畫面
190、。場景 9:治理模塊該模塊建設有 BIM/CIM/3D 可視化運營管理,可以從任意視角看到智慧治理中心、居民自治俱樂部和志愿者聯絡中心的布局以及相關服務情況,平臺展示有工單統計、服務結果分析信息,設有應急事件一鍵報警功能,管理者通過一塊大屏即可迅速獲取應急事件現場監控視頻、策劃逃生路線、部署工作人員救援等工作,提升社區治理效率。圖 85 治理模塊數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)1173案例總結此方案賦能未來社區在鄰里、健康、教育、創業、服務、建筑、交通、低碳、治理等九大場景數字集成服務,打造未來社區高質量、智能化場景服務,并提供社區管理、人員管理、車位管理、社區公共設備管理
191、、辦公管理等多種運營支持,彰顯鄰里親睦合和、服務智能便捷、設施配套共享、空間復合集約、能耗綠色低碳、治理精準有序等特征,推動多元化業態的智能化建設。通過三化九場景的打造、線上和線下互動,用數字化的手段來提供群眾、百姓需求的應用場景,實現了線上線下的一體化,增強了群眾百姓的獲得感、幸福感、安全感和認同感。(三)中鐵工程裝備數字孿生盾構智慧園區(三)中鐵工程裝備數字孿生盾構智慧園區申報單位:中鐵工程裝備集團有限公司、北京五一視界數字孿生科技股份有限公司1案例概述中鐵裝備數字孿生盾構智慧園區項目是以中國中鐵智能化高端裝備產業園為場景,以“統一規劃、分步實施、效益驅動、重點突破、梳理標桿、推廣應用”為
192、指導思想,以“國內領先、國際先進”為愿景,打造全球唯一的以盾構制造為核心的工業 4.0 高端裝備產業園數字孿生平臺。平臺三維場景包含:總建筑面積為 382801.53的園區 CIM4 等級的三維場景構建、面積為 57024 的盾構機關數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)118鍵部件國產化研發車間的 CIM6 等級的三維場景構建以及六十余種大型機加設備 CIM6 高精度的三維構建和工序模擬仿真。項目圍繞數字化轉型過程中存在的競爭壓力、信息延時、產線割裂、技術壓力、運營盲區、決策孤島等 6 大業務痛點,通過構建園區各要素虛擬模型,聯動傳感信息及作業信息,實現人員實時定位、設備遠程監
193、測、產品追根溯源、人員車輛定位、能耗實時統計、安全告警管理、全息場景交互、原材實時追蹤、環境智能監測等 9大業務場景,實現了數據層面人、機、料、法、環的互聯互通。著力打造以數字孿生模型、仿真驅動設計、設備遠程運維、人機高效協同等為核心的智能工廠,形成產品設計數字化、制造流程可視化、生產制造智能化、園區管控智慧化的新型數字化工廠。圖 86 平臺整體架構數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)1192應用場景場景 1:基于設計圖紙三維生成工廠整體靜態場景項目建設場景范圍包含已建廠房與待建廠房,總建筑面積為382801.53。數字孿生平臺對工廠外景與已建設完成內容進行高擬真還原,包含盾構
194、關鍵零部件國產化研發制造廠房等建筑、作業場地、生產設備等。同時基于工廠整體設計圖紙,對于工廠未完工建設內容進行了預先生成,包含建設中廠房、路網等,實現依托于孿生平臺構建的工廠未來整體場景的全域效果呈現。圖 87 工廠實際建設情況場景 2:基于實際、仿真雙維度數據驅動生產設備針對已建設完成的盾構關鍵零部件國產化研發制造廠房,內部車床、鏜床等生產加工設備均通過實時生產數據驅動進行還原。過程中主要涉及難點在于不同類型設備模型的運動參數不同、設備零部件運動軌跡平滑優化、設備間協調聯動等。根據不同類型設備模型運動參數動態驅動模型運動,確保正常運行模式下所有設備模型數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2
195、022 年)120均按照實時數據在場景中驅動模型作業,平臺獲取數據到設備動作間時延小于 100 毫秒。平臺支持通過接入仿真數據進入仿真模式,實現物理世界不停工條件下的孿生作業仿真,呈現設備仿真預設作業姿態呈現。場景 3:基于歷史數據進行的產物生產溯源平臺支持通過選取相應產物,在孿生場景中調用歷史數據實現產物生產流程溯源。在平臺選中已完成生產產品后,通過點擊進入生產溯源模式,將歷史生產數據接入平臺,并以此帶動與該產品生產相關設備還原該產品全生產流程,實現過去維度下產物生產環節呈現,輔助進行產物生產流程優化與產物缺陷原因分析。場景 4:產物零構件拆分平臺支持對于工廠產物進行零件級細化拆分,通過骨骼
196、動畫方式控制構成整體設備的零構件按照預設方向移動。在設備爆炸拆解功能執行過程中,設備整體、各部件、零件的材質、名稱與結構拼接形式等信息均可在系統中多角度詳細呈現。通過對于設備零構件按照所屬層級進行劃分,爆炸拆解功能在開展過程中支持進行逐級拆解來具體呈現零件在設備中定位以及相應從屬信息。針對具有特異性產品,支持進行細化區分,呈現個性化產物信息。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)121圖 88 產物細化拆解場景 5:人為定義信息的屬性增強顯示平臺支持以全息模式進行呈現,以此削弱生產無關因素,如植被、周邊環境等信息對觀測生產狀態的影響,并且避免由于墻體、設備遮擋導致的視野盲區。在這
197、種狀態下人為定義信息內容,如區域、路網軌跡等信息得以增強顯示效果,提升工廠安全區域、生產工區邊界區分能力,助力安全生產推進。3案例總結本項目將數字孿生技術、5G 傳輸技術、工業互聯網平臺相結合,以物理工廠與孿生虛擬工廠的精準映射為目標,實現園區級、車間級、設備級三個維度場景模型的搭建,其數字孿生的還原度高達94%以上。通過數據接入,驅動模型實現作業場景下的設備監測、環境監測、人員定位、視頻聯動等應用。同時,以車間真實業務場景為基礎,實現生產流程中的工序模擬仿真、產品追根溯源、裝配自動數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)122拆解等應用。在生產計劃和采購方面,通過數字孿生與 ME
198、S 平臺的高度集成,以 12 米盾構為例,有效改善了原有人工排產不到位,插單情況時有發生造成盾構關鍵部件備料不足、外協外購任務下發滯后等問題。將原有總制造公司由 5 個月縮短至 3 個月,效率提升40%;預計單臺節約 118 萬元。在車間執行方面,利用數字孿生與 AGV 的有機結合,實現車間內無人化的物流運輸,減少車間調度員 25 人次,預計年節約人工費用 375 萬。項目建設所產生的價值點包含:一是全要素展現廠區,監控死角一舉擊破。平臺以運營數據管理服務平臺為數據支撐,通過三維場景展示工廠模型,同時將工廠事件管理、流程管理、設備管理、生產效益、能耗管理等功能模塊疊加在 AES 模型上,通過三
199、維可視化的方式向管理人員提供直觀的管理手段。二是多終端數據融合,打破數據孤島。將靜態資料數據、業務流程數據、動態監測數據與模型進行關聯,通過 CIM 模型可調取某一設備當前監測數據,或查詢該設備相關的技術參數文檔、維修保養記錄等信息。三是實時在線告警,故障精準定位。在智能化系統發出報警或用戶提交故障后,平臺可通過三維場景進行故障定位,并通過模型的運維邏輯展示故障的上下游關聯及可能影響的范圍。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)123四是人工智能協助決策,精準到位降本增效。在運營管理數據的積累過程中,平臺采用大數據、人工智能分析技術,為運營優化提供數據預測、支持和決策參考,提升運
200、營管理質量,降低運營成本。后續將加快推進 22 大子公司、11 個制造基地和其他離散型制造行業的推廣應用,提高產品生態的生產率。同時,發揮盾構行業龍頭優勢,構建數字化生態系統,推動產業結構優化升級。據不完全統計,依據裝備效能提升 40%,參考中國工程機械工業協會出具的 2019 年盾構銷量 604 臺;每臺均價 6000 萬元來統計,可為行業帶來 604*0.2*6000=72.48 億元的貢獻值。(四)鄭東新區智慧城市管理中心(四)鄭東新區智慧城市管理中心-鄭東新區鄭東新區 CIM 基礎平臺基礎平臺申報單位:山東浪潮新基建科技有限公司1案例概述根據河南省人民政府辦公廳發布關于加快推進新型智慧
201、城市建設的指導意見規劃文件,以新型智慧城市建設為抓手,推動鄭東新區城市數字化轉型、高質量發展以及城市治理體系現代化,打造“感知、聯接、計算、應用”四位一體的“城市大腦”、“神經系統”和“智能感官”。項目位于河南省鄭州市鄭東新區核心地帶,建筑面積 3632 平米,配備指揮大廳、決策室、調度中心等 10 種功能分區,可同時承載多業務部門協同辦公,目前數字化城管、應急指揮部、綜治辦、大數據局等部門已經陸續入駐中心辦公。鄭東新數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)124區城市運行綜合管理中心以“1+1+N”為總體架構,即建設一個智慧城市管理中心、一個智慧城市中臺,智慧城管、智慧停車、智慧
202、公廁、智慧隧道等 N 項智慧應用,實現“一圖感知、一圖預警、一圖決策、一圖指揮、一圖應用”。中心搭建城市感知基礎體系,覆蓋 1000 多個 5G 基站、26 萬個城市部件、1 萬 1 千多路視頻監控、3800 多家商鋪等,每天生成城市管理案件 2000 余條,實現數據匯聚共享、案件自動派遣處置、跨部門聯合調度,打通區、街道、社區三級組織業務流程,為城市高效、精準管理和運行提供支撐。2應用場景場景 1:城市全景鄭東新區 CIM 平臺完成 100 余平方公里的模型數據的搭建,并對重點關注場所進行了精細化建模,完成 1000 多個 5G 基站、26萬個城市部件信息、1 萬多路視頻監控資源上屏展示和分
203、析。城市全景專題遵循“能感知、會思考、可進化、有溫度”的設計原則,全面整合城市各領域數據,形成“一屏統覽”,實現對鄭東新區的政務、生態、應急、創新等重點領域運行狀況的展現,通過數據關聯融合形成城市運行關鍵體征指標體系,全面呈現城市運行綜合態勢,感知城市運行風險和發展趨勢,對城市發展籌劃、重大事務決策、重大事件處置提供以數據為驅動的知識情報支撐。場景 2:城市管理城市管理專題基于地理信息系統對城市進行柵格化管理,直觀展示網格區劃內政府機構、道路、建筑物、攝像頭等位置、狀態及數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)125詳細信息;整合城市治理過程中的各類信息數據資源,統籌城市治理精細化
204、數據進行綜合監測與可視分析;通過接入城市部件的基礎數據,以及城市治理過程中發生的矛盾糾紛等群體性事件和各類高發類事件及其工單處理情況的數據、12345 考核評價數據,為未來城市的精準治理提供支持,形成“智能感知、智能分派、智能處置、智能考評、智能改進”全流程一體化業務流程閉環,實現城市治理事件實時掌控、城市管理態勢全面感知,城市治理信息決策支撐。城市管理專題基于事件識別-工單處置-考核評價的業務全流程閉環設計理念,通過市長熱線、數字城管平臺、網格化管理、視頻監控及城市部件等治理手段,形成對業務全流程閉環的輔助,達到城市精細化的治理目的,從而實現對鄭東新區城市運行管理智能化的建設目標。在 CIM
205、 支撐下的城市網格化管理,大大提高了城市管理事件的處置效率,通過采用 IOT 智能設備及 ICP 融合通信技術,平均結案時間由過去的 9 小時縮短到 1.5 小時,按期結案率由 71%提升到 90%,事件采集來源種類增加 70%。場景 3:生態環保生態環保涉及城市運行中的眾多環節和眾多領域,對生態環境整體運行狀態的了解、評估與分析,是保障城市運營的基礎。本專題從空氣監測、水質監測、污染防治、執法監管等多重角度,對自然生態環境、大氣環境、水環境等各方面予以態勢分析與評價,促進城市生態環境質量的不斷提升,為城市運營獲得良好狀態奠定基礎。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)126場景
206、 4:聯動指揮聯動指揮專題整合城市安全、生產安全、自然災害、重大事故等各領域信息資源,基于地理信息系統,對轄區內街道、建筑物、機動目標、基礎設施、氣象環境、視頻數據等要素信息進行詳細展現,并結合公安、交通、消防、醫療等多部門實時數據,實現企業、人員、車輛、重點項目、危險源、應急事件、應急資源的全面監控,輔助應急部門綜合掌控大范圍區域安全態勢。本專題可通過視頻矩陣對多個重要路段和重點場所情況進行監控,查看實時動態跟蹤事件處置情況,展示事件接報、協同會商、聯合調度、現場處置、處置完成的整個處置流程,并實時更新事件發生現場照片,同時現場實際情況和處置情況進行描述,隨時連線值守人員,根據掌控現場情況從
207、而快速、精準地進行調度指揮。圖 89 聯動指揮3案例總結鄭東新區智慧城市管理中心可以有效掌握并管理城市宏觀經濟、民生民意、生態環境、公共安全和基礎市政設施等資源信息,可集數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)127成視頻監控系統、GIS 信息系統、網絡通信系統和其他業務應用系統,統一匯聚管理視頻、圖片、語音、地理等多類數據,并將消防、衛生、交通等行業的城市管理和應急指揮集成在一個管理體系中,實現數據匯聚共享、集中接警、輔助決策分析、跨部門聯合調度、快速響應和統一指揮,為城市高效、精準、科學的管理和運行提供支撐服務。鄭東新區智慧城市管理中心以智慧城管為切入點,融合城市基礎感知體系,
208、擴展城市管理事件來源,依托數據匯聚、業務協同,實現一個平臺流轉、一套流程處置調度,高效處理城市管理事件,通過系統運行實現了案件發現率提升 28%、系統案件自動派發、處置時間由過去的 9 個小時降低為 1.5 小時、按結率由 61%提升到 95%,每天處理城市管理類案件 2000 余件。(五)陜煤集團神木檸條塔礦業有限公司智慧園區項目(五)陜煤集團神木檸條塔礦業有限公司智慧園區項目申報單位:北京優锘科技有限公司、陜煤集團神木檸條塔礦業有限公司1案例概述檸條塔礦業公司智慧礦山建設遵循國家和集團整體戰略,以“創新驅動、規劃先行、技術支撐、全面協同、梯度推進”的路徑穩步推進礦山智能化建設,以數字孿生為
209、理念,以可視化為特色,以物聯網、大數據、人工智能等先進技術為基礎,打造檸條塔智慧園區智能運營中心,全面推進礦山智慧化建設。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)128智慧園區智能運營中心整合園區內的各類管理子系統,構建智慧園區運營大腦,基于二三維虛實融合展示分析能力,形成園區基礎運行能力、園區實時健康狀態的大視圖,分析展示熱點、難點、高發問題規律和關鍵指標,賦能業務系統,提高運行效率,輔助園區智慧化運營、領導決策指揮,助力園區管理全面邁向數字化、智能化、可視化管理服務新形態。2應用場景場景 1:綜合態勢感知檸條塔智慧園區智能運營中心利用數字孿生理念,打造智慧園區數字化管理空間,以
210、數字信息、虛擬孿生體實現園區業務數據全融合、狀態全可視、事件全可控,推進全園區、全環節、全過程實現智能化。面向礦山領導、安監、調度等部門管理者提供園區運營態勢分析,從監測預警、設備、環境、車輛、人員多個維度反映園區的整體運行態勢,充分挖掘數據價值,結合物聯網監測、安防視頻監控、人車定位等系統,將分散、孤立的各類管理子系統進行全聯接,通過統一的數字孿生三維可視化平臺實現智能管理,打通信息孤島,梳理數據體系,融合多種生產要素,構建各類管理對象數字孿生體,實現從宏觀到微觀的全方位監視和管理,突破以人工管理為主的常規園區管理模式,解決傳統模式中信息孤立、流通不暢、缺乏綜合分析、難以共享、應對突發事件反
211、應遲緩、安全隱患較大等問題。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)129基于統一的數字空間,將礦山園區內各類生產、運營、調度、安全等信息集合到統一三維運營中心平臺,并通過統一窗口呈現,融合礦山各類業務指標、工況數據,實現對園區運行態勢的實時掌控,助力礦山企業解決運營管理過程中數據碎片化、數據異構化的問題。通過這些信息可輔助園區領導和各級管理部門對園區進行正確管理和決策,提高處置突發事件的能力、減少決策失誤、有效配置資源、提高業務管理能力,實現園區信息全面感知,使得礦區管理更安全、更高效、更經濟。圖 90 智慧園區智能運營中心場景 2:園區后勤管理檸條塔智慧園區智能運營中心面向后勤
212、提供智能化后勤管理工具,支持從大型園區到樓宇、樓層、房間到設備的多維管理,支持3D+2D+GIS+圖表四種不同范式的交互組合及宏觀運營到微觀管理,對后勤各類事件和流程提供全生命周期管理,整合多個后勤管理系統,提供能耗、供暖、照明、房產、設備的實時監測以及態勢感知,對后勤各類事件進行匯聚、存儲和查詢。對園區供暖、安全用電、數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)130車輛超速、違章主動預警,根據事件處置流程,滿足各類事件的及時通知和自動流轉給關聯的工作人員或相關部門領導,減少后勤工作重復勞動,使園區服務由被動響應變為主動響應。圖 91 后勤態勢感知場景 3:運營告警中心智慧園區智能運
213、營中心基于 Web 圖形化引擎的三維虛擬場景,實現全要素、全功能信息顯示,使管理人員一目了然,直觀地觀察到相應系統運行狀況,系統不間斷運行監控園區內各系統狀態,可以真正做到 365 天全時域對園區的運營告警狀態統一監控管理。面向運維值班人員對告警信息進行統一處理,使平臺內的告警事件信息具備統一的信息標準,采用故障信息實時提示框的形式,在最短時間內定位系統故障位置,并根據需要將系統的故障報警信息推送園區運營中心和業務流程中心,自動發送至園區相應運維人員和相關領導的通訊工具上,實現園區預警派單、消息推送,同時,根據報警響應時間,自動提供報警等級,并以閃爍、動畫等形式通知值班員迅速核實、處置,告警信
214、息將進行存儲,用戶可通過不同維度、數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)131不同指標進行歷史及實時事件查詢,存儲數據將通過大數據、AI等技術手段對歷史報警數據進行有效分析研判,深度挖掘數據價值。平臺結合園區信息化建設成果,確保信息系統安全性和可用性;同時對園區安防、后勤、監測等系統集中監控并即時排除故障,將為園區信息系統的正常連續運營提供保障,實現園區的智能運營告警管理和不間斷正常運營。圖 92 運營告警中心場景 4:安保智能分析檸條塔智慧園區智能運營中心通過數據算法引擎與可視化引擎構建礦山決策智能大腦,將礦山園區 AI、大數據、云計算等智能分析技術與數字孿生深度融合,對車輛超
215、速、違章行為、禁區闖入、違規操作等行為有效識別并分析,在感知中執行、在執行中學習、在學習中優化,構建基于決策流程的主題知識庫、數據分析模型庫和事件處理方法庫,建設并不斷完善輔助決策系統,為決策主題提供多方位、多層次的決策支持和可視化知識服務。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)132面向園區安保提供對園區重點安防區域、道路、人員、車輛,提供安防報警、事件快速查詢、定位,如視頻監控識別到人員在禁煙區域吸煙行為,系統自動發生報警提示運維人員進行相應告警處理,記錄管理人員操作行為,處理完成后可調取同類型危險行為的歷史記錄及相應的處理方法,當下次依舊有人員在此區域吸煙發生報警時,系統主
216、動調取歷史處理方法,輔助運維人員決策,通過系統多級聯動,輔助園區安防管理者有效提升園區安全管控效率。場景 5:智能巡檢管理檸條塔智慧園區智能運營中心面向后勤、地質、安保、消防部門提供無人化巡檢作業,用戶可以在數字孿生空間中實現 3D 虛擬園區場景漫游巡檢,實現園區的三維虛擬現實場景瀏覽和交互操作,設備動態擬真效果和實際設備運行效果一致,演示清晰,場景真實,給用戶一個直觀、形象、精確、實時的園區管理方式。系統可預存儲巡檢計劃,結合園區無人機、機器人、視頻監控、設備監控,定期、定時執行巡檢任務,實現園區重點區域、重點設備主動巡檢。圖 93 智能巡檢應用數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022
217、 年)133場景 6:應急指揮應用檸條塔智慧園區智能運營中心面向生產、安監、應急部門提供三維可視的應急、調度、聯動能力,將視頻、門禁、消防、應急組織、應急力量等進行了集中管理,系統基于各類數據和告警,向園區的管理人員提供決策指導,完成現場指揮調度。在發生突發情況時(如火災、濃煙、天氣異常),可通過運營中心的可視化聯動能力,讓應急救援決策人員及時掌握事故現場最新情況,有效進行應急指揮和管理決策。場景 7:智能倉儲管理檸條塔智慧園區智能運營中心面向園區倉儲管理人員,對園區內形態、性能各異的復雜物品存儲流程進行管理,通過信息化、物聯網結合倉儲智能機器人實現園區物流運輸、存儲、裝卸搬運的全流程可視,保
218、證貨物在倉儲過程中各個流程的速度和準確性,企業可實時掌握庫存的真實數據,合理保持和控制倉庫庫存,從而降低倉儲成本、提升倉儲管理水平和工作效率。圖 94 智能倉儲管理數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)1343案例總結本項目以物聯網、人工智能、數字孿生技術構建智慧園區,實現園區管理服務精細化、管控可視化、場景智能化、運營數字化。系統建成后對接智能安防、車輛管理、門禁道閘、信息發布、智慧路燈、園區亮化、智能消防、網絡監測、用電監管、溫度監測等 13套管理系統,形成智慧園區運營管理的監控、預警、診斷、分析。園區內的車輛超速、違停、越界引發的報警行為較建成后環比減少8%;新增智能用電監
219、控終端 392 臺,接入煙感設備 2725 臺,依托數字孿生場景實現安全主動巡檢,告警信息通知、告警設備定位、部門協同工作,園區運維人員完成原有工作時間平均減少 1.5 小時,園區事件運維效率提升 17%;通過打通物聯網子系統信息孤島,實現園區智能照明、信息自動發布、設備主動報修、服務消息通知,園區滿意度調查反饋結果較之前增多 20%,正面評價增加 5%,調查服務綜合滿意度提升 15%;結合視頻 AI 智能算法實現人臉識別、環境監測、供暖監測、自主充值等園區智能應用場景,職工便捷舒適度預估提升 10%。(六)珠海市香洲區城市精細化管理平臺項目(一期)(六)珠海市香洲區城市精細化管理平臺項目(一
220、期)申報單位:乘木科技(珠海)有限公司1案例概述習近平總書記說過“讓城市更聰明一些、更智慧一些,是推動城市治理體系和治理能力現代化的必由之路”。實施香洲區城市精數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)135細化管理平臺項目是加快城市智慧化建設、提升城市精細化管理水平、推動新型基礎設施建設的一項重大決策。乘木科技為珠海市香洲區打造的城市精細化管理平臺,綜合應用了云計算、大數據、物聯網、人工智能等技術,聯通各級系統,搭建了香洲智慧城市大腦,形成貫穿區、街道、社區、網格四級的管理應用平臺,為香洲城市精細化管理工作提供了系統化、智能化的技術保障。該一期項目對珠海市香洲區全域進行了數字孿生模
221、擬仿真,并選取了香灣、梅華、翠香三個街道約 3 平方公里區域及珠海市知名城市地標的物理場景進行了精細化模型搭建。將城管、環衛、道路管養、城市內澇、文旅等關鍵業務版塊完全映射到數字香洲中,實現城市管理業務的實時監控、預測預警、仿真推演、聯動指揮。平臺以數字化映射方式對城市進行治理,發揮了數字孿生體系的優勢,有效輔助管理者全面掌控城市運行態勢,敏銳發現并有效解決現實問題,進一步實現城市智治,推進政府管控治理能力升級。2應用場景場景 1:AI 城管專題AI 城管專題支持集成香洲區城管部門現有數據資源及物聯網感知設備數據,結合數字孿生、大數據、AIoT 等關鍵技術,自動識別并告警城市管理異常情況,實現
222、大件垃圾、占道經營、游攤小販、城市積水、垃圾堆放、機動車違停等六類核心城管問題的自動識別立案,并將城管案例來源、趨勢分析、區域情況、運行數據、立案率、結案率等關鍵指標進行多維度可視化分析。平臺將報警事件用數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)136紅色標識在孿生界面上快速定位顯示,并自動匹配案件相應業務員及業務處理流程,同時支持調取實時事件周邊監控視頻。將城管工作模式由原先的發現問題后被動巡查升級為平臺自主上報、智能分配,“人找事”變成了“事找人”。以一屏統管的方式有效提升了城市管理者對公共時間的響應、處置和管控能力。圖 95AI 城管專題場景 2:環衛專題平臺支持整合環衛部門的
223、現有數據資源,包括移動執法儀、智能垃圾屋、智能公廁、智能垃圾桶、環衛車輛,通過豐富的可視化分析手段,對環衛人員信息、垃圾屋信息、考核信息、環衛資源分布信息、車輛信息、垃圾情況等關鍵要素進行綜合監測和可視化分析,輔助管理者全面掌控城市民生提示,為城市環衛管理規劃提供科學決策支持。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)137場景 3:智能監測專題在智能監測專題中,通過部署多種類多功能的物聯網智能設備,包括 AI 監控攝像頭、移動執法儀、智能井蓋、智能垃圾屋、智能公廁、智能垃圾桶、環衛車輛、廣告位、消防水池、水質、道路管養等,輔助完成城市部件的實況監測普查。通過對人與設備的管控,將城管
224、的環衛和執法常發問題在線上閉環。包括執法過程線上自動流轉、河道水質污染監控、井蓋積水預警、垃圾分類及流轉、道路管養信息化等功能。智能監測改變了以往發現問題再解決問題的工作方式,可以防患于未然。圖 96 智能監測專題場景 4:城市地標專題城市地標專題支持高精度模擬仿真珠海市標志性文化建筑,并加入三維城市漫游功能,全方位觀覽知名地標建筑實景,并可選擇播放地標建筑的宣傳視頻,以助力城市打造文化旅游之城。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)138場景 5:日照天氣專題平臺內可根據實際城市當日實際天氣情況和日照情況在孿生界面進行實時動態模擬。該專題支持常見氣候如晴天、雨、雪、臺風的氣象模
225、擬渲染,以及全天候 24 小時日照情況模擬。通過對實時氣象情況的數字孿生模擬,城管部門可提前預防極端惡劣天氣帶來的城治災害,并采取合適的防治措施,進一步提升城市安全防控水平。3案例總結本項目綜合應用了數字孿生、云計算、大數據、AIoT 等技術,通過接入城市管理部門現有數據、物聯網感知數據以及城市地理GIS 數據,對珠海市香洲區進行全域數字孿生的同時,將香灣、梅華、翠香三個街道 3 平方公里實景進行了精細化模型構建,其場景還原率高達 95%。平臺目前已接入 4462 路城管攝像頭、344 個垃圾屋站點、415 輛環衛車輛、552 位環衛工人、9 個河道水質點位、50個井蓋點位等動態數據,可實現大
226、件垃圾、占道經營、游攤小販、城市積水、垃圾堆放、機動車違停等六類核心業務的實時監測。通過數字孿生平臺自動預警分配功能,香洲區域內城管案件識別量提升 10 倍,其中 AI 城管識別成功率達到 90%以上,水務監測準確率高達 100%,助推城市治理實現決策科學化、防控一體化、服務便捷化的智能化轉型。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)139(七)通州區視頻孿生城市三維可視化管控平臺(七)通州區視頻孿生城市三維可視化管控平臺申報單位:北京智匯云舟科技有限公司1案例概述在北京城市副中心通州區雪亮工程的應用中,已建設多類前端感知設備,采集海量的監控視頻和各類監測數據。通州區城市管控等業務
227、實際工作中,存在各類信息系統獨立運行,信息展示和應用不夠直觀、位置分散難掌控、各系統之間聯動應用調度難等問題。圍繞通州區日常視頻巡視、警情處置等各類社會治安突出問題,如何更直觀、更快速、更高效的實現精準位置掌控和可視化指揮,是雪亮工程建設的重點需求。應用三維地理信息視頻孿生技術,構建城市可視化地圖應用,形成立體化、實戰化應用示范,為通州區城市三維可視化智能管控提供有力保障。2應用場景通州區視頻孿生三維可視化管控平臺應用先進三維地理信息(3DGIS)多源時空大數據融合技術,將傳統的二維平面的 GIS 平臺升級為真三維 GIS 平臺,建設 360 度全方位立體可視化視頻應用系統,積極構建“打防結合
228、”的立體化社會治安防控體系。以視頻監控聯網應用為核心,破解城市治安困局,同時結合對各種復雜地理學模型,實現各種復雜場合下的輔助決策應用,進一步提升立體化治安防控體系實戰效能。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)140場景 1:城市三維地理信息可視化場景重構平臺采用傾斜攝像建設的方式,針對城市域的物理場景進行三維建模,真實還原該區域內的建筑結構外形、道路分布、交通設施設備等環境要素,直觀瀏覽城市的真實樣貌。在三維場景中對重點區域和重點要素進行不同標注展示,形成城市多要素應用的立體可視化地圖。通州區城市智能管控系統以三維地理信息系統(3DGIS)為核心軟件底層,通過加載城市區域的遙
229、感影像、數字高程(DEM)、電子地圖及城市域的三維模型,實現三維地理信息場景重構。場景 2:三維地理信息場景業務宏觀局部綜合指揮應用三維場景視頻拼接融合后,實現 360多視角大規模廣域視頻場景,通過關聯高速球機,追蹤獲取特寫畫面,并根據用戶在三維場景中選中的視頻內目標,自動捕捉到該目標的特寫視頻,以方便用戶挑選最佳視角進行觀察,為運動目標的連續、精確監控提供有效手段,同時也為監控人員迅速獲取所需視頻信息并及時做出判斷和響應提供有力技術支持,從而解決細節不清晰、視角偏差等問題,做到“看得全、看得清”。在城市三維地理信息場景中,融合視頻實景地圖應用,實現三維地理信息場景中視頻實景地圖的調取,以及視
230、頻實景地圖中三維地理信息場景的調取,既賦予視頻地圖真實的城市地理信息位置,又能在視頻地圖中對應城市元素三維地理信息場景,實現視頻地圖與三維場景混合調度應用。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)141為了提高應急指揮質量與速度,更直觀的顯示報警信息,三維融合系統中支持多個屏幕上顯示各自不同的業務畫面,并可顯示拼接的組合大畫面,交互方式包括鼠標及窗口在各個屏幕間漫游移動,提升指揮調度效率。圖 97 綜合指揮應用場景 3:三維地理信息場景警力資源可視化調度應用結合原有的警力定位系統,以系統對接的方式,實現系統之間的數據和通信互通系統。在充分利用三維地理信息系統(3D GIS)強大的空
231、間分析能力和直觀展示方式的基礎上,將數字集群系統的語音調度、數據調度、移動電臺、定位(GPS/北斗)等功能與現有信息充分融合,并利用時空相關的統計技術,對系統數據進行統計分析,使調度指揮人員能直觀、快速、準確地掌握警力資源的分布情況和狀態,為警力資源動態優化部署和調度指揮與決策提供強有力的技術與信息支持。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)142圖 98 警力資源可視化調度應用場景 4:三維場景可視化應急預案處置編排系統提供預案配置基礎組件庫資源,將預案啟動涉及的組件模塊劃分為可視化數據模塊、事件基礎聯動模塊、時間及事件監測模塊等,從而對城市應急突發事件相關聯的業務數據資源進行
232、模塊化管理。通過對城市涉及到的各類預警及應急事件配置預案等級進行梳理,針對不同場景不同等級的預案完成配置流程模板,方便用戶對應急處置預案的快速配置,基于固定的模板進行修改、發布,滿足對處置預案的規范化要求,并實現對不同場景預案的快速配置修改。圖 99 應急預案處置編排數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)143場景 5:應急處置聯動策略應用根據城市業務應用需求,基于城市視頻資源對各類異常突發事件進行智能預警上圖,如人臉布控預警、wifi 分析預警等,并通過平臺“一張圖”綜合整合全部可用預警資源,啟動對應預警聯動可視化策略,輔助管理者提高對異常事件的處置效率。圖 100 應急處置聯
233、動策略應用3案例總結通過打造“通州區視頻孿生三維可視化管控平臺”,實現了從6平方公里行政副中心辦公區到50平方公里通州主城區全域范圍的智慧安保指揮。創新業務應用方面,聚焦城市管控和應急處置,賦予傳統監控數據三維地理信息價值,開創傳統管控系統的技術升級,有效開展治安防控、打擊犯罪、社會管理、服務群眾等工作,形成科技強警示范,為全國公安系統的監控網建設打下技術基礎。社會效益方面,軟件系統助力提高管控業務能力,有效的提升打擊違法犯罪的力度,數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)144響應更加及時、判斷更加準確,大幅提高辦案效率,節省警力開支,在維持社會的治安、保障人民生命財產安全方面發
234、揮更加重要的作用。經濟效益方面,項目應用面廣泛,覆蓋公安、交通、綜治、政府、部隊、監獄等領域,也可用于公共場所的治安管控,如車站、地鐵,機場、廣場、碼頭等人員密集場所,乃至工廠、企業、住宅小區等微觀場景。(八)四川天府新區綜合樞紐平臺數字孿生平臺(八)四川天府新區綜合樞紐平臺數字孿生平臺申報單位:四川云從天府人工智能科技有限公司、北京五一視界數字孿生科技股份有限公司1案例概述四川天府新區綜合樞紐平臺依托智慧物聯平臺、數據治理平臺和人工智能平臺的數據支持,基于GIS、傾斜攝影、城市信息模型等手段,搭建天府新區數字孿生基礎支撐能力,實現多樣化的數據加載與渲染能力,支撐智慧出行、智慧生態、智慧應急管
235、理、智慧防汛、智慧規劃、智慧生態等場景應用建設。項目建設完成90平方公里的數字孿生城市信息模型建設,其中30平方公里為高精度,包括總部商務區核心區、科學城核心區、西博城、國際會議中心等區域,60平方公里為中低精度,包括總部商務區和科學城的非核心區域,完成雅州路2.6公里綜合管廊精細建模,完成20棟重點樓宇的內部建模,包括總部商務區核心區、科學城核心區、西博城、國際會議中心等區域,接入原始數據2239項,打通綜合管控系統和綜合概覽系統的AIoT通道,實現物聯數據互聯互通。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)145基于天府新區綜合樞紐數字孿生平臺建立7個城市運行監測可視化專題(防汛
236、、應急、規劃、出行、生態、工地、科創)和兩大主題(公園城市、智慧管廊)全面覆蓋城市治理關鍵維度,構建全新的CDO城市運行模式,將實體城市“孿生”的數字空間儲存在城市大腦,保證治理有方、治理有策。同時,結合綜合民生服務、生態宜居、經濟運行、社會治理、安全穩定、城市基建等其他應用場景的綜合運行可視化管理及事件指揮協同能力需要,搭建用于指揮、調度、展示的綜合指揮平臺,能夠整合調動社會力量、設施設備,協同處置發現的城市運行相關問題。目前平臺已經正式上線使用,部署在智慧治理中心。2應用場景場景 1:城市運行總體態勢監測聚焦“生態宜人、生活宜居、生產宜業”的總體方向,基于時空地理信息數據,整合經濟、氣象、
237、生態、人口、健康、教育、衛生、醫療、產業發展等城市管理關鍵指標,綜合展示新區城市運行總體概況,形成總體態勢主題。根據動態數據對預警信息及時響應,點擊信息事件可快速定位到事發地點的坐標點位查看具體事態信息。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)146圖 101 總體態勢呈現場景 2:基于空間分析的智慧規劃平臺通過對接智慧規劃系統,實現通過不同年份的規劃數據導入,通過拖動年份時間軸查看過去及未來年份的區域規劃用地,實現跨時空總覽城市發展歷程與軌跡;通過疊加規劃用地數據,在場景中呈現各類用地布局并通過多選或單選呈現各類用地屬性分布;能夠在三維場景中查看城市五線,更直觀展示城市五線與周邊
238、城市界面關系,展示從城市總規到控制性詳規等不同層面的城市規劃;結合控規指標中對于每個地塊的用地性質、限高、退界線等信息,將控規指標三維化、可視化,并對資產配置功能中的規劃方案進行預判和自查,提升規劃決策效率。場景 3:基于視頻融合的智慧工地圍繞天府新區智慧工地建設,將用于工地內部以及高點鷹眼視頻流與對應視頻范圍內三維場景模型進行對接融合,在將視頻監控范圍內的三維場景模型外立面貼圖實時替換為工地內部以及高點鷹眼視頻流,實時呈現當前視頻范圍內工地建設進度,真實感知工地數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)147運行風險和設備隱患,便于領導及各綜合部門調整相應處置方法和政策。圖 102
239、 工地視頻融合場景 4:基于多源數據融合的智慧科創天府海創園作為天府新區高品質科創空間的核心區,圍繞新一代人工智能為特色的數字經濟,大力發展聚焦特定產業的新技術、新業態、新模式、新要素、新材料,為產業功能區企業賦能。平臺通過接入各類物聯設備,匯聚多源數據,實現科創園區的綜合分析、人流分析、設備管控分析、能耗分析和業務分析,助力海創園區的智慧管理。場景 5:基于仿真模擬的智慧出行平臺通過環湖雷視一體機、行人過街檢測攝像機采集道路交通車輛、人流量數據,并存儲至數據治理平臺,供數字孿生平臺調用展示,實現主要路段的交通流量仿真、人行流量仿真;為天府新區交通出行策略和車流疏導提供指導依據。數字孿生城市技
240、術應用典型實踐案例匯編(2022 年)148場景 6:基于趨勢預測的智慧生態平臺通過接入生態相關前端感知設備,實時監測大氣、水等各種維度的生態信息和關鍵指標,并按照相關規則進行實時計算,統計各類指標的演變趨勢,在推反演的模擬仿真智能運算平臺中數據進行數據綜合呈現,為生態環境的治理提供決策支撐。圖 103 水生態監測推演場景 7:基于態勢推演的智慧防汛基于時空地理信息數據,平臺整合水文、氣象、河流、管網、防汛物資、防汛人員等基礎信息,在城市運行監測與管理中心綜合展示天府新區全區整體防汛態勢,實現對城區防汛的整體狀態監測。通過三維可視化的方式呈現城區整體防汛運行狀況,為領導及相關業務部門提供了更智
241、能化、更方便、更快捷的防汛管理手段。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)149圖 104 城市內澇仿真模擬場景 8:基于模型評估的智慧應急平臺接入應急管理系統,針對火災、暴雨、泥石流、滑坡、車流人流疏散、地震救援、消防應急等業務功能,結合地形分布等地理信息數據、建筑物位置信息、應急資源分布信息等各類數據,基于災害仿真模型,對各類災害的影響范圍、嚴重程度、危害結果進行模擬,獲得對災情的宏觀評估,為應急指揮中心第一時間啟動恰當的應急響應、輔助預判災情態勢提供重要支撐,為應急資源的及時調度爭取先機。圖 105 災情研判數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)1503案例總
242、結天府新區綜合樞紐數字孿生平臺,覆蓋了天府新區直管區 564平方公里的范圍數據、7 個業務系統、15 個應用場景并面向上百萬的天府新區居民進行市政資源部署和調度,通過三維數據可視化實現對新區概況、經濟發展、政務服務、生態環節等方面的全景分析,能直觀、準確地了解新區發展運行情況、重點關注領域和城市管理的核心問題。平臺上線以來,城市問題洞察、規劃設計、投訴舉報處置、環境治理等事務的處理效率平均提升了 50%以上。(九)襄州區智慧城市綜合管理運營服務平臺(九)襄州區智慧城市綜合管理運營服務平臺申報單位:武漢微晶石科技股份有限公司1案例概述2021 年湖北省襄陽市襄州區啟動了“智慧城市”建設惠民工程,
243、建設了未來城市基礎設施的城市大腦襄陽市襄州區智慧城市綜合管理運營服務平臺。平臺通過 5G+北斗定位與實景掃描技術,對城市風貌進行數字重建和實景高精度還原,并對路燈、井蓋、服務設施、商業體、醫院、學校等 160 余種城市基礎單元定期普查,讓數字模型與城市發展同步更新。在此基礎上,平臺建設了智慧城管、智慧停車及智慧廣告 3 大板塊應用,形成了一套新的城市運營管理體系。為確?!皵底謱\生”地圖與城市實景高精度還原,本項目通過5G+北斗定位與實景掃描技術,對城市風貌進行數字重建,并對路數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)151燈、井蓋、服務設施、商業體、醫院、學校等 160 余種城市基礎
244、單元定期普查,讓數字模型與城市發展同步更新。在城市管理、停車管理等方面,形成了一套新的城市運營管理體系。平臺建設內容主要涉及智慧城管、智慧停車及智慧廣告三大板塊,具體包括:(1)智慧城管:前端視頻感知子系統的建設,城管“九大標準”應用子系統、智慧城管應用平臺建設、及相應的服務支撐、數據庫子系統等。(2)智慧停車:匯聚動靜態泊位、行車、停車信息,實現隨時隨地的泊位信息動態感知,管理部門主動把握和干預控制交通態勢,面向公眾出行的智能停車信息服務,實現城市停車資源一張網的格局。(3)智慧廣告:智慧廣告基于定點投放的方式,將商業廣告投入社區,擴大線下傳媒的受眾面,以社會效益為主、兼顧經濟效益、盤活公共
245、資源、助力企業良性發展。包括發光二極管廣告發布系統、燈箱廣告發布系統、停車場廣告發布系統及智能電源管理系統。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)152圖 106 襄陽市襄州區智慧城市綜合管理運營服務平臺現場圖2應用場景場景 1:共享單車違?!懊敫婢敝锌厥掖笃聊簧?,襄陽市區 3.3 萬輛共享單車位置信息實時刷新,駛入襄州區地界的共享單車約 6000 輛,只要單車違規停放(未在電子地圖黃色“虛擬圍欄”內鎖車),平臺便會“秒速告警”,并提供精確位置,通知單車運營企業或城管隊員快速處置。圖 107 全區共享單車位置信息數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)153用鼠標點
246、擊任意一輛違停單車,大屏鏡頭能迅速從“鳥瞰圖”推近至“特寫圖”,單車所屬廠家、IP 地址、路段位置清晰可見。場景 2:智慧停車平臺匯聚動靜態泊位、行車、停車信息,實現隨時隨地的泊位信息動態感知,管理部門主動把握和干預控制交通態勢,面向公眾出行的智能停車信息服務,實現城市停車資源一張網的格局。在襄州區民發廣場對面的航空路室外停車場,210 個停車位全部“上云”,停車場無需專人值守,24 小時運行的 5G 智能攝像頭除了能識別車牌自動計費,還與手機地圖導航 APP 打通數據,提前告知車位空余情況,并能以語音電話、短信形式勸導部分車輛按標線停車。目前,襄州區對全區 8300 個路邊停車泊位實現“數字
247、再造”,借助攝像頭和地面磁釘設備,能像商場管理內部停車場一樣,實時掌握各泊位停車情況并自動計費,為城管部門停車流量調度提供數據支撐。圖 108 路邊泊位實時情況數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)154場景 3:智慧廣告平臺可通過實景攝像頭 AI 算法,根據人流量、人員類型確定廣告開放時間段,實現廣告精準投放、降低設備電耗。如,早高峰商圈鬧市打商業廣告;學校放學時段,在家長等候區打公益廣告。通過平臺還可以實現戶外廣告智慧管理,電視墻、LED 顯示屏等電子廣告牌,全部實現在線發布、實時更新;非電子廣告牌則通過智能感知攝像頭在線監管。圖 109 戶外廣告詳情場景 4:智慧環衛依托平
248、臺,灑水車、垃圾清掃車、環衛車的運行軌跡、油耗、作業面也“有跡可循”。例如,市民比較“懼怕”的灑水車,平臺可根據路況信息,實時調整灑水、清掃作業時段、線路,避免污水影響行人和車輛。場景 5:智慧綜合執法在突發事件、綜合執法案件處理上,平臺能根據攝像頭識別、群眾舉報、政府部門交辦案件信息,實時定位、拍照取證,并自動數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)155調取與案件相關的法律法規,推送給現場執法人員,提升應急處理和辦案效率。一般案件 2 至 3 小時處理完成,多部門協同案件 2 至3 天可以結案,比傳統人工執法效率提升一倍以上。圖 110 攝像頭系統輔助綜合執法3案例總結襄州區智
249、慧城市綜合管理運營服務平臺,融合環衛監控、綜合執法、戶外廣告、共享單車等功能,能夠真正意義上實現一屏觀全域和精細化管控的目的。27.5 平方公里的襄州主城區每棟樓房、每個花壇、每棵樹木、每盞路燈、每個井蓋都“一比一”在監控屏上三維真實還原,工作人員可在 LED 大屏前處理城管事務。目前平臺第一階段建設工作已完成并投入使用,基本具備智慧城管系統全部功能,未來,襄州區智慧城市管理平臺必將成為未來推進襄州區城市管理工作進一步精細化和智慧化的有力推手。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)156(十)蘇州博洋數字孿生智慧管理平臺(十)蘇州博洋數字孿生智慧管理平臺申報單位:蘇州博洋化學股份
250、有限公司、北京五一視界數字孿生科技股份有限公司1案例概述蘇州博洋數字孿生智慧管理平臺作為蘇州博洋化學股份有限公司 2022 年智改數轉行動的重要組成部分,是結合江蘇省化工行業安全生產五位一體平臺建設要求與自身 ERP、DCS、WMS 等信息化系統打造的全生產流程數字化監控和智能閉環追溯管理平臺,旨在從根本上解決跑、冒、滴、漏的傳統作業問題,實現在不涉及任何消防、環保等設施變更,不新增生產設備,不涉及產能增加,不涉及建筑面積變化的前提下,基于現有條件,與孿生平臺結合推動工廠管理的創新發展,落實工廠各類信息資源的有效整合共享應用。通過建立全方位、立體化、多級可控的管理平臺,助力工廠實現信息資源標準
251、化、圖像應用智能化、監督管控常態化、建設規劃科學化、公共服務便捷化,為智慧裝備工廠的建設和管理奠定基礎。平臺以 AES 全要素場景底座為基礎,對工廠全區域 40000 平方米范圍精細化生成,針對其中設備、建筑、管線等模型按照實際狀態在孿生平臺進行呈現。整體場景以 IOT 設備、建設規劃方案與業務信息化系統為驅動依據,實現對全工廠范圍內各產線作業信息全流程還原,完成安全平臺五位一體建設需求,發揮數字孿生在化工生產與風險防控方面優勢。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)157圖 111 平臺功能架構2應用場景場景 1:實時區域風險等級劃分區域風險等級包括常規區域風險等級與運行區域風
252、險等級。常規區域風險等級依托工廠建設規劃四色圖范圍進行生成,作為工廠常態化安防聚焦點位。運行區域風險與工廠實際產線作業狀態關聯,針對不同產線作業狀態與作業進程在場景中自動生成相應區域邊界。圖 112 區域風險等級呈現數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)158場景 2:生產全周期信息接入通過呈現訂單獲取、物資齊套、生產、質檢、分裝、發運全周期生產狀態,提升企業數據利用程度與管理決策效率,實現對生產制造全流程的動態感知、實時分析與科學決策,在實現生產效率與產品質量提升的同時實現生產模塊化與產物定制化并行的生產局面,最大程度發揮信息化系統對于生產原材料的高效利用,協同企業實現低庫存、
253、高效率的生產模式。場景 3:人車軌跡信息動態驅動根據化工產業人員安全保護需求,依托孿生平臺呈現全工廠范圍人車實時定位信息呈現,結合區域邊界設定避免人車誤入所產生的生產安全風險。支持通過對歷史數據讀取接入在場景中針對具體單位固定時間內行進軌跡進行復刻,復盤生產安全問題產生原因,輔助企業進行應急方案仿真決策。場景 4:介質流動盲區動態監測針對化工廠生產集中于封閉罐體、管線的具體特征,通過數字孿生平臺前端呈現形式在場景中還原介質在設備、管線中狀態變化(包含溫度、流速、顏色等多源內容),最大限度對不可視區間介質進行可視化呈現,以此實現視野盲區清除效果與管線巡線自動化效果,降低人員需求,提升整體工廠監管
254、水平。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)159圖 113 介質流動呈現場景 5:產業鏈協同管理平臺基于整體架構進行了權限劃分,按照供應商、客戶、員工進行相應權限分類。通過對于看板呈現內容篩選,確保在不暴露自身生產數據的同時為供應商、客戶呈現相關信息展示,實現生產鏈條上下游打通與行業維度下生產過程追溯職能。3案例總結蘇州博洋數字孿生平臺的建設是充分利用新技術、新手段對化工廠數字化轉型的一次探索,通過孿生工廠環境構建與孿生平臺對不同層級業務系統的整合,實現信息化層面的一圖總覽,強化廠區空間規劃對各專項規劃的指導作用,解決各級各類空間規劃在支撐業務開展過程中可能出現的內容沖突問題,
255、縮短整體生產周期,穩定產品質量。同時,通過平臺的建設以促進工廠內部資源的優化配置,使其能夠適應社會經濟快速發展和規劃管理工作發展的新趨勢、新特點、新要求,強化信息化管理的方法和手段,用更加簡便的方數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)160式,更加有效、準確地達成業務管理目標,從整體上節省規劃管理的時間、人力成本,間接創造更多經濟效益。本項目中數字孿生場景還原度達到 90%以上,支持 2000 余路定位芯片同時接入并能夠針對過往 7 天內人員車輛軌跡進行復現。整體生產數據孿生平臺呈現與實際信息生成時間差穩定在100ms之內,實現毫秒級風險信息生成與業務信息展示。平臺自上線以來,對
256、比同期運行狀態安全風險事件減少約 50%,員工作業效率提升30%,巡線、巡檢人員需求降低 40%。在采用本項目后,產線平均空閑時間下降 10%,物料庫存比例下降 23%。(十一)日本東京(十一)日本東京 Takishiba 區域數字孿生項目區域數字孿生項目申報單位:北京五一視界數字孿生科技股份有限公司1案例概述本案例所在的日本東京 Takishiba 區域,于 2020 年 9 月正式開放。當下,城市更新和重建項目持續推進,促使區域的建筑密度和人口密度快速增長,城市管理者亟需新的技術來應對環境的變化。以往,通過三維模型實現設施管理主要應用于單一建筑,本案例將設施管理與三維城市模型相結合,把傳統
257、的建筑管理業務擴展到以塊為單位的區域管理,全方位整合區域管理能力,創新數字化城市運行管理體系。本項目建設了仿真邏輯設置功能、仿真算法云端服務能力、可視化結果分析與仿真推演功能,基于應用場景和業務需求的不同,針對性提供可視化、可交互的業務邏輯制定模塊,基于平臺自行設數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)161置適用于業務的條件進行人流規劃,并由云端調用算法完成規劃條件的接收、執行、返饋閉環,將分析后的數據及推演結果進行可視化呈現。2應用場景場景 1:應急事件的響應在三維場景中呈現應急事件的響應處置流程,通過模擬提供火災的中心點、輻射范圍和擴散速度等信息,在可視化場景中通過點和空間熱
258、力圖進行表達。同時,通過加載煙感、風力、氧氣指數等數據,配合判斷火災的影響,并結合火勢蔓延、煙霧擴散等應急事件特效,為區域應急方案和人流疏散預案的設計提供參考。場景 2:應急管理的響應應急管理具備策劃初步應對措施、初步搶險止損和支援力量介入等三個要素。當事件發生時,除了事件本身外,數字孿生平臺可在三維場景中可通過標識該區域距離最近的管理人員位置、最短有效路徑、需準備應險的措施等信息進行快速同步,以三維場景化顯示方式,協助執行止損任務的管理員了解應急設備位置、指揮和引導周圍人群疏散。場景 3:受影響人群的響應當事件發生時,人群需要分批分路就近疏散,數字孿生平臺通過分析全場景中任意位置發生事件的情
259、況及受影響最大的人群,智能規劃波及人群的疏散路徑、周邊風險人群的疏散路徑以及正在進入場景行人的管控措施。同時,通過人流仿真方式推演人員隨機移數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)162動情況,生成仿真結果,并給出電梯關閉、道路封鎖等不同場景約束條件下仿真路徑中不同客流密度、速度和疏散時間的輔助決策結果。場景 4:歷史仿真推演通過推演整個應急過程的運行時間、模擬人數、管控措施、能耗情況等信息,提供場景設置的附表,對仿真場景中的設備設施、場景出入口、人流情況等信息進行詳細說明。此外,對于仿真過程中的異常事件可進行詳細說明,直觀呈現該設備或出入口的異常狀況,對整個區域內人流情況的影響和
260、實際情況下的處置方式提供建議。圖 114 人流仿真業務截圖3案例總結為了驗證使用數字孿生技術的區域管理有效性,項目為日本東京 Takishiba 區域搭建了全要素仿真的數字孿生場景,基于各類物聯感知設備提供的數據,為 Takishiba 區域提供了人流仿真、區域監控、設備監管等一系列功能,將設施級管理能力擴展到 Takishiba 區域及數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)163其周邊地區。項目以 Takishiba 區域的 BIM 和矢量空間數據為系統核心,創建了 LOD4 級別的三維城市模型,通過構建與周邊地區三維城市模型相結合的“虛擬 Takishiba 區域”,打造數字
261、化區域管理的基礎。本項目構建了標準化城市三維空間數據體系,規范了數據服務的分發和調用模式,實現了“數據收集-模擬仿真-綜合研判-智能決策”的運行模式,以一套數字孿生平臺支撐近百種應用場景。按照相關國家標準中對數據智能、服務解耦和數據呈現的要求,項目構建了 18 平方公里的高精度城市場景,用戶可通過服務調用仿真算法和數據進行模擬,根據計算結果對街區的運營進行決策。本項目平臺的使用,將整體通行效率提高了 10.8%,事故數量降低了 37%,同時通過各類操作工具和資源管理系統的使用,實現了區域范圍內12.7 萬個物聯設備的接入和管理,完成了空間數據、業務數據的標準化對接和掛載,大幅優化數據調用效率。
262、此外,數字孿生平臺應用系統中接入 9 大類的數據,日均服務調用次數達到 70 萬次,構建了區域內完善的運營管理體系,實現了跨部門跨組織的管理體系融通,提升了管理效率。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)164(十二)土耳其(十二)土耳其 Sampas Osmaniye 數字孿生項目數字孿生項目申報單位:北京五一視界數字孿生科技股份有限公司1案例概述奧斯曼尼耶?。ㄍ炼湮模篛smaniye)是土耳其南部的一個省,于 1996 年建省,其面積 3,767 平方公里,2007 年人口 497,907 人,是土耳其信息化建設的先行示范省。通過構建奧斯曼尼耶城市大腦,創建奧斯曼尼省 40
263、 平方公里建成區、3 平方公里核心區的數字孿生三維模型,并基于三維孿生場景打造奧斯曼尼耶省的城市駕駛艙,構筑起城市運行全景圖,實現城市運行態勢實時感知。此外,通過大數據分析實現輔助決策支撐,助力城市實現科學規劃、布局、分析和決策,在民生服務、公共安全、精細治理等城市重點領域,深度賦能奧斯曼尼耶的智慧化發展。2應用場景場景 1:搭建數字孿生底座數字孿生技術為市民提供了一圖盡覽全城服務,使市民能夠沉浸式體驗全城魅力,拉近了城市大腦與普通市民的距離?;?1WORLD自主研發的AES數字孿生平臺,打造城市數字孿生底座,三維還原奧斯曼尼耶 40 平方公里的建成區域,并對重點地標進行復刻,將城市大腦的感
264、知、調度、決策能力應用于數字孿生場景中,實時映射城市狀態信息,輔助城市實現科學規劃、布局、分析和決策,實現“善解人意”的管理。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)165奧斯曼尼耶城市大腦基于時空地理信息數據,整合城市事件、應急事件、旅游、交通、氣象、水務、環保、人口、城市榮譽等城市管理關鍵指標,綜合展示城市運行總體概況,全面整合城市各領域運行數據,形成了“城市運行全景一張圖”。圖 115 奧斯曼尼耶數字孿生底座場景 2:指揮調度中心“城市大腦”指揮中心是處理突發事件、指揮調度、協調相關部門資源的心臟,需要處理大量的數據、圖文、視頻等信息以實現控制指揮。指揮中心調度臺作為應急聯動
265、平臺的核心操控管理平臺,工作人員可通過人機交互,實現信息顯示和整體指揮調度。指揮中心的通信系統滿足“看得見、呼得通、拉得動”的扁平化綜合指揮調度平臺的業務需求,為科學指揮、快速決策提供豐富便利的多媒體資源。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)166場景 3:暴露垃圾治理奧斯曼尼耶“城市大腦”能感知互聯網、物聯網、視頻監控以及熱線電話等多渠道信息,通過網絡接入各單位的可開放視頻圖像,結合 AI 圖像分析,自動發現、智能抓拍區域內各個角落的城市管理問題,實時分析并將結果反饋給管理人員。對于分析結果超過臨界值的問題,“城市大腦”自動觸發預案處置流程,通知相關處置人員現場處置?!俺鞘写?/p>
266、腦”極大地減輕了相關部門辦案人員工作負擔,為智慧奧斯曼尼耶的發展奠定了核心技術基礎。3案例總結本項目通過構建狀態精準感知、數據實時分析、模型科學決策、智能精準執行的數字孿生“城市大腦”,實現城市級模擬、監控、診斷、預測和控制,解決城市規劃、設計、建設、管理、服務閉環過程中的復雜性和不確定性問題,全面提高城市物質資源、智力資源、信息資源配置效率和運轉狀態,實現數字孿生城市的內生發展動力。奧斯曼尼耶“城市大腦”是土耳其的信息化先行試點,其建設過程充分結合奧斯曼尼耶市的實際情況,積極探索、不斷調整、不斷優化,最終實現“一個大腦,感知全城;一個體系,精細治理;一個平臺,協同指揮”的發展目標。本項目的實
267、施助力土耳其智慧城市發展,引領數字孿生技術在城市治理領域的應用。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)167(十三)西安市經開區智慧城市建設項目(十三)西安市經開區智慧城市建設項目申報單位:智城數創(西安)科技有限公司1案例概述西安市經開區智慧城市項目建設是積極響應國家十四五規劃要求,探索建設數字孿生智慧城市的重要舉措,項目也成為全國區級領域智慧城市的標桿項目,為其他尚未進行智慧城市建設的區域提供寶貴的借鑒參考經驗。項目承載了區內所有委辦業務系統的數據,匯聚各項數據指標,集中進行研判分析,為各項指揮決策提供數據支撐,真正意義上實現城市運營“一網統覽”、城市管理“一網統管”的建設目
268、標,為經開區對外招商引資添磚加瓦,為促進經開區經濟發展保駕護航。項目提出構建智慧經開“1+2+3+4+5+6+X”總體架構,用“CIM平臺、大數據平臺、物聯網平臺、綜合運維平臺”等四大核心平臺構筑智慧經開數字孿生底座,實現經開區各政務數據及物聯監測數據的互聯互通及交換共享,打破數據“壁壘”,豐富城市發展新內涵。項目獲得了市區各級領導、專家的高度認可和充分肯定。2應用場景經開區智慧城市建設項目采用智城數創(西安)科技有限公司自主研發 CIM、大數據、物聯網、綜合運維等數字孿生產品體系作為關鍵支撐平臺,為各類智慧城市上層應用建設構筑了堅實的信息化底座?;谥腔劢涢_底座,完成了社會治理大數據駕駛艙、
269、CIM數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)168一張圖、北客站綜合管理、智慧城管、應急管理、三維城市展示沙盤等應用系統建設。場景 1:社會治理大數據駕駛艙依托建設的經開數字孿生底座平臺,充分展示經開區經濟發展管理狀況,準確把握全區主要行業及重點領域的經濟發展和波動趨勢,提高經濟形勢研判決策的科學性。此外,平臺輔助主管部門從宏觀層面分析區域經濟中的重要指標值,全面客觀呈現經濟運行態勢、招商引資、營商環境,提高分析的科學性,促進城市運行調度監測及管理部門間信息共享效率。圖 116 社會治理大數據駕駛艙場景 2:CIM 一張圖系統依托經開數字孿生底座平臺,完成經開區中心城區、高鐵新城
270、、涇渭新城約 160 平方公里大比例尺電子地圖、高分辨率航飛影像圖、精細化城市三維數字模型、空間規劃專題圖等數據采集制作,中心城區、高鐵新城約 62 平方公里高精度航飛實景三維模型制作,渭北新城約 150 平方公里高分辨率衛星影像數據制作,建設經開區地名數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)169數據庫等 CIM 空間數據,并通過 CIM 軟件平臺搭建,向各單位提供各類標準化地圖服務。圖 117 CIM 一張圖管理場景 3:北客站綜合管理系統依托經開數字孿生底座平臺,將五大智慧工程建設成果納入CIM 平臺,實現北客站及交通樞紐工程、各類智能設施的全要素三維數字建模,接入智慧路燈、
271、停車場閘機、監控視頻、建筑動環等實時監測數據,構建北客站樞紐工程智慧交通的三維全息畫像,打造經開智慧城市的核心樣板。圖 118 北客站綜合管理系統數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)170場景 4:智慧城管系統依托經開數字孿生底座平臺,匯聚全區城市管理對象及業務大數據,建立城市管理業務評價與監測預警體系,提高城市管理層面分析與決策支持能力,實現城市管理由被動應對到實時監測、快速預警、主動預防、精細管理的轉變。圖 119 智慧城管系統場景 5:應急管理系統依托經開數字孿生底座平臺,以物聯感知、大數據、三維可視化等技術為支撐,突出應急信息全面匯聚、快速展現、上傳下達、協同會商、專題
272、研判、指揮調度和輔助決策等能力,建立反應靈敏、協同聯動、高效調度、科學決策的三維可視化應急指揮信息系統,以著力提升監測預警能力、監管執法能力、輔助指揮決策能力、救援實戰能力、社會動員能力等為目標,完善應急指揮體系,加強風險監測預警,創新監管監察模式,補齊基礎設施短板,基本形成應急管理信息化整體框架體系,為實現應急管理現代化,提供技術保障和基礎支撐。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)171場景 6:經開區三維展示系統依托經開數字孿生底座平臺,疊加各類專題數據,實現對國土空間規劃、建設用地規劃、產業園區建設規劃、重大項目分布、民生設施建設規劃等城市規劃建設成果的三維數字化展示,打
273、造經開對外展示的窗口,提升城市形象與招商競爭力,提升市民對經開宜居宜業城市價值的認同與歸屬感,拉動置業消費。圖 120 經開區三維展示系統3案例總結經開區“智慧城市”數字孿生平臺,由 CIM 平臺、大數據平臺、物聯網平臺、綜合運維等平臺多源匯聚,將數據進行耦合,從不同的維度不斷夯實經開區“智慧城市”底座。其中,孿生平臺構建了西安市經開區大范圍空間數據資源,接入 5 萬余個城市部件的數字模型及數據,完成了經開區全域的海量空間數據搭載,其數字孿生場景的還原度達到 90%以上。項目充分利用 CIM 平臺、大數據平臺、物聯網平臺、人工智能等新興技術整合城市資源要素,組織發改、資規、環保、城管等 23數
274、字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)172個部門多個應用場景接入,打通經濟發展、社會治理、應急指揮、生態環境、交通出行、公共安全、市場監管、城市管理、城市規劃、城市建設等部門信息系統,全面整合政務數據、企業數據、物聯網和互聯網數據。項目運用大數據和人工智能技術,充分挖掘海量數據價值,進行多維度數據融合碰撞分析,建設集態勢感知、監測預警、決策支持、聯動協調等功能與一體的“城市大腦”,可實現對西安經開城市業務功能的分析研判和集中管控,按照“平戰結合”的原則,“平時”進行城市運行監測和領導輔助決策,“戰時”為突發事件應急處置和重大活動保障提供數據和能力支撐。(十四)騰訊云微瓴南京市紫云
275、智慧廣場可視化運營管理平臺項目(十四)騰訊云微瓴南京市紫云智慧廣場可視化運營管理平臺項目申報單位:騰訊云計算(北京)有限責任公司1案例概述白下高新紫云智慧廣場項目,位于南京市主城秦淮區、是白下高新區的重要組成部分,是南部新城的先期啟動區和核心區,亦將建設為金陵智造創新帶龍頭項目。項目用地面積約 4.03 萬,總建筑面積約 28 萬,其中地上建筑面積約 17 萬,地下建筑面積約為 11 萬,縱享多元交通和完善配套,規劃產業集科研辦公、總部基地、配套商業、配套酒店于一體,“依托智慧綜合體、面向全區”,推動發展,創贏未來。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)173圖 121 騰訊云微
276、瓴南京市紫云智慧廣場可視化運營管理平臺項目2應用場景場景 1:工程項目全要素化管理本項目通過中控中心可視化運營管理平臺,實時掌握園區內各系統的運行情況,結合園區數字化管理和運營服務要求,構建園區智能感知網絡,通過設備加裝傳感器等方式將 44 臺電梯、2443 臺空調、201 臺門禁、1050 個視頻監控等設施設備與物聯網平臺連接,實現園區內人、事、物的狀態的實時監測及園區運行狀態的數字化管理,提升服務效率。場景 2:智慧化服務平臺構建了園區物聯感知設施統一集中式管理體系,并將園區安防、消防、通訊、一臉通、信息發布、管網設備、能源監控、停車管理、會議管理等多個系統整合到統一的平臺中,實現各系統的
277、信息交互共享,聯動互動。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)174場景 3:智慧化安防本項目結合人工智能、大數據等技術為園區建立更智能的安防系統,全面監管園區內人、房、企、物、事、情等要素,提升人防、物防與技防三方面能力,有效預防和應對違規及異常行為。項目主要包括門禁系統、監控系統、消防系統等,利用高新技術設備實現對園區內人員、車輛等元素的實時管控,確保安保人員可通過指揮中心大屏、操作臺、手持式移動平臺、穿戴裝置等多終端協同聯動,更高效完成信息采集、安全巡視與風險偵察。系統可識別異常情況自動報警,調派就近安保人員前往處置,鎖定并發現可疑人員,追溯行動軌跡,輔助人員辦案。場景 4
278、:智慧化節能傳統的 BA 自控系統存在數據孤島、局部控制等瓶頸,無法利用 BA 自控系統使得空調系統長期穩定運行在最優水平。本項目基于微瓴操作系統構建 AI 能效智控解決方案,基于園區供水、供電、供氣、供熱等管網系統數據,實現三維管線數據、三維地表數據、建筑以及景觀數據、能源設備數據的透視,以數據驅動的決策支持。同時,通過能源設備和關鍵節點進行位置、屬性、運行狀態等數據對接,動態采集空間環境實時數據,積累空調系統歷史運行大數據,利用機器學習技術,采用機理能耗預測模型與數據驅動能耗模型相融合的方法,針對各設備分別建立機理預測模型和數據驅動預測模型,共同實現能源系統總功率的預測。數字孿生城市技術應
279、用典型實踐案例匯編(2022 年)175場景 5:智慧化運維平臺支持園區智慧化運維,包含了設備管理、節能管理、安全管理、告警管理、工單管理等功能,通過人工與信息化管理相結合方式,構建園區出入安全、水電氣運行安全、設備運行安全等子系統,實現園區全過程智能化監控、記錄、分析、管理,利于查找隱患、總結經驗,為解決園區運管難題提供決策依據。依托 AI 能力,提高園區水、電、設備的能源利用效率,降低能源消耗成本,提高園區租賃區、會議場所、商業場所等利用率,通過信息的及時發布、預定的科學安排,降低園區配套資源的浪費,提高人員的工作效率,節約人力資源。3案例總結本案例中,數字孿生全要素新基建底座園區扮演建筑
280、內信息匯流、數據管理、技術能力導入、跨系統聯動支撐的關鍵角色,為產業新基建與數字新經濟帶來新的思路與新方向探索。數字孿生全要素新基建底座發揮協調整合建筑自動化(BA)、通信自動化(CA)、辦公自動化(OA)、安防自動化(SA)、消防自動化(FA)等各傳統園區樓宇系統的能力,解決系統間難以聯動、運維效率低落、缺乏終端用戶體驗及增值應用等普遍問題。通過數字孿生全要素新基建底座的連接及賦能,解決并優化產業現況下傳統樓宇系統存在的問題,實現通過數據聯通及智能化支撐跨系統場景、在數據融通及應用集成的基礎下提升運營質量、在觸達用戶類型的拓展下使更多群體享受到其應用服務等,其應用成效如下:數字孿生城市技術應
281、用典型實踐案例匯編(2022 年)176融通數據,連接智慧。通過數字孿生全要素新基建底座中面對生態合作伙伴的開放接口,為各種應用提供完善的跨系統數據存取、指令下發等支持。平臺中人工智能、機器視覺、數據分析、業務邏輯、設備監測、計費支付、空間服務、三維展示等模塊,作為可彈性調用的技術服務,賦能各類行業場景及跨系統應用發揮智能化價值。強化管理,深化運營?;跀底謱\生全要素新基建底座提供的人對人、人對物及物對物跨系統終端連接存取能力,有助于應用端實現各種維度及顆粒度的管理需求,提供細致化、可追溯、可視化的運營數據作為統計、分析、優化及評核的依據,增進對應用場景的掌控程度而實現精細化管理,并可通過系統
282、聯動及自動化提升運營效率及優化運營成本。C 端觸達,增值閉環?;跀底謱\生全要素新基建架構將終端用戶(C 端)元素融入行業場景,通過平臺連接社交網絡上的億級的用戶,為各類用戶打造智慧化有感服務,同時,通過產業物聯網將樓宇應用的影響力推廣至社區及城鎮級別。宏觀而言,在物聯網時代變革下,連接萬物、觸達各類用戶與串聯事件信息流,將能促成跨系統多元應用場景的迸發,通過各類用戶連接誕生更多商業模式而造就行業質變與演進。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)177(十五)航城街道基層治理能力和治理體系現代化智慧服務平臺(十五)航城街道基層治理能力和治理體系現代化智慧服務平臺申報單位:豐圖科技
283、(深圳)有限公司1案例概述為貫徹落實習近平總書記提出的“推進國家治理體系和治理能力現代化”的重大決定,本項目為深圳市寶安區航城街道建設“航城街道基層治理能力和治理體系現代化智慧服務平臺”,進一步提升航城街道在安全生產監督管理、社會穩定、經濟服務、民生服務等領域的治理與服務能力。航城街道基層工作中面臨著基礎數據采集任務重、難度大、人流資源有限、安全隱患排查效率低等問題,迫切需要創建新模式以提升基層的工作效率。航城街道在人才引進、招商引資、城市更新等方面持續推進,各類管理要素底數需要更新完善。街道各業務辦自身數據與區大數據局數據割裂明顯,需統一整合各類數據,提升基層工作的治理、服務能力。此外,“重
284、建設輕運營模式”問題嚴重制約了基層持續高效地開展工作,急需構建長效的數據更新運營模式和可持續的鮮活數據保障機制,為基層工作提供長期保障。航城街道基層治理能力和治理體系現代化智能服務平臺主要采用“資源整合、優勢互補、大數據挖掘分析、服務基層實戰應用及領導宏觀決策”的思路進行建設,以進一步提升航城街道在安全生產監督管理、社會穩定、經濟服務等領域的治理與服務能力。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)178圖 122 項目總體架構設計2應用場景場景 1:打造智慧航城三維數字底板,夯實基層各項工作的數字基礎項目依托無人機、傾斜攝影、激光掃描、實景三維建模等測繪信息技術,構建覆蓋 45.6
285、2 平方公里的全街道及機場區域的精細實景三維建模;覆蓋全街道及機場區域的實景建筑物單體化模型,包括單體化樓棟模型紋理數據、沿街商鋪紋理數據等;對航城街道草圍社區等重點區域的約 600 棟建筑物、約 20000 戶進行分層分戶建模。同時圍繞街道、社區、網格三級管理中的關注點,整合街道已掌握的人口數據、房屋數據、建筑物數據、場所數據、商事主體數據等以及社會企業的語義地址大數據、法人數據,形成以“實景三維空間+人、房、企、建筑物、場所、事件”為核心管理要素的基層數字底板,為基層各項工作的高效開展夯實數字基礎,以智能匹配能力減少線下 60%的核實工作量。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022
286、年)179場景 2:構建智慧航城宏觀決策一張圖,“一屏”掌控社區運行態勢從基層治理與服務的角度出發,平臺通過數據治理與分層入戶,并將重點人員數據、社會治理事件數據、企業經濟數據等落到社會管理最小單元(房屋),構建房屋畫像、人口畫像、企業畫像、事件畫像、場所畫像等,實現“一屏”掌控社區的日常運行態勢。場景 3:構建實戰化應用,提升基層社會治理工作效率基于構建的數字底板和智能分析平臺,開展智慧城市治理的相關應用,主要包括火災隱患及消防管理監察、重點人員行為分析、重點企業監察、生成考核評價報告,賦能精細化社會治理,全面助力航城街道實現基層社會治理能力和治理體系的現代化和智能化轉型。安全生產專題(火災
287、隱患及消防管理監察)。實現對火災隱患統計數據、街道消防事件高發原因、高發行業、高發時段等進行統計分析,并預警會發生某些類型的高發事件,將預警信息提前推送給處置人員進行提早干預。社會穩定專題(重點人員行為分析)。通過標簽體系管理、人員分類管理、責任主體劃分、規則設置、人員信息庫、數據管理、授權管理等,對街道各吸毒人員、涉邪人員、精神障礙患者等重點人員進行統一匯聚整合,提供人員數據清洗、數據比對、數據分析等功能,分析重點人群是否存在異常,并提供相應的預警分析。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)180經濟服務專題(重點企業監察)。在融合各業務科室企業相關數據的基礎上,獲取轄區重點園
288、區企業上班情況數據,結合重點園區企業用水及用電數據進行綜合分析,動態分析及展示重點園區企業經營狀況,對勞動信訪、勞動爭議、勞資糾紛等事件進行預警分析,對轄區經濟運行態勢進行動態分析??己嗽u價報告。結合區考評辦法,按月、季度、年度,對街道各部門、各部門工作人員進行考核評價排名并生成可視化評價報告,幫助領導全面掌握工作成果。圖 123 航城街道現代化智慧服務平臺高精細地圖展示3案例總結本項目通過對航城街道范圍地理信息數據生產及部門核心管理要素數據的整合,以及智慧服務平臺的開發、部署、運行,對項目建設中所涉及的數據處理、應用及地圖應用開發進行了卓有成效的梳理和規范。在數據加工、管理、服務發布、應用方
289、面實現了自動化和半自動化,具有良好的效果;在數據共享方面,依托區大數據數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)181平臺、政務云及基礎數據管理系統等信息化基礎設施,逐步建成了市、區地、街道數據“共建共享、聯動更新、協同服務”的長效運行管理機制,滿足了市、區間縱橫連通需求,實現地圖和政務信息資源共享及可持續利用,為基層治理工作打下了扎實基礎。(十六)張江科學城元宇宙城市空間(十六)張江科學城元宇宙城市空間申報單位:上海維智科技信息有限公司1案例概述維智科技 PGVerse 作為空間計算技術平臺,可實現無縫式室內室外的場景動態感知、實時高精定位和動態 3D 云交互,賦能手機、車機、眼鏡
290、、機器人等 XR 智能終端,讓機器具備與自動駕駛同量級的智能感知與定位能力。PGVerse 以“空間即入口”,作為城市元宇宙數字基座運營服務商,支持基于城市空間各類場景應用。目前 PGVerse 已經在多領域開展規?;纳虡I落地,實現了上海張江4.1 平方平方公里的“張江科學城元宇宙城市智能空間”建設,打造了政務、商業、文旅、營銷等 8 大核心應用場景,包括商業消費、城市治理、園區管理、智能導覽等場景的“元城市”空間智能交互,是上海市“以虛強實”的元宇宙科技應用典范,成果受到上海市政府以及行業的高度認可,同時張江也成為上海元宇宙重點建設基地。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)
291、1822應用場景場景 1:張江人工智能島園區級元宇宙場景應用在張江人工智能島進行元宇宙導覽,人們只要通過云平臺移動終端即可進入 AR 場景,并可召喚園區虛擬形象小 Z 機器人進行自由導覽,由它帶領游客對園區進行完整的游覽體驗。園區治理云平臺通過對所處周邊環境的識別,便可讓周邊信息躍然于空間之中,且與實景建筑物和智慧設備精準匹配關聯。通過虛擬形象的講解輔助導覽,對島內的數字化成果進行講解和說明,這給大多數自由參觀以及園區內辦公生活的人員提供直觀便捷的服務。園區治理云平臺打造了可交互、可體驗、可運營、可持續發展的城市元宇宙空間,助力園區精細化運營管理模式創新升級。面向園區管理者和治理者,提供園區設
292、施的實景治理、招商招租、空間公告牌、虛擬廣告運營等服務;面向園區訪客提供園區實景導覽、實景導航、企業設施講解、訪客虛實融合合影、訪客空間簽名、留言墻等服務;面向園區工作人群,提供園區內商業和生活信息、3D空間菜單、虛擬文化活動及游戲體驗等服務。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)183圖 124 元宇宙園區場景 2:張江城市元宇宙空間依托于數字孿生的空間計算引擎、AI 自學習技術,打造張江城市元宇宙,建立一個 1:1 張江科學城的數字孿生底座,融動態和基礎地理時空數據、張江和園區的企業、商業和配套基礎數據,通過高精地圖采集、空間計算和定位、數據接口,云渲染等技術,完善元宇宙基礎
293、設施和更新迭代。城市元宇宙數字底座一次建設,重復使用,統一空間數據格式和規范,空間數據持續維護更新。通過上述底座和平臺的建設,可以打造一個開放型生態平臺。實體賦能:元宇宙室內外導航,利用 AR 現實增強技術,在實時的真實道路畫面基礎上,由虛擬模型、箭頭、虛線等元素為用戶導航,指引方向。元宇宙商店:虛擬人導覽,由虛擬人對來訪客戶進行商場介紹,產品介紹,通過元宇宙方式進行點菜、導覽。元宇宙咖啡體驗館:通過不同的咖啡 3d 菜單,進行咖啡選擇。元宇宙門店大眾點評:直接頭飾元宇宙商區各類商鋪,可對門店進行評價,下單,點評。元宇宙福袋優惠券可以在元宇宙空間里進行隔空搶紅包。元數字孿生城市技術應用典型實踐
294、案例匯編(2022 年)184宇宙招商:張江元宇宙未來之城,通過元宇宙工具能夠直接看到樓宇信息,招租價格,戶外大屏,3D 大型 LOOH 廣告牌,區域服務生態和產業生態情況。元宇宙政務:能夠直接感知公共基礎設施信息、包括地下管線、樓宇 BIM 和城市治理信息。圖 125 元宇宙城市空間3案例總結從用戶角度,治理側:通過城市元宇宙平臺,服務政務元宇宙、各類場景應用,讓園區的管理能力和效率提高 30%。終端用戶側:物理空間不再有物理的限制,空間即入口,空間直接承載信息、服務和體驗,創造無限虛實融合的可能;商業用戶側:空間即入口,更加精準、快速和低成本地觸達目標客戶群,為客戶提供隨時隨地的元宇宙服務
295、模式;讓虛擬餐廳、虛擬咖啡廳、虛擬銀行無處不在。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)185從技術角度,建設相對完善的元宇宙基礎設施,帶來元宇宙產業生態的繁榮;統一空間數據格式和規范,促進元宇宙企業間體驗和數據互通;城市孿生底座一次建設,重復使用,提升效率和節省成本;空間數據持續維護,更新更豐富多元的商業、生活、文旅空間的元宇宙場景。(十七)無界智慧亳蕪產業園項目(十七)無界智慧亳蕪產業園項目申報單位:蘇州美舫科技股份有限公司1案例概述無界智慧亳蕪產業園項目數字孿生系統依托于 BIM、GIS、物聯網、大數據、人工智能等技術,以 BIM 數據、影像數據、三維模型數據、空間數據等為基
296、礎,構建亳蕪智慧園區 34 平方公里數字孿生底座,并結合園區物聯感知和業務信息數據形成數字孿生園區有機綜合體。該項目通過物聯感知能力,全面感知園區運行態勢,包含園區內監控、智慧井蓋、消防設備、智慧大屏等設備的運行狀態管理;對園區內空間與設備、空間與人、人與物等所產生的數據進行管理。平臺以空間數據為基礎,結合園區物聯感知設備和園區的系統服務,延展出園區八大主題應用,幫助園區提升資源運用的效率,優化園區管理和服務,促進園區產業高質量發展。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)186圖 126“智慧亳蕪”平臺架構圖2應用場景場景 1:園區駕駛艙園區駕駛艙模塊動態呈現園區整體綜合運行狀態
297、和各項指標數據,總覽園區地上地下空間,包含 34 平方公里地形、道路、水文、建筑、植被、地下管網等。集成各主題運行面板,綜合呈現交通、安防、消防、通行、能源、綜合管理、環保等各項主題數據和實時動態數據,同時展現園區各類智能設備位置、設備信息、實時感知數據等內容。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)187圖 127 園區駕駛艙圖 128 園區企業分布場景 2:園區智慧消防智慧消防主題,集成消防各類前端感知設備,呈現設備運行狀態和實時數據,對樓宇內設備分布、設備故障、突發火情等各類突發事件的發生地、實時態勢、處置情況等信息進行可視化監測。場景 3:園區智慧安防智慧安防主題,集成園區
298、的視頻監控平臺,提供安全態勢監測一張圖,對重點人員、車輛、區域、告警事件等要素進行實時監測,數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)188對重點人員和車輛的出現進行告警和跟蹤,支持安防報警事件快速顯示、定位,支持重點人員和車輛行駛軌跡追蹤,支持實時調取事件周邊監控視頻,有效提升園區安全管控效率。場景 4:園區生態環境生態環境主題,對于園區環保運行狀態和各項指標數據進行可視化展示。結合已經建設的環保設施,聯動查看環保設施分布、環保設施運行狀態。對重要污染源進行標記和統計;對空氣質量指標數據進行統計。場景 5:園區智慧通行智慧通行主題,對 2.5 產業園各樓層、各辦公區進行通行管理,對
299、門禁、閘機狀態進行展示。對于主要出入口、公共區域的攝像頭分布情況進行展示,并可與設備進行聯動,實時調閱現場視頻。對樓宇的人員通行數據進行統計分析和展示,展示人員經過信息,統計通行人數。對告警人員和事件進行實時報警。場景 6:園區智慧交通智慧交通主題,對園區整體交通態勢進行呈現,對主要交通路口的交通流量進行分析呈現,綜合呈現園區主要路段的擁堵狀態。統計主要路段、路口的過車數量及統計分析。對交通事件,交通事故進行預警和報警,并可定位至事件發生地調取周邊監控;綜合呈現各類型車輛、道路、事件等交通數據信息。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)189場景 7:園區智慧能源智慧能源主題,對
300、園區水、電、氣、熱各項能耗運行指標進行展示與分析。對園區各廠區及企業水、電、氣、熱使用情況及各項指標進行統計和展示。對樓宇內空調、照明等線路進行呈現;對園區主要能耗設備位置,狀態進行展示。場景 8:園區經濟運行園區經濟主題,通過二維三維結合的形式整體呈現園區各項經濟運行指數,包括產業規模、產業分布、企業數量、稅收等數據。呈現園區招商動態信息,統計招商各類數據。呈現園區企業服務中心的各項政策指標數據,統計企服中心的服務事件數量、進度、效率等數據。3案例總結無界智慧亳蕪產業園數字孿生系統作為智慧園區建設載體,可以有效地帶動高新技術產業以點帶面,以面帶全的高速發展,可以快速高效地提高園區建設效率,為
301、智慧園區建設提供源源不斷動力,樹立智慧園區的“明信片”。在園區數據層面,無界智慧亳蕪產業園數字孿生系統集成園區時空大數據,還原園區34平方公里地上地下全場景要素,包含地形、水域、建筑、植被、地下管網等,數據格式覆蓋二維柵格數據、矢量數據、高程數據、三維模型數據等,并能夠通過服務形式對外部應用部門提供數據支持。幫助園區管理者了解園區地上地下空間結數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)190構、豐富完善園區基礎時空數據庫、同時對園區管理和規劃提供了一張圖的支撐。在園區物聯感知層面,無界智慧亳蕪產業園數字孿生系統接入園區上萬路物聯感知設備,包含項目一期二期監控設備、智慧消防設施、智慧井
302、蓋、智慧大屏等。通過數字孿生系統能對園區全類別物聯設施進行統籌管理,并通過業務信息和地理位置數據將物聯設備進行關聯性聯動,有效提升物聯設備的信息傳遞效率和設備管理效率。在園區招商層面,無界智慧亳蕪產業園數字孿生系統通過3D渲染的方式呈現了園區區位優勢、園區發展規劃、園區用地規劃、園區企業政策、免審即享政策等內容;通過數字孿生系統能夠查看各地塊用地屬性、整個園區以及亳蕪現代化產業園樓層內企業分布、企業享受政策等信息,能夠幫助園區在招商端進行展示,輔助企業選址,提升園區形象。在園區運營方面,無界智慧亳蕪產業園數字孿生系統構建的八大主題業務模塊,信息覆蓋園區各業務系統,將單一的智慧場景串聯為綜合性智
303、慧應用,有效提升園區通行、安防、交通領域事件的處理效率,為園區打造從合理規劃、到高效運維、再到精準預測的業務閉環,幫助園區塑造可持續發展的園區生態系統。四、一網統管類四、一網統管類一網統管類應用面向城市運行與社會治理,通過數字孿生技術實現城市治理要素、對象、過程、結果等各類信息的全息全景呈現,數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)191將數字化延伸到城市治理末端,實現政府監測預警、分析研判、監管執法、決策指揮和救援實戰等能力的綜合提升。當前已形成一批基于城市信息模型(CIM)基礎平臺在城市運行監測、智慧排水、智慧住建、城市更新、橋梁健康監測等領域的應用示范案例。一網統管類數字孿生
304、應用建設成本較高,數據基礎要求較高,場景仍以建模渲染等可視化、城市靜態實體管理為主,數字孿生的虛實互動、智能決策等價值沒有發揮出來(一)南寧市城市信息模型(一)南寧市城市信息模型(CIM)基礎平臺建設項目)基礎平臺建設項目申報單位:北京飛渡科技股份有限公司1案例概述近年來,住房和城鄉建設部指導廣州、南京等城市開展 CIM 基礎平臺試點工作,通過融合遙感信息、城市多維地理信息、建筑及地上地下設施的建筑信息模型(BIM)、城市感知信息等多源信息,探索建立表達和管理城市三維空間全要素的 CIM 基礎平臺。南寧市 CIM 基礎平臺建設項目充分利用大數據、GIS、BIM、物聯網、云計算等技術創新和實踐經
305、驗,構建宏觀微觀、地上地下、室內室外一體化的 CIM 數據底板,接入城市運行數據,構建集數據匯聚與治理、CIM 場景創建、CIM 共享服務于一體的 CIM 基礎平臺,探索智慧排水、智慧住建等“CIM+”應用,并與現有相關業務系統無縫銜接,作為掌控城市全局信息和空間運行態勢的重要載體,為城市規劃、工程建設、公共管理、公共服務和智慧城市運行提供支撐,推動城市“規、建、管、服”全流程決策智能化和科學化。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)192具體建設內容包括:一是推進南寧全市域全領域全過程數據數字化建設;二是構建 CIM 數據底板,匯聚南寧現有基礎數據,完成CIM 數據治理,初步實
306、現城市的數字孿生;三是建成 CIM 基礎平臺,提供三維可視化表達和服務引擎、工程建設項目各階段信息模型匯聚、管理與分析等核心功能,建設數據匯聚管理、服務網關、可視化分析、場景組裝、數據共享、物聯感知、開發者中心、運維支撐等模塊,為智慧城市應用提供各類數據、服務和應用接口,滿足業務協同、信息聯動的要求;四是推動 CIM 基礎平臺在智慧排水、智慧住建等領域的示范應用,建設一批有示范效應的“CIM+”應用案例。2應用場景場景 1:CIM+智慧排水構建 CIM+智慧排水應用,充分利用物聯網、云計算、移動互聯網和模擬仿真等信息技術,全面覆蓋排水資產現狀評估、規劃、運行監管、維護養護、應急調度、地上地下一
307、體的水力模型分析及排水行政管理全生命周期,基于大屏展示各類專題信息,協助管理者及時掌握排水管網運行狀態以及智慧決策。具體功能包括:地圖基本操作、管網追溯分析、橫斷面縱剖面分析、隱患點管理、設施統計查詢、氣象信息接入、易澇點水位監測、水質監測、內澇模擬三維展示等。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)193圖 129 CIM+智慧排水設計圖地圖基本操作。融合 CIM 基礎平臺數字底座,結合污水廠、雨水、污水、雨污合流、河流、湖泊等各類基礎數據實現三維場景展示,實現圖層展示、隱藏、疊加展示等功能;提供基礎的三維工具,包括地表透明、地表開挖、剖切等地圖工具;支持展示各類管網數據的屬性和
308、全生命周期信息,實現基于三維管線數據的多維度展示。管網追溯分析。選擇一根三維管線,提供上游溯源和下游追溯的功能,分別找出上游、下游連通的所有管線。橫斷面縱剖面分析。選擇一段或多段三維管線,實現對其橫斷面、縱剖面的查看,可以有效查看管線與地面的距離以及管線的坡度、直徑等信息。隱患點管理。提供易澇點、斷頭淤堵點等管線隱患點的管理,以及隱患點的空間分布和類型描述。設施統計查詢。實現對排水管線設施、水質水量監測設施的統計與查詢,包括:(1)設施查詢:支持選擇設施圖層,在三維場景數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)194中圈定范圍進行查詢,查詢所有圖層的排水設施并以列表顯示;(2)設施統
309、計:對排水管線設施、水質水量監測設施進行統計,統計雨水井、管線數量、長度、條數等信息。氣象信息接入。接入雨量計監測設備,對下雨氣象信息進行實時監測和反饋。易澇點水位監測。對城市易澇點進行水位監測,通過水位計實時查詢當前水位狀況,當水位超出閾值是進行預警。水質監測。對城市河流、湖泊等地段進行水質監測,監測 COD、SS、TP 等水質污染物的指標值,當超出閾值時進行預警,實時反映水體的健康狀況。監測數據統計分析。對接入的物聯網設備數據進行統計分析,展示實時數據和歷史數據,通過曲線圖的方式反饋水質水量監測指標值的發展趨勢。內澇模擬。結合真實內澇場景,采用三維動態模擬的方式對城市內澇風險進行模擬仿真,
310、通過一天的雨量數據模擬城市的水淹演變情況。場景 2:CIM+智慧住建面向住建部門,實現基于 CIM 的住建數據整合、業務融合,以及現有信息系統的一體化整合,搭建住建部門的數據中臺,建立統一門戶與用戶中心,對房地產監管、保障房管理、城市更新、建筑行業等業務進行全方位可視化統籌管理。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)195圖 130 CIM+智慧住建設計圖房屋管理。構建房屋管理專題應用,提供商品房、保障房、政策性住房等各類典型場景展示,以及房屋全生命周期管理各項業務應用。城市更新。構建城市更新專題應用,提供城市拆遷、舊房改造、項目實施等各類典型場景展示,搭建業務數據中臺,提供數據
311、全方位展示及應用。建筑行業管理。構建建筑行業專題應用,實現各類建筑企業管理,對建筑施工、建筑質量檢查等相關業務進行集成管理,提高行業監管水平。公共設施管理。集成城市各類公共設施數據,構建公共設施專題應用,提供設施管理、設施統計以及設施分析應用等功能。3案例總結應用成效。南寧市 CIM 基礎平臺提供統一的資源搜索入口,實現了服務資源的統計與展示以及 CIM 資源加載與集成展示,提供場數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)196景集成展示、場景管理、場景查詢和平臺分析等功能。項目自上線以來已接入 1000 余項數據服務,累計服務調用次數超 1 億次,支持8 個“CIM+應用”建設,二
312、三維數據使用率提升了 43%,數據加載速度提升了 56%,信息化系統建設效率提升了 40%,為數字孿生城市建設打下了堅固的基礎。創新點。一是具備南寧市數字化底座自主研發權,CIM 基礎平臺隨著技術發展、用戶需求變化和用戶增長,需要更新迭代升級,按照組件模塊研發,可逐步升級某一模塊或新增模塊,并可服務于南寧市和各城區智慧城市建設。二是融合已有信息化成果,將二維地圖引擎及共享服務系統、排水系統等成果充分利用起來,打造數字化資產運營底座平臺。推廣價值。一是建設 CIM 基礎平臺,是建設數字孿生城市基礎信息平臺和數字資產運營平臺的重要基石,能夠服務于數字南寧以及數字五象、數字青秀、數字江南等智慧城市建
313、設。二是通過自主研發 CIM 基礎平臺,有助于在平臺設計、架構設計、數據治理、軟件研發、平臺運營等領域培養一批信息化人才。(二)宜昌市城市信息模型(二)宜昌市城市信息模型(CIM)基礎平臺)基礎平臺申報單位:宜昌市政務服務和大數據管理局1案例概述宜昌市 CIM 基礎平臺依托城市大腦數字底座支撐環境,引入物聯網、大數據、云計算、智能分析等新一代技術手段,圍繞“一體化管理、全空間表達、標準化共享”建設核心,通過制定統一的標數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)197準規范,融合城市二三維基礎地理數據、各類公共專題數據以及物聯感知數據,構建城市全空間資源池,實現城市各類 CIM 數據的
314、共建共享,激發數據要素資源價值。為了補齊“城市大腦”在地理信息方面的短板,開展宜昌 CIM基礎平臺建設,匯聚、整合全域數據,建立滿足地上地下、室內室外、歷史現狀未來、動靜態數據高效集成的 CIM 數據庫,打造城市數字底板。構建 CIM 基礎平臺,以信息統籌為各部門實施社會管理和社會服務提供數據共享交換基礎,全面提升“城市大腦”的空間服務能力,為宜昌市的發展提供支撐,促進城市建設智慧化升級,提升城市市政基礎設施功能和城市治理效能,開啟宜昌市數字政府和智慧城市建設的新篇章。宜昌 CIM 基礎平臺主要功能如下:一是 CIM 數據歸集管理子系統。提供基礎地理數據、三維模型數據、政務管理數據等相對應的數
315、據質量管控與接入監控功能,從而滿足各類業務系統在統一質量標準體系下運行。二是 CIM 數據綜合展示子系統。提供 CIM 平臺數據的全方位高質量渲染能力,同時提供針對 CIM 數據模型各類分析功能與工具。三是 CIM 數據共享服務子系統。為各部門、各系統提供各類共享服務,包括業務數據服務、圖檔數據服務、服務統一查找、資產目錄查詢、資產目錄配置、數據資產智能搜索等功能。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)198四是 CIM 運維管理子系統。提供 CIM 平臺的后臺管理功能,包括統一用戶管理、菜單權限管理、平臺監控管理、日志監控管理、數據訪問統計等功能。五是 CIM 數據標準體系。制
316、定一套標準規范體系,用以明確各類數據接入整合時數據分類、數據編碼、數據內容與數據結構等相關標準,規范數據使用方式,制訂數據交換與安全準則,有序管理海量 CIM 數據資源,保障數據的一致性、準確性和完整性。六是 GIS 引擎。支持 GIS 引擎基礎功能,包括線數據編輯功能以及在線統計分析功能,支持三方服務接口分發功能,支持分發ArcGIS/百度/谷歌/OpenStreetMap REST 接口。七是建筑信息模型審查標準。適用于建設工程項目信息模型的建立、應用和管理的標準,制訂針對建筑工程項目在 BIM 審查系統提交成果文件的交付標準、實現計算機對模型審查的技術指導標準。八是 BIM 數據管理子系
317、統。提供 BIM 數據線下規整工具、BIM數據線上質量檢測模塊、BIM 數據存儲服務、BIM 數據轉換等功能。九是 CIM 基礎平臺空間檔案分析模塊。提供針對 CIM 基礎平臺上各類三維模型的空間分析工具,支撐 CIM 平臺上層的相關應用場景。2應用場景場景 1:數據大融合,激發數據價值宜昌 CIM 基礎平臺是宜昌城市大腦的公共業務組件,通過統一的標準規范,匯集了 9 個部門合計 6 大類 12 級 251 子類的數據,主數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)199要涵蓋時空基礎數據、資源調查數據、規劃管控數據、工程建設項目數據,融合城市二三維基礎地理數據、各類公共專題數據以及物
318、聯感知數據,構建城市空間地理“一張圖”,打造城市空間數字底座,實現城市各類 CIM 數據的共建共享,激發數據要素資源價值。圖 131 宜昌城市信息模型(CIM)基礎平臺場景 2:城市運行全周期多維分析宜昌 CIM 基礎平臺支持二三維一體的可視化分析能力,實現宏觀、中觀、微觀、建筑單位等不同維度的分析,包括二三維緩沖區分析、疊加分析、空間拓撲分析、通視分析、視廊分析、天際線分析、綠地率分析、日照分析等。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)200圖 132 宜昌城市大腦數字孿生平臺場景 3:綜合應用,城市治理智慧化落地按照地圖服務、數據服務、空間分析等服務類型,目前已經提供了 20
319、0 多個服務,支撐了宜昌市一網統管、自然災害地理信息系統、公安局情指勤輿一體化平臺、環保局流域生態環境監控預警平臺、宜昌市地質災害監測預警平臺、城管局智慧環衛等多個業務系統。如交通領域基于 CIM 基礎平臺對交通系統進行數字仿真,建設了交通數字孿生體系,實現交通仿真推演,為優化決策提供數據依據。在一網統管領域,基于 CIM 基礎平臺繪制了三維空間的全市人口地圖,人-房-戶合一,服務筑堡工程,實現基層精細治理。圖 133 智慧交通全息路口示意圖數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)201圖 134 城市生命線運行監測管理平臺示意圖3案例總結宜昌 CIM 平臺通過二三維一體化、地上地
320、下一體化、室內室外一體化三個方面構建宜昌城市大腦的空間基底能力。二維三維一體化時空數據,平臺提供市域范圍的電子地圖和衛星影像,衛星影像是宜昌 1:1 萬的市域衛片,精度為 2 米,疊加了全域數字高程模型,可以直觀展現宜昌全域的地形地貌。在輕量級的三維數據中,CIM 基礎平臺整合了全市 400 平方公里建筑物白模數據,可以了解全市建筑物體量。將白模數據與生態紅線、詳細規劃等數據進行疊加,可以作為城市建設與城市規劃是否存在偏差,紅線區是否存在違建的依據,白膜數據可以為輕量化的城市管理場景提供三維數據服務。在高精度三維數據上,整合了中心城區和夷陵區 200 平方公里精度為 10 厘米的傾斜攝影數據,
321、新增屈原祠、奧體中心等城市地標景點和建筑精度為 3 厘米的高精攝影。傾斜攝影數據是基于真實城市場景的數字化再現,解決了以往 CIM 數據歸集難、共享難的問題,能為各級各部門場景建設提供高精度大范圍三維時空數據服務。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)202地上地下一體化方面,空間數據疊加了帶地下管線的高程信息,涵蓋藍色的給水管線、深紅色的排水管線等 8 大類數據,助力城市管廊的精細化管理,輔助市政工程建設規劃,極大地降低了施工帶來的管廊損壞風險。室內室外一體化方面,基于 CIM 基礎平臺集成了建筑信息模型 BIM,已將宜昌市黨校、博物館等多個重點場所BIM 模型進行了統一納管,
322、為建筑物日常維護和應急處置提供強有力的支撐。(三)南京市城市信息模型(三)南京市城市信息模型(CIM)基礎平臺)基礎平臺申報單位:奧格科技股份有限公司1案例概述南京市規劃與自然資源局牽頭組織,住建委、發改委、大數據局等多部門協同,啟動南京市 CIM 基礎平臺建設并于 2021 年 3 月1 日正式上線投產使用。南京市 CIM平臺作為智慧城市基礎性平臺,以 BIM 和 CIM 技術融合應用為抓手,以工程建設項目規劃設計方案技術審查為突破口,構建了覆蓋全市地上、地表、地下和歷史、現狀、未來融為一體的全域全時空“城市空間數字底板”和一個全域全空間、三維可視化、虛實融合互動的 CIM 平臺,通過多源時
323、空信息的融合,為“智慧南京”構建了空間底板,實現了城市的一體展現、多維管控,為智慧城市奠定了物理空間的數字化基礎。南京市 CIM 平臺形成了一套 CIM 標準規范、一個 CIM 全息底板、一個 CIM 基礎平臺和相關系統改造與集成對接,在此基礎上,一是匯聚了南京市地理信息、規劃管控、地質、管線等近 200 個數數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)203據圖層,實現了多源、異構海量數據和服務的統一管理和跨平臺調用;二是實現精工白模、三維數據高效解析、多路視頻與 CIM 場景自動融合等關鍵技術突破,探索了建筑物能耗、城市防澇、歷史文化名城保護、不動產 BIM 等一批 CIM+智慧化
324、應用;三是提供了豐富的 API 開發接口、工具包和示例知識庫,通過基礎能力供給,為各行業快速定制 CIM+應用提供了便利,降低了成本。2應用場景場景 1:CIM 高效引擎隨著 CIM 模型規模和復雜性的增加,單機處理多專業海量 CIM模型的存儲、查詢、計算分析與表達渲染變得越來越困難。對于獨立的計算機來說,多個大型場景的渲染或者城市級數量的建筑信息模型渲染具有一定難度,建立 CIM 模型要求則更高,而城市級數量的建筑信息模型要結合地理信息數據進行展示更是對計算機性能有很大的要求,同時也需要非常長的渲染運行時間。因此項目從模型融合設計、數據組織存儲、對象索引、實體幾何表達、圖形渲染等多個環節進行
325、攻關與優化,設計了能兼容二維 GIS、實景三維模型和建筑信息模型 BIM 等各類模型的幾何圖形、屬性一體化存儲方案,采用分布式存儲框架與技術,研究更高效索引技術實現城鎮級、社區級、建筑級、構件級、零件級共五級空間索引,類似金字塔式組織空間網格、網格體塊的索引便于快速查詢空間范圍(二維面)、規劃單元(三維體塊)、建筑群(三維模型)和構件(BIM)。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)204圖 135 BIM 數據與物聯感知數據融合場景 2:數據匯聚融合與存儲CIM 平臺的基礎是多類多維多尺度多時態要素(地形、地質、資源、環境、建筑與設施等)的數據融合建模,通過 CIM 存儲、計算
326、與表達要素在空間拓撲和時間過程上的聯系、演變,以此解決城市巨系統的復雜問題。多源異構數據融合。在遵循公共服務電子地圖瓦片數據規范GB/T35634-2017中規定的 20 級的基礎上,繼續細化到 26 級,比例尺從 1:500 放大到 1:10,其中突出三維特征的 CIM 數據級別主要在第 12 級至 26 級。整合技術框架,建立一套基于 WEB 服務的多源異構數據服務框架體系,實現 BIM 數據與三維 GIS 數據(包括地形數據、三維傾斜攝影數據、視頻數據等)融合的一體化服務。數據融合發布,經過數據資源匯聚、服務聚合發布、平臺服務 BIM 數據與三維 GIS 數據的二三維一體化,通過 SOA
327、P 接口對外提供統一的服務。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)205多源異構數據存儲?;?Hadoop 分布式存儲架構,采用分布式數據存儲作為空間數據庫,建立 Geo 索引,實現海量遙感數據的并行計算,解決傳統數據存儲和調度的性能瓶頸問題。CIM 平臺采用文件索引目錄方式進行數據服務發布,優化和提升了傳統的二三維數據存儲于數據的模式,經檢驗文件索引服務發布方式數據請求及渲染效率更高,吞吐量更大,快速的響應了前端的應用需求。圖 136 城市地上地下一體化展示圖 137 傾斜攝影單體化與數據融合掛接數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)206場景 3:多路實時視頻
328、與 CIM 場景自動融合應用基于啟發式算法的多路實時視頻與 CIM 場景自動融合技術,實現了多路實時視頻與 CIM 場景自動融合。針對無法準確獲得攝像頭空間位置及相機內外參數的問題,基于啟發式算法的模擬退火法研發程序自動計算出攝像機位置、方位及投影矩陣參數,實現攝像頭實時視頻與三維場景快速、精確位置匹配,支持多路視頻與CIM 場景自動融合,相鄰攝像頭實時視頻可無縫銜接,支持投影畸變自動優化改善并提供自定義投影范圍編輯,支持多視頻同步機制,同一時刻支持多達六路視頻同步播放。項目研究了基于現有的建筑物智能識別技術和方法,多技術、多數據融合提高存量建筑的識別效率。場景 4:LOD 高效組織與輕量化渲
329、染采用細節層次模型(Level Of Detail,簡稱 LOD)對包含有二維要素、實景三維模型及建筑信息模型等復雜場景進行高逼真渲染,恰當選擇細節層次模型,確保在不損失圖形細節的條件下加速場景顯示,提高系統響應能力?;诙噙呅魏喜?、抽稀算法的白模數據 LOD 生成技術。結合多邊形合并算法、多邊形抽稀算法、白模在不同 LOD 下的顯示策略等方法,解決了白模數據在視野范圍較大時,在不犧牲幀數的前提下,大片面積很小的模型不可見的問題??勺詣幼杂蛇x擇合并抽稀的 LOD 策略,為高效準確實現白模 LOD 提供了一種有效的解決方案。數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)207多層級 LOD
330、 高效調度?;诙嗉?LOD 調度,利用多種數據處理算法、空間索引技術、數據動態加載及多級緩存等方法,有效提高三維數據調度性能,實現無緩存的高速加載調用。多層級 LOD 輕量化渲染。構建 LOD 的主要難點在于如何建立幾何體的層次細節模型。項目研究了利用傾斜攝影數據生產技術和三維模型簡化技術對傾斜攝影數據和人工模型數據進行 LOD 數據生產,解決幾何體層次細節模型建立的難點問題。場景 5:現狀精模輕量化針對原始 3DMax 數據,通過 complete 烘焙優化處理技術,將單個模型所有的紋理貼圖以及模擬太陽燈光下的模型光影效果合成在一張貼圖上,優化了原有模型紋理數量、減少數據量。合并通道紋理,
331、在優化數據量的同時還具有光感好、色彩絢麗且支持符合材質和多維子材質等優點。用于精細模型的光影效果、明暗關系烘焙,提升城市精細模型效果。圖 138 Complete 烘焙優化處理數字孿生城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)208圖 139 Complete 渲染烘焙前后效果對比場景 6:精模工藝制作城市建筑白模利用精模工藝批量制作白模數據,可實現前端展示效果更加豐富,同時數據量要比全視域范圍精模數據、傾斜攝影數據等小很多,有效支撐了城市三維展示的需求以及應用的需求,有效彌補了沒有精模和傾斜攝影數據的區域,同時解決了數據共享的問題。融合建筑設計思路,結合易智瑞桌面軟件、CityEngine
332、、Adobe Photoshop、Python 以及基于易智瑞平臺自定義開發的工具,實現城市分層白模制作。通過視距控制貼圖顯隱,在電腦屏幕視距 1000 以內顯示分層貼圖,超過 1000 卸載貼圖,顯示未貼圖的白模,以此來展示城市層次感。場景 7:基于“寧建?!备袷降?BIM 高效解析與發布服務根據 BIM 專業化、參數化的特點,建立了構件解析、切片節點參數計算、材質紋理處理、屬性掛接、服務數據寫入等多級自動化流程。將 BIM 數據按建筑、結構、機電等專業拆分后,按流程實現多線程并行處理,并在構件解析環節采用文件流索引策略降低內存負載,在切片節點參數計算環節采用經改進后的方向包圍盒算法數字孿生
333、城市技術應用典型實踐案例匯編(2022 年)209(OBB)提高計算速度,在材質紋理處理環節采用遺傳算法優化貼圖使用率,在屬性掛接環節采用兩級容器讀取策略降低內存負載,在服務數據寫入環節采用直接寫入的策略減少發布步驟。解決了BIM 解析與發布服務的性能瓶頸問題,相比現有商業工具轉換性能提高了 10 余倍。圖 140“寧建?!备袷?BIM 加載到 CIM 基礎平臺效果展示圖3案例總結經濟效益。市 CIM 平臺提供約 190 平方公里現狀三維模型數據共享使用,模型數據建設環節可節省各委辦局投資約一千余萬元。通過市 CIM 平臺成果共享,區級平臺可直接進行二次開發,江北新區、紫東核心區、南部新城等 10 多個片區可節省投資約 3000 萬以上。孵化奧格科技股份有限公司南京分公司等 CIM 創新企業落地,釋放更多就業機會。社會效益。形成標準引領,支撐智慧城市和智慧社會建設,并將研究成果推廣至行標與