经验分享:
城市基础设施,是指保证城市经济生产与居民生活正常运转的各项物质设施的总和,是保证城市生存、持续发展的支撑体系,是国民经济和社会发展的基本要素。而城市基础设施的主要组成部分为能源系统、水务系统、交通运输系统、邮电通讯系统、环境绿化系统、防灾战备系统等。
那么如何运用智能化手段,提高城市基础设施运维管理水平?祝融科技基于数字孪生技术和城市基础设施概念,打造出QuickDTS城市基础设施云解决方案。通过将城市基础设施孪生化,实现多维度、多类型、多指标数据集中管理,为日常运营决策提供依据,为其他业务提供数据基础;通过跨部门的数据整合交互、协调联动、智能化分析,全面地了解各类业务指标集突发事件进展,提高决策的时效性,完成应急指标指挥或者会商决策;通过可视化大屏有序组织展示内容,高效执行汇报流程,体现综合管理水平,向外界充分展示自身良好形象,完成工作汇报,数据展示。
QuickDTS基础设施云通过高质量实时渲染技术,支持城市级大型场景的实时渲染输出;深层优化场景模型、贴图等美术资产及系统性能,同时保证流畅运行与细节展现;提供建筑、道路、山地、海岸等地理信息数据、及温度、湿度、速度、位置等物联网数据在三维场景中的特效显示能力,包括高亮、流线、弥散、透视、渐变等,从而实现丰富的视觉效果;提供三维GIS与实时视频相融合的能力,实现城市重点区域实时监控一张图。
成果展示:
祝融科技QuickDTS基础设施云产品,针对建筑、水务、燃气、热力、电力、通信、应急防灾等城市基础设施领域,通过数字孪生引擎技术,借助历史数据、实时数据以及算法模型等,模拟、验证、预测、控制技术手段,对上述城市基础设施进行精细化数字孪生体构建及全生命周期式的管理。经过7年的技术沉淀和经验积累,祝融科技已在城市能源类基础设施管理、城市水务类基础设施管理、城市交通类基础设施管理、安全防灾类基础设施管理、园区/重点建筑基础设施管理等多个行业取得了优异的成绩。
数字孪生技术作为推动实现企业数字化转型、促进数字经济发展的重要抓手,已建立了普遍适应的理论技术体系,并在产品设计制造、工程建设和其他学科分析等领域有较为深入的应用。在当前我国各产业领域强调技术自主和数字安全的发展阶段,数字孪生技术本身具有的高效决策、深度分析等特点,将有力推动数字产业化和产业数字化进程,加快实现数字经济的国家战略。
祝融科技QuickDTS基础设施云整个架构分为数据采集层、中间服务层、应用层三个大的层次。
数据采集层:数据采集层包含两大类数据的采集,一是空间数据的采集,空间数据是基础设施云平台的静态空间结构的数据,数据采集的来源包含通过正摄影像、倾斜摄影测量、激光点云等方式采集的地面建筑与地形等数据,通过探地雷达与声纳采集的管道等地下数据,以及来自与CAD、BIM、三维模型等数字化图纸系统的数据。将这三部分数据采集后,再通过坐标系统一、误差矫正、数据修复、格式转换等空间大数据治理手段,形成云平台中间服务层可使用的空间大数据;二是各种实时运行状态、指标数据的采集,这部分的数据通过各种传感器、测量设备从各种设施、设备中采集,包含建筑监测数据、能源机电监测数据、综合管线监测数据以及安全监测数据,数据采集后通过物联网网关、NB-IOT/5G等手段传给中间服务层,或者经过边缘智能计算后再传递给中间服务层。
中间服务层:中间服务层包含三部分:数字孪生中台、可视化开发平台、安全管控平台。数字孪生中台首先对采集的空间数据、设施数据、生产数据、运营数据、监测数据进行融合数据管理,并进行数据字典建设、标识解析、元数据管理、孪生体对象管理、孪生关系管理,形成基础设施云的数字孪生体系统,并通过AI规则管理进行运行规则、统计规则、仿真规则、管控规则的设置与驱动,形成具有AI能力的数字孪生中台;可视化开发平台包含三维可视化引擎、二维图表组件库、开发测试环境,提供各种风格场景可视化开发能力;安全管控平台负责应用安全、数据安全与服务安全等安全事宜。中间服务层以API接口的方式向应用层提供服务,接口规范支持RESTful、WebSocket。
应用层:应用层基于中间服务层的接口、开发平台、安全管理平台的能力支撑,构建基础设施监控决策中心,用于基础设施的展示、诊断、预测、处置、培训等,包含园区规划管理、建筑管理、综合管线管理、能源机电管理、安全管理、人员管理、流程管理、资产管理等功能模块。
祝融科技QuickDTS基础设施云平台的技术特性为:
1、基础设施对象化:基于数字孪生体思想,从宏观至微观构建对基础设施的描述模型,实现全生命周期的监控管理、仿真、预测。
2、高质量可视化:三维可视化引擎,集成展示城市、管网、楼宇、场站、设备的细节结构及物联网数据,令复杂的基础设施对人类再无奥秘。
3、反馈控制能力:集成行业智能分析算法,实现跨系统智能仿真预测,指导决策;基于不同的权限策略,实现各基础设施子系统物理设备的开关调节,实现节能减排及突发情况下的事故快速处理。
4、扩展能力:由于数字孪生体具有天然的灵活扩展能力,各类子系统都非常容易纳入到数字孪生体的范畴内,也非常容易通过接口被外界所集成,不必担心形成数据孤岛。
数字孪生技术与国民经济各产业融合不断深化,有力推动着各产业数字化、网络化、智能化发展进程,成为我国经济社会发展变革的强大动力。未来,所有的企业都将成为数字化的公司,这不只是要求企业开发出具备数字化特征的产品,更指的是通过数字化手段改变整个产品的设计、开发、制造和服务过程,并通过数字化的手段连接企业的内部和外部环境。