數(shù)字孿生城市物聯(lián)感知融合應(yīng)用-以貴陽(yáng)市為例

1、數(shù)字孿生城市物聯(lián)感知融合應(yīng)用- 以貴陽(yáng)市為例010203基本認(rèn)識(shí)初步踐行后期推進(jìn)目錄PART 1基本認(rèn)識(shí)基本概念現(xiàn)狀問(wèn)題 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)1 、 數(shù)字孿生城市的理解萬(wàn)物皆可數(shù)字孿生“借助更泛在普惠的感知，更快速度的網(wǎng)絡(luò)、更智能融合的計(jì)算，一種更加智能化的新型城市將得以創(chuàng)建，不久后的將來(lái)，以 數(shù)字孿生城市 為代表的新型智慧城市發(fā)展新理念和新模式將成為現(xiàn)實(shí)?！?美國(guó)麻省理工學(xué)院建筑與媒體藝術(shù)教授，美國(guó)藝術(shù)與科學(xué)院院士 威廉J.米切爾“城市從單體建筑，走向全系統(tǒng)運(yùn)行管理。所有的智能建造，意識(shí)，構(gòu)建，全部整合起來(lái)，形成一個(gè)新 數(shù)字孿生 體系?！?瑞典皇家工程科學(xué)院院士、中國(guó)工程院院士，同濟(jì)大學(xué)副校長(zhǎng) 吳志強(qiáng)

2、雄安規(guī)劃綱要中提出“雄安新區(qū)是數(shù)字城市與現(xiàn)實(shí)城市同步規(guī)劃、同步建設(shè)的城市，兩座城市將開(kāi)展互動(dòng)，打造 數(shù)字孿生城市 和智能城市。” 中國(guó)工程院院士鄔賀銓、中國(guó)信息通信研究院院長(zhǎng)劉多“ 數(shù)字孿生城市 ，在虛擬空間再造一個(gè)城市，它是現(xiàn)實(shí)中城市在網(wǎng)絡(luò)中的體現(xiàn)?！?國(guó)家發(fā)展改革委城市與小城鎮(zhèn)改革發(fā)展中心智慧低碳發(fā)展部副主任、智慧城市發(fā)展聯(lián)盟執(zhí)行秘書(shū)長(zhǎng)馮波人物設(shè)備城市部件工業(yè)建筑城市。數(shù) 字 孿 生D I G I T A L T W I N S社區(qū)管理3 、數(shù)字孿生城市 終極目標(biāo)“數(shù)字底板”環(huán)境能源數(shù)據(jù)城市運(yùn)行數(shù)據(jù)交通管理數(shù)據(jù)安防應(yīng)急數(shù)據(jù)真實(shí)城市全面感知交通領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域社區(qū)領(lǐng)域民生領(lǐng)域公共空間人工智能智能

3、語(yǔ)音應(yīng)急管理資源配置河道治理產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)網(wǎng)格化管理圖像識(shí)別環(huán)境監(jiān)測(cè)交通管控車路協(xié)同貴陽(yáng)市數(shù)字孿生仿真城市平臺(tái)環(huán)保領(lǐng)域鏡像再現(xiàn)由實(shí)到虛數(shù)字孿生城市全程監(jiān)控實(shí)時(shí)預(yù)警反饋控制2 、 智慧城市發(fā)展現(xiàn)狀010203044 、 智慧城市生長(zhǎng)進(jìn)程智慧城市城市大腦 監(jiān)控 + 預(yù)警 + 指令 + 執(zhí)行 反饋控制 智能調(diào)度.孿生城市 數(shù)據(jù)共享 +AI 智能 + 云計(jì)算 + 生命體態(tài)特征體系 數(shù)據(jù)融合、超級(jí)運(yùn)算、準(zhǔn)確評(píng)判.數(shù)字城市 三維靜態(tài)屬性 動(dòng)態(tài)物聯(lián)信息 全面感知 虛實(shí)鏡像.智慧城市調(diào)整物理城市運(yùn)行狀態(tài)保持城市運(yùn)行姿態(tài)良好05.物理城市 全域終端數(shù)字化標(biāo)識(shí) 數(shù)字建模 聚附相關(guān)基礎(chǔ)屬性 設(shè)施物聯(lián) 三維可視化孿生數(shù)據(jù)

4、+ IoT 設(shè)施 +AI = 智慧城市5 、 數(shù)字孿生城市遵循的 基本架構(gòu)我們對(duì)系統(tǒng)頂層架構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要分成四層：1 、物聯(lián)數(shù)據(jù)采集層2 、 基 礎(chǔ) 平 臺(tái) 層3 、 應(yīng) 用 服 務(wù) 層4 、應(yīng)用展示層例： 通過(guò)對(duì)測(cè)繪院大樓物聯(lián)感知實(shí)驗(yàn)點(diǎn)建設(shè)需求分析，采用 IoT 物聯(lián)監(jiān)測(cè)平臺(tái)將實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)點(diǎn)的樓內(nèi)設(shè)施資產(chǎn)、能源信息、地塊內(nèi)周邊路燈、井蓋等設(shè)施通過(guò)物聯(lián)設(shè)備及技術(shù)進(jìn)行互聯(lián)，并最終實(shí)現(xiàn)與貴陽(yáng)數(shù)字孿生城市三維仿真系統(tǒng)進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)地面數(shù)據(jù)與三維仿真系統(tǒng)的互聯(lián)互通，支撐三維城市決策系統(tǒng)更多管理決策及應(yīng)用。針對(duì)建筑及周邊附屬設(shè)施進(jìn)行物聯(lián)改造，打造數(shù)字孿生城市系統(tǒng)的示范應(yīng)用。通過(guò)在建筑及周邊附屬地帶安裝各類物

5、聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)施，與現(xiàn)有的三維仿真城市系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行融合，通過(guò) GIS 、 BIM 、物聯(lián)等技術(shù)配合設(shè)施管理（ FM ）可視化規(guī)劃布局建筑及周邊設(shè)施的智能基礎(chǔ)設(shè)施，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)獲取各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線、動(dòng)態(tài)聚附更新人、事、物共建共用的全要素?cái)?shù)字空間地圖，實(shí)現(xiàn)與供配電、給排水、消防、安防、停車場(chǎng)、能源、監(jiān)控等系統(tǒng)設(shè)備的集成，并最終致力于成為以數(shù)字孿生城市為載體的新型智慧城市基石，展現(xiàn)數(shù)字孿生城市物聯(lián)感知的應(yīng)用效果。6 、數(shù)字孿生城市的 技術(shù)前沿建筑可視化狀態(tài)監(jiān)測(cè)7 、數(shù)字孿生城市 IOT 平臺(tái)認(rèn)知何為真正的全要素孿生數(shù)字城市？變配電電梯給排水（堤排）機(jī)房環(huán)境視頻監(jiān)控統(tǒng)一管控智能物業(yè)管理

6、系統(tǒng)智慧物業(yè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)樓宇 BAS 消防CIM+ 事件 +AI配電儀表水泵機(jī)組空調(diào)機(jī)組冷卻塔油機(jī)冷凍泵能耗狀態(tài)監(jiān)測(cè)水電分析運(yùn)行監(jiān)測(cè)與控制用能數(shù)據(jù)報(bào)表智能物聯(lián)應(yīng)用平臺(tái)各類 IoT 產(chǎn)生數(shù)據(jù)儲(chǔ)存風(fēng)機(jī)溫度視頻風(fēng)閥傳感監(jiān)控電動(dòng)水閥險(xiǎn)情定位城市運(yùn)行數(shù)據(jù)環(huán)境能源數(shù)據(jù)安防應(yīng)急數(shù)據(jù)交通管理數(shù)據(jù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)急預(yù)案孿生數(shù)字城市可視化及智慧城市運(yùn)營(yíng)平臺(tái)智慧物業(yè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)The Internet of Things物聯(lián)網(wǎng)由名稱可見(jiàn)，就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上看，物聯(lián)網(wǎng)就是通過(guò)Internet 將眾多信息傳感設(shè)備與應(yīng)用系統(tǒng)連接起來(lái)并在廣域網(wǎng)范圍內(nèi)對(duì)物品身份進(jìn)行識(shí)別的分布式系統(tǒng)。8 、物聯(lián)感知踐知 物聯(lián)網(wǎng)何為物聯(lián)網(wǎng)

7、 ？ ？ ？物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)架構(gòu)模型感 知 層傳輸層應(yīng)用層利用人工智能技術(shù)，云計(jì)算技術(shù)對(duì)融合的信息深度處理、挖掘與決策，就如人體的大腦。通過(guò)無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò)，隨時(shí)隨地進(jìn)行可靠的信息交互和共享，就如人體的神經(jīng)。利用 RFID 、傳感器、二維碼等能夠隨時(shí)隨地采集物體或環(huán)境的信息，就如人體的五官。9 、城市生命體態(tài)特征 體系構(gòu)建痛覺(jué)感受器溫度感受器壓力感受器視覺(jué)感受器味覺(jué)感受器聽(tīng)覺(jué)感受器嗅覺(jué)感受器人體中樞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人體大腦9 、城市生命體態(tài)特征 體系構(gòu)建城市生命體態(tài)特征指標(biāo)基本要素各類資源存量各類資源屬性所有資源狀態(tài)?；咎卣鹘煌ㄕ{(diào)度能源供給防災(zāi)應(yīng)急社會(huì)穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行城市建設(shè)城市運(yùn)營(yíng)醫(yī)療保障生態(tài)環(huán)境人群人流狀

8、況。PART 2初步踐行建設(shè)思路總體架構(gòu)1 、 IOT 平臺(tái)向上支撐的數(shù)字孿生城市主要用途是運(yùn)用信息通信技術(shù)，物聯(lián)感知手段進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，分析、整合城市運(yùn)行核心系統(tǒng)的各項(xiàng)關(guān)鍵信息，配合 3 維仿真城市化平臺(tái)展示。從而對(duì)包括民生、環(huán)保、交通、公共安全、城市服務(wù)在內(nèi)的各種需求做出綜合分析以及智能響應(yīng)。其實(shí)質(zhì)是利用先進(jìn)的信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市智慧式監(jiān)測(cè)和運(yùn)行，進(jìn)而為城市中的人創(chuàng)造更美好的生活，促進(jìn)城市的和諧、可持續(xù)成長(zhǎng)。2 、 IOT 平臺(tái)向下支持 樓宇綜合監(jiān)管智慧樓宇介紹訪客管理智慧停車智慧照明視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)重點(diǎn)人員監(jiān)管3 、 IOT 平臺(tái)向下支持 設(shè)施設(shè)備模型單體空間化基于時(shí)空大數(shù)據(jù)

9、，采用三維展示風(fēng)格，對(duì)樓宇內(nèi)每個(gè)樓層的樓梯結(jié)構(gòu)、安全通道、車庫(kù)、等空間進(jìn)行展示。并且可以查看基礎(chǔ)信息，如：空間結(jié)構(gòu)、空間尺寸、空間面積等信息進(jìn)行直觀查看。真實(shí)場(chǎng)景模擬地下管線空間結(jié)構(gòu)3D 空間展示空間屬性信息空間數(shù)據(jù)： 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) - 空間數(shù)據(jù)4 、 IOT 平臺(tái)向下支持 各類設(shè)施設(shè)備數(shù)字化標(biāo)識(shí)空間數(shù)據(jù)的設(shè)施設(shè)備被賦予基礎(chǔ)信息、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息。管理者可以準(zhǔn)確的查看各類設(shè)備在空間環(huán)境中的具體位置、基礎(chǔ)信息、運(yùn)行狀態(tài)，能源消耗；精準(zhǔn)空間定位設(shè)備明細(xì)管理3D 空間展示設(shè)備異常監(jiān)測(cè)設(shè)備信息管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù) - 設(shè)備數(shù)據(jù)5 、 IOT 平臺(tái)向下支持 設(shè)施設(shè)備實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)感知基于時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)，對(duì)樓宇內(nèi)環(huán)境指數(shù)、

10、樓宇人員考勤、能耗情況、監(jiān)控運(yùn)行比例、今日訪客人員數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。能源消耗監(jiān)測(cè)視頻運(yùn)行監(jiān)控環(huán)境指標(biāo)監(jiān)測(cè)考勤數(shù)據(jù)訪客人員數(shù)據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) - 動(dòng)態(tài)感知數(shù)據(jù)5 、 IOT 平臺(tái)向下支持 設(shè)施設(shè)備實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)感知結(jié)合空間數(shù)據(jù)和物聯(lián)感知數(shù)據(jù)，采用三維展示風(fēng)格，對(duì)樓宇空間內(nèi)各樓層的人員分布數(shù)量，基本信息、當(dāng)前位置、軌跡路徑、等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保樓宇人員的安全。實(shí)時(shí)人員定位人員軌跡跟蹤3D 空間展示各樓層人員數(shù)量統(tǒng)計(jì)人員基本信息人員監(jiān)管系統(tǒng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)異常，首頁(yè)會(huì)及時(shí)的進(jìn)行預(yù)警提醒通過(guò)點(diǎn)擊預(yù)警提醒，及時(shí)彈出告警空間信息通過(guò)點(diǎn)擊具體故障區(qū)，可及時(shí)查看實(shí)時(shí)影像和告警詳情，處理進(jìn)度等6 、 IOT 平臺(tái)向下支持 設(shè)施設(shè)備反饋

11、控制告警處理基于時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)，集中調(diào)取全域監(jiān)控感知設(shè)備及公共信息資源，實(shí)現(xiàn)了突發(fā)事件下的快速定位、信息加載，實(shí)現(xiàn)事前預(yù)防、事發(fā)應(yīng)對(duì)、事后處理、善后完善。7 、 IOT 平臺(tái)向下支持 設(shè)施設(shè)備反饋控制結(jié)合空間數(shù)據(jù)和物聯(lián)感知數(shù)據(jù)，采用三維展示風(fēng)格，對(duì)樓宇內(nèi)每個(gè)樓層的照明設(shè)備開(kāi)放情況、實(shí)時(shí)用電、實(shí)時(shí)故障進(jìn)行監(jiān)管?？梢员O(jiān)測(cè)長(zhǎng)期無(wú)人環(huán)境的異常照明，智能控制照明設(shè)備。實(shí)時(shí)用電實(shí)時(shí)故障異常照明提醒照明設(shè)備開(kāi)放情況智能控制智慧照明8 、 IOT 平臺(tái)向下支持 設(shè)施設(shè)備反饋控制結(jié)合空間數(shù)據(jù)和物聯(lián)感知數(shù)據(jù)，采用三維展示風(fēng)格，對(duì)停車場(chǎng)車位使用情況進(jìn)行直觀了解，對(duì)停車場(chǎng)各類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè) , 同時(shí)還可以輸入車牌查看車輛位置；實(shí)時(shí)車位車輛實(shí)時(shí)進(jìn)出情況車位 3D 空間展示智能尋車車輛類型占比智慧停車PART 5數(shù)字孿生的明天后期推進(jìn)由點(diǎn) - 到線 - 鋪面智慧能源智慧法律智慧口岸智慧生活智慧校園智慧醫(yī)療智慧養(yǎng)老智慧社區(qū)智慧城市空間大數(shù)據(jù)和物聯(lián)感知數(shù)據(jù)的融合首先以“定點(diǎn)”、“定線”、“再到