12月15日,由中國信息通信研究院牽頭舉辦的2020年ICT+深度觀察報告會--數字孿生城市發展論壇在京舉行。大會發布了由中國信息通信研究院牽頭編制的《數字孿生城市白皮書(2020)》。四方偉業作為唯一一家能夠提供完整大數據產品體系的參編單位,受邀參與本次論壇,與各方共同探討構建數字孿生城市發展的思考和實踐。這是信通院發布數字孿生城市白皮書以來首次與大數據產品公司合作共同深化研究數字孿生城市核心能力要素。
四方偉業基于自身多年來在智慧城市大腦及城市運行管理指揮中心(IOC)建設的寶貴經驗,從數字孿生城市核心要素“數據”全生命周期的角度,深度參與了數據融合供給、自學習自優化和可視化呈現等九大核心能力能力,并提供了豐富的落地項目案例。
01.
數據融合供給能力:建立數據資源體系
數據孿生城市建設的核心就是在虛擬世界中以數據驅動的方式來感知城市運行態勢、分析城市管理問題、預測城市發展趨勢,但實現這一目標的前提必須要解決城市多源異構數據的集成融合。通過將城市各種原始的、離散的業務數據以管理對象為關聯標識,疊加在統一三維空間、一維時間之中,通過對各種管理對象的屬性信息、業務狀態信息進行關聯融合,構建以城市管理對象(人、組織、城市部件、建筑物、車輛等)為集成單元的數據融合模型,形成跨領域、跨部門、跨系統的關聯融合數據全息視圖,破解數據碎片化問題,形成有價值的數據服務。
四方偉業在數據融合供給能力方面,為用戶提供從數據接入匯集、數據融合治理、到數據開發服務的完整數據資產管控平臺,為數字孿生城市建設提供標準規范、關聯融合的數據資產支撐。
02.
自學習自優化能力:輔助城市管理決策
自學習自優化的智能決策是綜合運用計算機視覺、機器學習、知識圖譜等人工智能技術,針對某一類型決策問題,構建自我學習、迭代優化的數據挖掘模型,為管理者做出科學合理的分析研判和推演預測。數字孿生的核心是智能決策,而數據挖掘是智能決策的關鍵,它是基于知識經驗沉淀的推理分析,從海量數據中挖掘出隱含的、先前未知的并有潛在價值的一種決策支持過程,其前提是需要借助業務專家和數據算法分析師共同構建數據挖掘模型。
目前很多數字孿生城市項目的建設都提出了智能決策的需求,四方偉業已在城市經濟發展、民生服務、城市管理、應急管理、市場監管、交通出行、公共安全領域積累落地了大量的數據挖掘模型應用:
03.
可視化呈現能力:數字城市“打開方式”
可視化呈現能力是通過圖形引擎,多層次多維度實時渲染呈現數字孿生體的能力。既可以渲染城市全貌場景,又可以展示高精度單體三維模型,實現城市全貌大場景到城市細節,再到城市實時視頻的多層渲染,最終實現城市空間分析、大數據分析、仿真結果等可視化,實現大屏端、桌面端、網頁端、移動端、AR/VR設備端等多終端一體化展示,滿足不同業務應用場景需求。
四方偉業在可視化呈現能力方面,為用戶提供成熟專業的多維可視化產品,實現二維數據圖表、三維虛擬空間、數字沙盤、仿真模擬等多維度可視化場景的自由編排能力,以所見即所得的方式,實現分析與可視化展現的一體化。
未來的“數字中國,智慧社會”的建設,必將走向“大數據+城市三維空間仿真+AI”的融合模式,而四方偉業近年來在相關技術領域全面發力,在諸多智慧城市、智慧園區、工業數字孿生等領域,形成了一系列具有示范意義的成功建設案例。
案例一.
成都高新區構建智慧治理中心
成都高新區智慧治理中心,是數字孿生城市建設的新起點,利用數字化仿真、虛擬化交互等技術,通過對城市各方面的傳感器布設,實現對城市道路、橋梁、井蓋、燈蓋、建筑等基礎設施的全面數字化建模,以及對城市運行狀態的充分感知、動態監測,形成虛擬城市在信息維度上對實體城市的精準信息表達和映射。通過在“數字孿生城市”上規劃設計、模擬仿真等,將城市可能產生的不良影響、矛盾沖突、潛在危險進行智能預警,并提供合理可行的對策建議,以未來視角智能干預城市原有發展軌跡和運行,進而指引和優化實體城市的規劃、管理、改善市民服務供給,賦予城市生活“新智慧”。
場景1:三維模型構筑虛擬數字城市,助力時空分析計算
對建筑物、構筑物通過GIS、BIM等數字化手段形成血肉,搭載IoT物聯感知形成神經系統,在三維可視化平臺建立完整詳細的城市運行狀態。
場景2:可視化感知城市運行狀態,助力實時監測預警
成都高新區智慧治理中心全面感知和監測城市相關領域運行狀態,實時研判城市特定區域出現的異常情況,利用虛擬服務現實,實現對城市規律的識別,輔助態勢預測和政策制定,為改善和優化城市系統提供有效的指引。
l? 經濟運行 風險預警
l? 環境保護 動態監測
l? 應急指揮 及時救援
l? 重大項目 確保推進
成都高新區智慧治理中心建設,利用數字孿生技術實現智慧城市的管理,成功喚醒“沉睡”的數據,以大數據為依據進行相關城市建設決策,實現以虛擬網絡為現實服務的目的,達到智能化、現代化精準映射的要求,成為城市治理、民生服務、社會發展賦能的重要力量。在2020年,成都高新區作為國內10個杰出案例之一入選2020年IDC亞太區智慧城市大獎評選,成為國內智慧城市建設的典型代表。
案例二.
天津數字孿生智慧港口
數字孿生天津港,充分利用可視化、物聯網等技術,依托三維建模模型構建港口的倉庫、堆位、罐區、集裝箱、貨架、船舶等的逐級可視;以出入庫作業、資產監控可視化為重點,集成視頻監控、碼頭泊位、堆場管理、倉庫管理、罐區管理等系統,構建港口的三維展示、監控、告警、定位、分析一體化的三維可視化平臺;達到數據全面集成、信息直觀可視、預警實時智能、處置規范高效等效果,為天津港智能管控中心實現扁平化、集約化運作發揮強大的作用。
場景1:構建數字孿生虛擬港口
通過BIM、三維GIS、大數據、云計算、物聯網(IoT)、智能化等先進數字技術,搭建港區三維仿真場景,在數字孿生空間實現合并、疊加,實現港口從規劃、建設到管理的全過程、全要素、全方位的數字化仿真及可視化展示。
場景2:港區作業動態模擬仿真
結合船舶、堆場、交通、氣象以及物聯網設備和攝像頭等數據,通過三維可視化平臺展示港區全要素的實時動態,可以幫助調度指揮人員準確、實時、全面監測和掌握全港生產作業信息,實現對設備的預測性維護、基于模擬仿真的決策推演以及綜合防災的快速響應和應急處理能力。
場景3:港口智能操控
數字孿生技術對于港口的三維實景仿生可視化展現,實時接收港口各子系統傳回的數據信息并進行梳理、儲存、分析、呈現,總攬全局,協調各方。能實現對各環節的遠程操作、遠程傳話和調度控制,從而加快推動天津港數字化轉型升級,提升港口運營效率。
場景4:虛實融合數據驅動
提供全景視角、港口多維度觀測和全量數據分析,對港口發展態勢提前推演預判,以數據驅動決策,以仿真驗證決策,線上線下虛實迭代,促使資源和能力的最優配置。
天津港運用互聯網、大數據、人工智能等新技術,與港口各領域深度融合,基于數字孿生技術,實現了智慧港口的高精度仿真、全要素監控、精細化管理、智能化交互,基于虛擬控制現實,實現遠程調控和遠程維護,使調度指揮人員能夠對航道、錨地、所有泊位的作業資源進行智能化調度。大幅度提升了全港作業效率,優化了各流程環節,港口裝卸運載效率提升了30%,對本地經濟的引擎作用進一步得到了凸顯。
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展望未來? 探討數字孿生城市發展
在討論數字孿生城市發展未來展望的圓桌會議上,四方偉業專家指出,數字孿生城市建設是一個復雜的系統工程,需要緊緊圍繞數字孿生城市建設愿景,建立一套能夠真實反映城市運行狀況的虛擬城市,以數據驅動的方式來感知城市運行態勢、分析城市管理問題、預測城市發展趨勢。四方偉業基于自主研發的大數據產品和數據挖掘分析服務,可以從大數據資產管控、大數據價值挖掘和大數據價值可視化呈現三個關鍵環節,為數字孿生城市建設提供完整的大數據平臺解決方案。
他表示,目前四方偉業在智慧城市建設領域,已在北京、上海、廣東、廣西、山東、江蘇、重慶、江西、四川、湖南、浙江、云南、遼寧和吉林等地落地多個典型成功案例,為各省市建設數字孿生城市提供技術支撐,協助城市管理者解決數據標準不統一、跨部門數據共享難、數據利用率不高等問題,快速構建集實時感知、協同聯動、業務交互、態勢推演等多種功能于一體的數字孿生城市應用。
未來,四方偉業將積極發揮技術優勢,持續支撐智慧園區、智慧交通、智慧農業、智慧警務、智慧消防、智慧環保以及智慧黨建等智慧城市各應用場景落地,賦能城市高質量發展,營造未來美好生活。