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數(shù)字孿生智慧城市管理系統(tǒng)
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智慧園區(qū)數(shù)字孿生監(jiān)控運(yùn)維系統(tǒng)
發(fā)布時間:2024-02-27瀏覽次數(shù):237

目前,我國大部分園區(qū)的管理方式都比較粗放,并存在一定的局限性,大多數(shù)園區(qū)缺乏規(guī)劃和布局,同時存在安全、應(yīng)急、能耗、節(jié)能環(huán)保的實(shí)時監(jiān)控和及時反饋。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速推進(jìn),新一輪數(shù)據(jù)驅(qū)動園區(qū)的創(chuàng)新發(fā)展是提升園區(qū)的管理效率新方向。因此,構(gòu)建一個接近于真實(shí)場景的數(shù)字園區(qū)十分必要,另外在數(shù)字園區(qū)實(shí)時監(jiān)測各狀態(tài)和數(shù)據(jù)也是迫在眉睫。智慧園區(qū)平臺的建設(shè),通過技術(shù)手段,帶動產(chǎn)業(yè)、人才的聚集,從而實(shí)現(xiàn)園區(qū)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級,促進(jìn)園區(qū)和園內(nèi)企業(yè)智能化、綠色化、高效化發(fā)展。

在數(shù)字空間,再造一個與現(xiàn)實(shí)物理園區(qū)匹配對應(yīng)的數(shù)字園區(qū),通過構(gòu)建物理園區(qū)與數(shù)字園區(qū)一一對應(yīng)、協(xié)同交互、智能操控的復(fù)雜系統(tǒng),使其與物理園區(qū)平行運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)園區(qū)全要素數(shù)字化和虛擬化、全狀態(tài)實(shí)時化和可視化、園區(qū)運(yùn)行管理協(xié)同化智能化,通過模擬、監(jiān)控、診斷、預(yù)測和控制,解決園區(qū)規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、管理、服務(wù)的復(fù)雜性和不確定性。

數(shù)字孿生智慧園區(qū)管理平臺,通過數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建了一個萬物感知、萬物互聯(lián)和萬物智聯(lián)的智慧園區(qū)平臺,同時通過數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)了園區(qū)總貌、設(shè)備、環(huán)境、安全、環(huán)保的模擬場景,實(shí)現(xiàn)了對智慧園區(qū)的多層級、智能化管控。根據(jù)業(yè)務(wù)不同實(shí)現(xiàn)駕駛艙、安防、能源、環(huán)保、生產(chǎn)、設(shè)備等管理業(yè)務(wù)的可視化。

智慧園區(qū)數(shù)字孿生監(jiān)控運(yùn)維系統(tǒng)1.jpg

1.數(shù)字孿生系統(tǒng)架構(gòu)

感知層:感知層主要包括物理實(shí)體中搭載先進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的各類新型基礎(chǔ)設(shè)施。

數(shù)據(jù)層:數(shù)據(jù)層主要包括保證運(yùn)算準(zhǔn)確性的高精度的數(shù)據(jù)采集、保證交互實(shí)時性的高速率數(shù)據(jù)傳輸、保證存取可靠性的全生命周期數(shù)據(jù)管理。

運(yùn)算層:運(yùn)算層是數(shù)字孿生體的核心,其充分借助各項(xiàng)先進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)對下層數(shù)據(jù)的利用,以及對上層功能的支撐。

功能層:功能層是數(shù)字變生體的直接價值體現(xiàn),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)認(rèn)知、系統(tǒng)分析、故障診斷、預(yù)測推演功能,從而起到輔助決策作用。系統(tǒng)認(rèn)知,數(shù)字孿生體能夠真實(shí)描述及呈現(xiàn)物理實(shí)體的狀態(tài),它是實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生體其它高級和智能化功能的基礎(chǔ)。系統(tǒng)分析可實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生體的狀態(tài)監(jiān)測功能,發(fā)揮對物理實(shí)體的早期預(yù)警作用。故障診斷,通過分析物理實(shí)體的運(yùn)行狀態(tài),了解現(xiàn)象背后的原因。預(yù)測推演,是利用仿真技術(shù)來預(yù)見物理實(shí)體未來的狀態(tài)演變,從而指導(dǎo)當(dāng)前的運(yùn)行決策。

應(yīng)用層:應(yīng)用層是面向各類場景的數(shù)字孿生體的最終價值體現(xiàn),具體表現(xiàn)為不同行業(yè)的各種產(chǎn)品,能夠明顯推動各行各業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

2.數(shù)字孿生系統(tǒng)的典型特征

等價映射:數(shù)字孿生體是對物理實(shí)體的等價描述,是對物理實(shí)體進(jìn)行數(shù)字化而松建的模型數(shù)字孿生體的變化能夠真實(shí)反映現(xiàn)實(shí)世界中的物理實(shí)體的變化。數(shù)字孿生體能夠?qū)崿F(xiàn)雙向映射、數(shù)據(jù)連接和狀態(tài)交互,起到“數(shù)化”、“保真”效果。

實(shí)時交互:基于實(shí)時傳感等多元數(shù)據(jù)的獲取,孿生體可全面、精準(zhǔn)、動態(tài)反映物理對象的狀態(tài)變化,包括外觀、性能、位置、異常等。“實(shí)時”體現(xiàn)數(shù)字孿生體所處狀態(tài)是物理實(shí)體狀態(tài)的實(shí)時虛擬映射;“交互”體現(xiàn)數(shù)字孿生體與物理實(shí)體間存在數(shù)據(jù)及指令互動。

共生演進(jìn):“共生”體現(xiàn)在數(shù)字孿生體與物理實(shí)體同步構(gòu)建,在全生面周期中相互依存,孿生體隨著孿生對象的生長而不斷演變。共智體現(xiàn)在三個層面:孿生體與孿生對象間共享智慧(包括:數(shù)據(jù)、算法)、孿生體內(nèi)部各種孿生模型間共享智慧、不同生命周期階段的孿生體間共享智慧。

預(yù)測優(yōu)化:根據(jù)物理實(shí)體的各項(xiàng)真實(shí)數(shù)據(jù),通過數(shù)字孿生體進(jìn)行仿真,實(shí)現(xiàn)對物理實(shí)體未來狀態(tài)的預(yù)測,預(yù)先知曉未來狀態(tài)能夠輔助用戶做出更合理的決策。根據(jù)物理實(shí)體的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài),通過數(shù)字孿生體進(jìn)行監(jiān)測,實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)不穩(wěn)定狀態(tài)的預(yù)測,預(yù)先覺察即將可能發(fā)生的不穩(wěn)定狀態(tài),使用戶更從容地處理該問題。

建立數(shù)字孿生體的最終目的,是通過描述物理實(shí)體集合內(nèi)在機(jī)理,分析規(guī)律、洞察趨勢,基于分析與仿真對物理世界形成優(yōu)化指令或策略,實(shí)現(xiàn)對物理實(shí)體決策優(yōu)化功能的閉壞。根據(jù)數(shù)字孿生的典型特征,可以得出數(shù)字孿生的體系架構(gòu)。

3.智慧園區(qū)數(shù)字孿生監(jiān)控運(yùn)維系統(tǒng)

(1)設(shè)施管理

園區(qū)數(shù)字孿生可以幫助園區(qū)管理者進(jìn)行設(shè)施的模擬和管理。通過數(shù)字孿生技術(shù),可以實(shí)時監(jiān)測園區(qū)的設(shè)施運(yùn)行情況,預(yù)測設(shè)施的故障和維修周期,提前做好維護(hù)準(zhǔn)備工作。此外,數(shù)字孿生還可以幫助園區(qū)管理者進(jìn)行設(shè)施的規(guī)劃和布局,確保園區(qū)的設(shè)施滿足需求。

(2)人流優(yōu)化

園區(qū)數(shù)字孿生可以對園區(qū)的人流進(jìn)行模擬和優(yōu)化。通過數(shù)字孿生技術(shù),可以實(shí)時監(jiān)測園區(qū)內(nèi)的人流分布和擁堵情況,提前進(jìn)行人員調(diào)度和疏散工作。此外,數(shù)字孿生還可以幫助園區(qū)進(jìn)行人員分布的規(guī)劃,確保人流的均衡和流動性。

(3)交通管控

園區(qū)數(shù)字孿生可以幫助園區(qū)進(jìn)行交通的模擬和管控。通過數(shù)字孿生技術(shù),可以實(shí)時監(jiān)測園區(qū)內(nèi)的交通狀況,包括道路擁堵、停車位利用等問題,提前進(jìn)行交通調(diào)度和優(yōu)化。此外,數(shù)字孿生還可以幫助園區(qū)進(jìn)行交通規(guī)劃和道路布局,提高園區(qū)的交通效率和安全性。

(4)能源管理

園區(qū)數(shù)字孿生可以實(shí)現(xiàn)對能源的模擬和管理。通過數(shù)字孿生技術(shù),可以實(shí)時監(jiān)測園區(qū)的能源消耗和供應(yīng)情況,預(yù)測能源的需求和供給,優(yōu)化能源的使用方式。此外,數(shù)字孿生還可以幫助園區(qū)進(jìn)行能源規(guī)劃和節(jié)能措施的實(shí)施,提高園區(qū)的能源利用效率。

(5)園區(qū)應(yīng)急管理

數(shù)字孿生園區(qū)應(yīng)急管理實(shí)現(xiàn)了GIS平臺的數(shù)據(jù)疊加能力、可視化展示能力、三維空間分析能力,將應(yīng)急物資、應(yīng)急事件、危險源隱患、環(huán)境監(jiān)控、視頻等融合到三維可視化平臺。通過數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)時展示應(yīng)急資源信息,為園區(qū)管理提供了應(yīng)急數(shù)據(jù)信息,提高應(yīng)急管理效率。

(6)安全管理

數(shù)字孿生園區(qū)安全管理實(shí)現(xiàn)了園區(qū)安全生產(chǎn)、危險源等“三重一高”的數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集,為園區(qū)日常的監(jiān)管和應(yīng)急救援指揮提供數(shù)據(jù)服務(wù)。智慧園區(qū)安全管理實(shí)現(xiàn)了園區(qū)企業(yè)的“人、機(jī)、物、環(huán)、管”進(jìn)行可視化的監(jiān)察和預(yù)警,整體提高了園區(qū)安全生產(chǎn)監(jiān)管效能,同時充分利用數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)時監(jiān)測重大安全事故,通過數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)提前預(yù)警和救援等安全管理方面提供業(yè)務(wù)支持,及時為園區(qū)安全監(jiān)管部門提供準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)信息和數(shù)字孿生可視化,提高園區(qū)安全生產(chǎn)及其監(jiān)察的科學(xué)性,大大降低事故發(fā)生率,大幅度減少重特大災(zāi)害事故,為提升園區(qū)安全生產(chǎn)監(jiān)察整體水平提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

智慧園區(qū)數(shù)字孿生監(jiān)控運(yùn)維系統(tǒng)2.jpg

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