面向智慧新城的市政管线全周期数字孪生平台建设路径

针对上海市5个新城目前市政管线的建设现状和主要问题,基于数字孪生技术,本文提出并构建了面向智慧新城的市政管线全周期数字孪生平台,论述了平台建设的实施路径。在明晰地下管线规划管理机制的前提下,以建立数据标准体系和安全管控方案为基础,基于建筑信息模型、物联感知、人工智能等技术,推动市政管线在规划、建设、运行、维护等全生命周期各环节与数字孪生技术的深度融合,对于新城市政管线集约高效建设和安全运行具有重要的推动作用。本文初步探讨了数字孪生技术在新城市政管线平台场景中的应用,能够为管线三维审批、应急保障、城市体检评估提供参考。

基于数字孪生平台框架的天津市智慧水务一张图建设研究

围绕天津市智慧水务一张图建设,在梳理现状天津市水务时空数据算据、算力、应用支撑建设成果以及水利行业政策要求基础上,开展时空数据标准规范统一、时空数据映射建模、时空数据引擎建设和一张图能力升级研究,提出了基于数字孪生平台框架的天津市智慧水务一张图总体架构,解决时空关联融合不足、数据质量参差不齐、汇聚共享难度大、业务支撑能力不足、新型技术应用欠缺等问题,为天津市智慧水务水务一张图的落地实施提供技术支撑。

文旅新媒体数字孪生平台建设方法研究

本研究为长春冰雪新天地景区建设数字孪生导览场景,主要工作包括数字孪生微信小程序的开发、实景三维模型数据的采集与处理、720°全景影像数据的采集与处理、兴趣点的标注及详情录入等。数字孪生平台的构建,为景区宣传推广与游客服务等提供技术支撑。

船舶数字孪生平台的设计与应用研究

基于新时期下,船舶行业的发展,已经成为促进我国国民经济发展的关键命门领域之一。随着经济全球化的映射作用下,各类航运的发展,也对船舶工业提出了新的技术要求,实现船舶领域发展的数字化与信息化建设已经成为该领域发展的必然趋势。对于数字孪生平台来说,属于数字时代下所衍生的典型产物之一,巧用数字技术,搭建关于船舶数字孪生平台的设计,已经成为船舶工业发展与创新的先行途径与形式。本文就船舶数字孪生平台的设计与应用,展开分析和论述。

城市更新数字孪生平台搭建与城市更新方案模拟仿真

经济的快速发展极大地推动了城市更新的快速发展,利用测绘数据搭建城市更新数字孪生平台是目前城市更新三维建模的主要途径。然而现阶段城市更新方案编制耗时较长,基于游戏引擎搭建的三维数字孪生平台空间分析能力不足。针对上述问题,本文提出了一套面向城市更新场景下的城市更新数字孪生平台,并在平台中进行城市更新的参数化建模和模拟仿真分析。经运行测试,三维模型可视化效果逼真,系统功能丰富,运行流畅,可以推广应用于城市更新的规划和管理。

在建大型水利工程数字孪生平台实践与思考

为整体提升在建水利工程智慧化管理能力,通过数字孪生平台建设,赋能建设期工程施工管理、运行期业务应用。在已建信息化系统的基础上,结合数字孪生水利工程建设要求和目标,构建引江济淮工程数字孪生平台总体架构。围绕数据底板、模型平台、知识平台3个方面,搭建真实、全面、准确的水利及水运多领域数据底板,为工程数字化映射、智能化应用提供准确的数据资源;搭建感知、预测、调度、控制、评价功能的模型平台,覆盖中长期、短期、实时多尺度调度需求,以及常规、应急多目标调度场景;搭建以方案库和专家经验库为主的知识平台,将静态、动态知识共同融入“四预”全流程;按照工程建设、运行调度、工程维护等管理业务需求,建设水资源调度、航运调度、工程安全监控等业务系统,为更加合理、有序地推进数字孪生水利工程后续建设提供思路。

数字孪生平台辅助沉浸式教学在轮机故障诊断课程中的应用

针对轮机故障诊断课程传统教学方法以理论讲授为主,存在理论脱离实际、故障情形认知不足、实际应用能力欠缺等问题,提出了一种基于数字孪生平台辅助的沉浸式教学方法。针对课程中轮机设备中转子不平衡、转子不对中、转子松动、轴承故障、齿轮故障五大设备故障进行数字孪生平台搭建,通过集成数学模型、数据采集与分析、故障诊断系统等内容,搭建沉浸式教学平台,增强学生的课堂参与感,提高学生的学习效果,为学生提供一个真实且安全的环境进行理论学习和实践操作。该教学方法的运用,可加深学生对于知识点的理解,并提高学生课堂学习的参与度和积极性,为学生掌握该课程内容提供有效帮助。

敏捷型数字孪生平台赋能智慧港口建设

当前,新一轮科技革命和产业变革正孕育兴起,发展工业互联网已成为各国抢占全球产业竞争新制高点、重塑工业体系的共同选择,成为全球主要国家、产业界和领先企业战略布局的共同方向。港口行业正与信息化深度融合、向智能化跨越发展,港航业颠覆式创新正在酝酿。在智慧城市、智慧物流加速发展的浪潮中,要求天津港加快推进互联网、物联网、云计算、大数据、人工智能等技术与港口生产、管理、服务等产业的深度融合,以推动港口发展动能由资源要素驱动为主向智慧创新驱动转变。

数字孪生技术在疏勒河流域的应用和探讨

以疏勒河流域为研究对象,探索具有“四预”功能的智慧水利体系建设。通过信息化基础设施建设,搭建具有疏勒河流域特征的数字孪生平台,开发与流域水利业务相匹配的“2+N”智慧水务应用,在疏勒河流域形成从源头到地头的全过程水资源调配管理模式。通过疏勒河数字孪生系统建设,为流域智慧水利建设奠定基础,提升疏勒河流域现代化灌区建设水平。

数字孪生欧阳海灌区关键技术研究和应用

为破解灌区运行管理过程中普遍存在的水资源调配和防洪调度决策过度依赖经验、管理粗放等短板问题,为数字孪生灌区建设积累经验,以欧阳海灌区渠首水库和右总干渠系为研究对象,探索实现水资源调配和防洪调度“四预”功能,通过水动力学模型、三维GIS模型共享网格技术和“需水—配水—调水”模型组合应用技术,搭建欧阳海灌区数据底板、模型库和知识库,形成数字孪生平台,开发水资源配置与调度、抗旱管理及防洪调度等系统,初步在欧阳海灌区实现水资源按需分配和精准调度。研究成果已在2022年湖南省干旱情况下保障灌区中晚稻灌溉用水,同时也为2022年6月22日欧阳海水库发生最大入库洪峰的防洪调度提供智能决策支撑。

数字孪生闸泵工程规划设计

闸泵工程作为流域的控制性工程,对流域的防洪调度、水资源管理与调配具有重要作用。本文按照《十四五智慧水利建设规划》,结合《数字孪生工程建设技术导则》要求,针对性从数据底板、模型平台、知识平台、基础支撑平台及智能业务应用等模块进行规划,以实现闸泵站各类信息及时汇聚处理、工程三维可视、模型优化计算、业务智能应用为目标,为闸泵站的信息化、数字化、智慧化建设发展提供支撑保障,对闸泵工程健康状态进行评价,对工程调度运行进行优化管理,并对闸泵类水利工程数字孪生建设提供样例。

数字孪生珠江建设方案初探

建设数字孪生珠江是推动珠江流域水利发展进入新阶段、转变传统水利工作模式、提高流域水利治理和管理现代化水平的关键举措。为了促进数字孪生珠江建设高质量推进,本文遵循智慧水利、数字孪生流域建设框架和要求,立足珠江流域治理管理“四统一”的迫切需求,对数字孪生珠江建设的目标和原则进行了详细阐述,并明确了建设的范围、任务和重点建设内容,同时,按照“急用先建、统筹谋划、共建共享、确保实效”的原则,提出“十四五”时期推进数字孪生珠江切实落地的重点工程项目,以期为未来一段时期的数字孪生珠江建设提供指导和依据。

基于数字孪生的智能水电厂建设初步研究

数字孪生技术可促进工业化与信息化深度融合,进一步提高智能水电厂的管理效率和管理水平。本文对基于数字孪生的智能水电厂的整体架构、数据底座、孪生平台及孪生应用四方面进行了初步研究,通过探索基于数字孪生技术的应用模式和功能,为数字孪生技术在智能水电厂建设中落地应用提供方法参考。

基于数字孪生的数字化交通规划探索与实践

城市现代化治理背景下,要求依托城市信息模型平台与数字孪生城市建设,提升泛在感知和智能决策能力。针对城市交通规划决策仍然面临方案评估论证周期长、空间布局和成果展示不直观、决策调度效率低等痛点,提出基于数字孪生的数字化交通规划平台整体框架,围绕辅助决策、智能中枢、孪生底座等方面进行系统性的功能设计。结合平台在城市级交通网络规划、片区级开发决策支持、通道级交通综合治理等领域的应用实践经验,围绕方案评估科学化、空间布局可视化、成果展现直观化等方面,论证平台对于交通基础设施建设、专项政策制定等业务的支撑作用。

基于城市信息模型的智慧城市孪生应用平台研究

为满足城市创新运营和应用需求,以城市信息模型(CIM)智慧孪生技术作为智慧城市体系架构的核心技术,建立城市智慧中枢,实现对城市全要素的数字化、虚拟化及时空可视化,通过构建城市物理世界及网络虚拟空间一一对应、相互映射、协同交互的复杂系统,在网络空间再造一个与之匹配、对应的孪生城市。以物联网、人工智能、虚拟现实、大数据等技术的综合运用,实现城市全要素数字化和虚拟化、城市状态实时化和可视化、城市管理决策协同化和智能化,打造物理空间和虚拟空间的孪生互动,为智慧城市各领域的应用提供交互引擎、业务场景和数据共享平台,形成物理维度上的实体世界和信息维度上的虚拟世界同生共存、虚实交融的智慧城市孪生应用平台。

《数字孪生流域建设技术大纲(试行)》解析

2022年3月,水利部印发《数字孪生流域建设技术大纲(试行)》,明确了数字孪生流域的具体建设内容,细化了技术要求。介绍数字孪生流域建设背景,以及定义、建设范围及目标、建设原则等建设内涵,阐明智慧水利总体框架和数字孪生流域建设框架,进一步厘清相互关系。详细说明数据底板、模型平台、知识平台等组成的数字孪生平台,以及水利感知网、水利信息网、水利云等组成的信息化基础设施两大组成部分的主要建设任务,对涉及的具体功能要求和技术要点进行详细解析,就数字孪生流域建什么、达到什么标准及需要重点把握的技术环节等问题进行解读,并对数据孪生流域建设过程中涉及的数据安全特别是地理空间数据安全应用等重要问题和集成共享相关要求进行说明。

流域防汛智慧化总体框架建设及实施路径研究

为大力推进智慧水利和数字孪生流域建设,在防洪减灾领域需要构建流域防汛智慧化总体框架并研究实施路径,进而推动新阶段水利高质量发展。分析流域防汛智慧化建设过程中涉及的防汛业务应用智能化水平和应用系统建设水平等现状,从打造智慧化防洪“四预”体系、建设“三算”能力提升体系等方面构建我国防汛智慧化总体框架,并从优化提升洪水监测预报能力、加强洪水模拟推演和防洪调度模拟仿真技术应用、提升洪水风险管理与科学精准决策能力等方面提出具体实施路径。研究成果能为水利部门开展智慧化流域防洪业务、流域防洪规划修编提供技术支撑和对策参考。

水利专业模型标准化元数据建模技术研究与应用

不同业务类型的水利专业模型在水利工程对象类型、模型静态参数、动态边界条件等输入侧存在差异,无法采用统一的构建模式进行通用化处理,影响模型的可复用性,降低了数字孪生平台的通用化水平。为此,提出了一种水利专业模型的建模技术,通过提取多类型专业模型在输入侧的类型、组织和格式特征,利用元数据的信息描述特性,建立针对水利专业模型建模过程的标准化元数据集,并基于元数据集设计和实现了通用化的建模过程接口,支撑水利专业模型的建模。该标准化元数据建模技术已成功应用于数字孪生岳城水库的预报、调度专业模型建模过程中,通过元数据屏蔽了模型各类输入数据的差异,提升了建模的效率和模型的可复用性。

近代历史建筑室外石质构件保护修缮体系的研究

暴露在室外的石质构件,历经岁月沧桑,容易受到不同程度的破坏。通过上海黄浦江畔约113年的红楼案例,对石质构件的保护修缮进行了体系性研究:前期搭建数字孪生平台,采用一系列数字化技术对石质构件进行勘察、检测,并将得到的数据与石质构件本体关联;通过科学的数据,配置合适的修复材料;再根据每一种劣化因素,采取分级、分类的方法,既针对石质构件本体采取修复措施,又考虑其所处的微环境进行增强处理。经过有效的综合治理,对症下药,从根本上达到保护目的。

数字孪生松辽流域防洪“四预”应用建设探究

系统梳理了松辽流域信息化建设的现状与问题,明确了数字孪生松辽平台的重点建设任务,在此基础上探索建设具有松辽流域特色的防洪“四预”应用,为新阶段松辽流域水利高质量发展提供动能和保障。