数字孪生城市建设的实践探索及推进建议

建设数字孪生城市是发展数字经济的重要载体,也是推动城市治理体系和治理能力现代化的重要手段,因此探究数字孪生城市建设及运营问题具有重要的现实意义。本文首先对数字孪生城市内涵和运行机理进行全面分析,从整体把握数字孪生城市概貌。其次结合已有实践探索总结出数字孪生城市建设的八大典型领域,并选取北京、上海和深圳等数字孪生先进城市为案例,总结建设思路和实践经验。最后,分析现阶段数字孪生城市建设面临的困难和挑战,并结合实际提出推进建议,为当下数字孪生城市建设提供参考借鉴。

基于数字孪生的全自动场段列检作业管理系统构架设计

[目的]数字孪生已成为众多行业走向智能化、信息化和数字化发展道路的助推器,为推动城市轨道交通车辆基地数字化发展,提出了基于数字孪生的全自动场段列检作业管理系统,并研究其架构设计。[方法]介绍了基于数字孪生的全自动场段列检作业管理系统的概念架构、技术架构、存储层架构和安全架构。[结果及结论]该系统在南宁地铁5号线车辆基地应用表明,通过数字孪生技术可实现车辆基地的作业标准监控、作业质量回溯、生产安全监控和业务统计分析等,有助于集“安全、高效、智能”于一体的智慧检修车间建设。

数字孪生技术在智慧城市建设中的应用

智慧城市建设的城市建设规划理念需要多种技术提供基本保障支持。数字孪生技术作为综合应用优势多、跨学科融合能力强的技术形式,提出了其在智慧城市建设中的应用。文章在此背景下明确了数字孪生技术所具有的特征及功能实现,并提出数字孪生技术的应用场景,为智慧城市建设与发展提供基本的保障支持。

通信网络技术在智慧城市建设中的应用

在社会经济快速发展的背景下,大众对生活质量与服务提出了更高的要求。因此,基于通信网络技术应用智慧城市建设方案逐渐走进大众视野。文章介绍了通信网络技术和智慧城市,指出现阶段通信网络技术应用于智慧城市建设存在的价值及问题,详细提出通信网络技术在智慧城市建设中的绿色环保景观、智慧交通规划、智慧社会服务、医疗健康领域、数字孪生以及城市运营规划等方面具体应用,并取得实际应用价值。

面向数字孪生城市的三维GIS基础软件技术创新及应用

当前,数字孪生城市已成为各地智慧城市建设或城市数字化转型的重要探索方向。在深入推进数字孪生城市建设的过程中,对数据存储管理、数据处理融合、数据查询分析、数据可视化呈现等提出新的要求,GIS基础软件需要不断修炼“内功”,才能支撑构建更坚实的时空数字底盘。从数字孪生城市建设面临的新要求展开论述,重点介绍了Super Map三维GIS基础软件技术在多尺度三维模型构建、全方位数据深度融合、三维空间计算与分析、可视化呈现能力等方面的创新进展,以及在城市规划与管理、数字园区运维管理、自然资源管理等领域的应用,最后总结了该技术方法的应用价值和后续探索方向。

数字孪生在城市规划实践应用中的批判性思考

起源于航空制造业的数字孪生概念在2010年代后期引入城市领域,方兴未艾。城市数字孪生的快速发展,一方面得益于城市中大量新兴数据源的兴起和计算机算力的飞跃提升(供给端),另一方面反映了人民对高品质、可持续城市生活的向往,以及城市管理者对提升城市管理能力和城市竞争力的诉求(需求端)。供给端与需求端在表象上的匹配解释了城市数字孪生市场当下的繁荣。通过对早期“智慧城市”运动的批判性剖析和对国外数字孪生发展近况的简要综述,指出期待仅凭数字技术即可解决城市固疾是对城市数字孪生过于简单化的理解和不切实际的期望。从非技术视角对城市数字孪生的必要性和革新性进行探讨,浅析当前城市数字孪生在城市规划领域应用中面临的重大挑战,并对城市数字孪生的未来发展提出若干思考。

城市轨道交通数字孪生技术架构及其应用

目的:研究数字孪生技术在城市轨道交通行业的应用,提出适用于城市轨道交通应用场景的数字孪生技术架构,并在典型应用场景进行实践应用。方法:以城市轨道交通运维管理业务需求为导向,从数据感知、融合处理、功能实现三个层次分析数字孪生技术架构,重点对数字孪生体进行分析,利用数据中台对静态数据和动态数据进行融合治理,研究基于机理模型和基于数据驱动的仿真方法,建设仿真模型库提供统一的仿真服务,选取城市轨道交通车站运维管理和列车运维管理作为典型业务应用场景进行实践应用。结果及结论:提出的城市轨道交通数字孪生技术架构以运维管理业务需求为导向,以静态数据、动态数据以及仿真模型组成的数字孪生体为核心,可满足城市轨道交通车站运维管理和列车运维管理场景的应用需求,实现了设备实时告警、设备剩余寿命预测、智能排故、应急处置建议、人员管理等运维应用,可及时评估设备健康情况,降低事故发生概率,提升处置效率。

基于数字孪生的城市轨道交通智慧运维应用

目的:在城市轨道交通数字化转型的发展趋势下,我国大部分城市轨道交通运营单位均致力于城市轨道交通智慧运维体系建设,需对城市轨道交通智慧运维应用过程中出现的问题及面临的痛点进行深入研究。方法:介绍了上海城市轨道交通智慧运维的应用情况,提出将数字孪生应用于城市轨道交通智慧运维平台中。对海量多源异构数据的处理、“管用修”智慧管理业务流程的建立、信息资源的融合等问题提出了智慧运维的解决方案。在此基础上,搭建了智慧车站平台、智慧维保平台的功能架构,阐述了城市轨道交通线网-车站两级云计算平台在实时数据和业务整合上的方案。结果及结论:智慧运维需要在建设之初即应做好统一规划。基于数字孪生的城市轨道交通智慧运维应用可以提高设备的智能化感知水平,降低人工运维强度,提高运维质量,降低运维成本。

城市轨道交通数字孪生运维管理平台

文章立足数字孪生理念,围绕BIM、GIS、IoT等技术的融合应用,构建城市轨道交通数字孪生运维管理平台。首先,在分析平台设计核心需求的基础上,设计包含采集接入层、数据支撑层、应用服务层、用户交互层的4层平台架构;然后,阐述平台采用的关键技术,即数据提取、转换、加载技术,以及三维可视化与虚拟仿真技术;最后介绍平台实现的全景数字孪生、结构监测数字孪生、设备资产数字孪生和应急场景模拟等重点特色功能。希望为实现城市轨道交通的安全、高效、智慧化运维管理提供参考和借鉴。

基于“数字孪生”的智慧城市发展建设思路

我国在智慧城市投资与建设方面走在了世界的前列,但要适应面向未来的数字化建造、敏捷服务、智慧交互场景的智慧城市发展建设工作还需要加强理论方法与实践的探索。要建构“数字孪生”的智慧城市理论方法,为解决城市发展建设中的突出问题,推进城市空间价值增值,提高城市精细化治理能力,加强智能规划决策等方面发挥积极作用。要量力而行推进以新一代信息网络基础设施、高效能运算中心、时空关联大数据底盘为主体的数字基础设施,积极推进城市级的数据资产管理体系建设;同时提出应大力支持新型业务场景落地,包括:绿色低碳与节能减排的智慧技术集成、规范引导智慧社区的规划建设、引导智能空间设计等方面。

无人集装箱码头数字孪生建模方法研究

针对无人集装箱码头的布局方案规划、运行过程仿真和实际运行监控问题,提出基于码头要素数字孪生的码头快速规划、3D仿真和实时可视化监控方案,主要包括码头要素的数字孪生建模、基于要素数字孪生模型的码头孪生建模,基于TOS和ECS数据的运行仿真和监控。重点研究码头要素数字孪生建模和码头系统数字化规划方法,针对各类设备、堆场、道路提出参数驱动的快速建模方法,并据此搭建码头系统。以洋山4期码头系统规划和仿真为对象验证提出的方法,结果表明上述方法可以实现码头要素的参数化孪生建模、3D环境中的快速规划和运行仿真。

数字孪生技术在水厂运管监控中的设计与实现

当前,数字孪生技术在水务行业应用较少,主要应用在简单的三维仿真介绍方面,对水厂生产管理的帮助较小。以具体水厂为研究对象,在厂内现有自动化和数字化的基础上,规划、设计数字孪生系统应用场景,并针对典型技术问题研究实现方案。根据水厂运管特点,数字孪生系统设计内容包括数字水厂、漫游导览、厂内管线、工艺巡检和安防视频等模块的功能点,以及为实现这些功能所需要采用的技术手段,如数据编码、流媒体、应用程序接口(API)和网络编程等。通过规划和开发,实现了数字孪生系统在生产过程监控、设备运维保障及厂区安全生产三方面以及三者之间的高效集成和联动,为水厂基层操作人员和管理人员提供了新的运管工具和方法,满足了实际应用和介绍展示需要。本次研究为后续进一步深化完善水厂运管数字孪生系统奠定基础。

洛阳智慧城轨的体系构建与全生命周期建设探讨

总结了各地智慧城轨的建设经验,梳理了洛阳智慧城轨体系,从洛阳智慧城轨的全生命周期建设出发,探讨了智慧建造、智慧资产管理及智能运维等内容。洛阳智慧城轨建设融合了数字孪生、区块链及云计算等技术,可有效提高洛阳城轨的运行效率和服务质量。

数字孪生在城市安全中的应用研究综述

近年来产生的数字孪生新概念、新技术为城市安全治理现代化的研究提供了重要技术手段,并产生了积极影响。随着城市安全事件频发,风险加剧,包括我国在内的全球重要经济体在国家战略政策层面积极推进数字孪生在城市安全规划、城市安全智慧治理、城市安全风险感知和监测预警等方面的应用。分析了国内外城市安全领域应用数字孪生技术的研究动态,讨论了其应用可能面临的认知不足、数据安全、资源匮乏等问题。基于此提出了数字孪生应用于城市安全在理论研究、统一标准、数据治理等方面可能的改进和发展方向。

基于数字孪生的城市运营中心数字平台应用

阐述国内外数字孪生城市的分析成果,基于数字孪生的基础能力建设,拓展应用到城市运营中心的数字平台中,从而挖掘数字孪生技术更深层次的应用场景。

新型智慧城市建设与展望:基于AI的大数据、大模型与大算力

新型智慧城市是城市数字化向智能化、进一步向智慧化发展的必然要求,是实现高质量发展的重要环节。本文首先介绍了智慧城市的背景和基本概念,分析了数字城市、智慧城市和新型智慧城市3个阶段的关系和区别。数字城市利用计算机网络、空间信息和虚拟现实技术实现城市信息数字化,重在建设信息基础设施。智慧城市则依赖时空大数据、云计算、物联网等技术,旨在整合城市生活的各个系统,重在搭建统一的数字平台以便智能化管理。新型智慧城市结合数字孪生、区块链、元宇宙等技术进行全城整合,并采用基于人工智能的智能生命体进行决策,融合现实与虚拟元素,实现先进的城市管理。本文随后探讨了新型智慧城市的建设,重点关注以技术和社会需求为驱动力的高质量城市发展。它突出了从数字城市到智慧城市的过渡,强调了信息基础设施和智能技术在发展过程中的作用。论文讨论了三维城市建模、数字孪生和元宇宙等关键技术,并详细介绍了它们对城市规划和治理的影响。本文还探讨了智慧城市如何促进经济增长、满足国家需求以及确保公共健康和安全。人工智能、物联网和区块链等技术的融合对于创造互联、高效和可持续的城市环境至关重要。本文最后评估了智慧城市在衡量经济发展方面的作用,展示了其作为国家进步基准的潜力。最后,基于人工智能技术的最新进展,本文分析并系统展望了人工智能在建设新型智慧城市中可以发挥的关键作用。人工智能在分析海量数据、改善决策以及整合各种城市系统的能力,都为实现智慧化城市生态系统的愿景提供了重要支撑。在“人工智能+物联网”、“人工智能+大数据”、“人工智能+大模型”和“人工智能+大算力”的协同作用下,新型智慧城市有望实现无与伦比的城市智能化水平,并最终实现可持续、高效和以人为本的高质量城市发展。