数字孪生-开启应急行业新篇章

数字孪生—开启应急行业新篇章2022年7月4日Contents/目录P21定

义

内

涵P3什么是数字孪生？数字孪生是指充分利用物理模型、传感器、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数据汇总+反馈现实实体+传感器数字孪生体系P4数字孪生是实现物理空间在赛博空间交互映射的通用使能技术数字孪生综合运用感知、计算、建模等信息技术，通过软件定义，对物理空间进行描述、诊断、预测、决策，进而实现物理空间与赛博空间的交互映射。数据是基础模型是核心软件是载体动态调整描述诊断预测决策机理模型+数据驱动模型信息模型算法化算法代码化代码软件化原理+数据控制器模型物理对象软件自我学习指令P5数字孪生正成为全球信息技术发展的新焦点2016-2018年，Gartner连续三年将数字孪生列为十大战略科技发展趋势。2019年，Gartner认为数字孪生处于期望膨胀期顶峰，将在未来5-10年将产生破坏性创新，同年发布有关数字孪生体的研究报告，标题为MarketTrends：Software

Providers，RampUpto

Serve

theEmergingDigitalTwin

Market。数字孪生技术P6应用场景得益于物联网、大数据、云计算等新一代信息技术的发展，数字孪生的应用已深入航空航天、城市管理、工业生产等行业。特别在智能制造领域，数字孪生被公认为是实现制造信息世界与物理世界交互融合的有效手段。P72形

势

政

策P8“十四五”规划中各领域数字孪生政策梳理国家印发不同领域的“十四五”规划，为各领域利用数字孪生技术促进经济社会高质量发展做出战略部署。信通院产业与规划研究所数字孪生团队系统梳理涉及数字孪生相关政策的“十四五”系列规划18篇，领域涵盖总体规划、工业生产、水利应急、综合交通、能源安全、城市发展等领域，共同展望“十四五”数字孪生发展新蓝图。0102因地制宜构建数字孪生城市。—《“十四五”数字经济发展规划》开展人机互动的同步仿真预演，形成智慧防洪体系。——《“十四五”水安全保障规划》03基于城市信息模型的防洪排涝智能化管理平台建设。——《“十四五”国家应急体系规划》P9形势现状河南郑州特大暴雨灾害江苏南通风雹灾害青海玛多7.4级地震浙江舟山6号台风“烟花”2021全年，自然灾害造成损失：2021年末城镇化率达64.72%，城市人口1000万以上超大城市7个，500万以上的特大城市14个。受灾1.07

亿人次受灾死亡失踪867

人u

供水管道76万公里、供热管道22万公里、燃气管道57万公里、排水管道58万公里，污水处理厂2039座，城市生活垃圾无害化处理厂（场）940座，地下管廊500公里农作物受灾面积11739千公顷u

城市道路38万公里、桥梁7万座，其中大桥及特大桥7000座，立交桥5000座安置573.8万

人次损失3340.2

亿元u30个城市已建在建轨道交通9000公里，每天有近3000万人搭乘P10形势要求「充分发挥我国应急管理体系特色和优势，积极推进我国应急管理体系和能力现代化。」——

中央政治局第十九次集体学习会议「站在时代潮头，把现代科技运用作为应急管理工作现代化的大引擎，集中系统力量和社会智慧，一体化推进信息化建设与应急管理事业改革发展。」——2019年1月17日全国应急管理工作会议构建全域感知体系，监控城市生命线安全运行（平时）提升事故预警救援能力，守护城市生命财产安全（战时）依托公共安全核心科技，以预防燃气爆炸、桥梁垮塌、路面坍塌、城市内涝、轨道交通事故、电梯安全事故等重大安全事故为目标，透彻感知桥梁、燃气、供水、排水、热力管网等城市生命线工程运行状况，深度挖掘城市生命线运行规律，预先感知风险、及时预警。针对提前感知到的管网泄漏、路面塌陷、重型车辆超载等各类突发险情，通过一系列管控措施和调控，大大降低各类风险事故的发生率，提高各类事故风险的排查效率，提升城市安全风险防控能力，实现城市精细化管理、主动式安全保障，切实守护城市安全的“生命线”。P113解

决

方

案P12建设思路风险监测分析预警联动处置构建面向全域的风险感知立体网络，对城市生命线、公共安全、生产安全和自然灾害等风险进行全方位、立体化感知。完成事件推送前的分级审核，根据事件类型和预警级别，与权属责任单位建立信息联动机制，开展联动处置，跟踪反馈，形成完整的档案。对不同监测指标设置报警阈值，运用数据波动特征识别等技术，实时报警安全风险，研判分析，明确事故灾害发生的可能性和损失程度。P13整体架构应用中心门户应用服务层业务应用系统（SaaS）智慧运营决策中心IOC城市生命线运行监测公共安全主题应用生产安全主题应用社会治理主题应用自然灾害主题应用数字孪生平台标安运准全维CIM平台物联网平台大数据平台规保管范障理数据应用AI分析数字孪生应用设计系统(CooCityMaker)体体体设备管理数据管理运维中台组织中台系系系数据服务层（DaaS）融合共享分布式存储数据治理数据安全管理加密管理时空大数据处理系统异构数据采集数据跨层级级别管控(CooCityGeoMaster)文档数据采集治理管理跨库跨表融合用户管理传输管理时空信息服务支撑系统(CooCityGeoServer)数据资产管理数据融合加工管控网络传输NB-IOT无线局域网传感器网现场网络移动网络专线网络信息化基础设施（依托政务云，数据存储，传输，服务等软硬件资源）风险监测感知网络城市生命线感知公共安全感知生产安全感知自然灾害感知地震、地质、水旱、气象、海洋、森林草原火灾等。其他相关系统接入燃气、供水、排水、热力、桥梁、隧道、综合管廊等。消防、交通、旅游、特种设备、人员密集场所等。危化品、煤矿、非煤矿山、油气管道、烟花爆竹、涉爆粉尘等。P14应急领域场景应用—城市生命线构建面向全市、县域层面的风险感知监测立体网络，对城市生命线工程中各个对象进行全方位、立体化感知，遵循分步实施的原则，首先对城市燃气、综合管廊等生命线工程安全运行进行风险监测，运用大数据耦合、关联对比等相关技术，对报警信息进行研判分析，对研判结果进行分级预警发布，结合应急预案，实现全过程联动处置。两步走策略区域搭建+重点场所（二维+轻量级的三维场景）全域精细化管理（数字孪生）P15应急领域场景应用—生产安全总体概述内容概述：对危险化学品等高危行业企业安全运行状态进行监测，实时监测压力、液位、机械设备等运行状态，设置报警阈值，将业务数据与安全生产基础数据等相结合，对高风险事项进行分析预警，并针对各类应急突发事件实现预案响应，为生产再新增保险。价值阐述P16应急领域场景应用—公共安全总体概述内容概述：围绕人员密集场所安全等公共安全场所事件，以感知数据为支撑，构建监测指标体系和监测预警模型，利用大数据等手段，实现对场所的重点监督，强化公共安全的风险管控，为重点监管、精准执法提供支撑，有效遏制重特大等安全事故的发生。价值阐述P17应急领域场景应用—自然灾害总体概述内容概述：依托天地一体化的感知网络设施，实现对地震、地质灾害、森林草原火灾等灾害风险源的监测预警，整合人工智能等技术，对多源多灾种的监测数据分析处理，按灾种类型设置报警阈值，实现监测预警处置业务的开展，提升风险源监测预警及突发灾害事故的应对能力。价值阐述P184案

例

分

享P19一、总体架构智慧经开“1+2+3+4+5+6+X”总体架构123456X一个中心两大支撑体系三大支撑能力四个关键平台五大智慧工程六个首期应用X个后期拓展智慧城市指挥中心硬件支撑软件支撑综合指挥综合决策CIM平台大数据平台物联网平台综合运维平台智慧交通智能建筑智慧照明智慧停车智慧能源国土空间规划与管理社会治理大数据驾驶舱CIM一张图系统地下空间管理智慧社区部门协同北客站综合管理系统智慧城管系统智慧校园应急管理系统公共安全管理疫情防控经开区三维展示系统智慧民生···P20二、建设成果：四个关键平台通过CIM、大数据、物联网、综合运维等四个基础性平台构建智慧经开数字孪生底座平台，即智慧经开底座平台，支撑起各类智慧城市上层应用系统建设运行，并保障数据联通。经开区智慧城市数字孪生底座平台二、建设成果：六个首期应用—社会治理大数据驾驶舱以智慧经开底座平台为依托，以大数据监测、统计分析为主要手段，汇聚全区各类等数据指标、完成经济运行、城市管理、市场监督、环境保护、网络理政、政务服务板块建设，构建大数据领导驾驶舱，为各级领导开展专题研究、政策制定、精细化社会事务管理提供决策支撑。二、建设成果：六个首期应用—应急管理系统以提高风险监测预警、应急指挥保障、智能决策支持等应急管理业务为需求，以经开区数字孪生底座平台为支撑，整合各类应急指挥信息资源，初步建立起反应灵敏、协同联动、高效调度、科学决策的应急指挥信息保障体系。三、

X个后期扩展应用一期建设成果为智慧经开后续建设打下了坚实的基础，在后期智慧城市深化建设过程中，将根据需要扩展地下空间管理、智慧社区、公共安全管理、疫情防控等X个智慧城市应用场景，不断丰富智慧城市的内涵。国土空间规划与管理地下空间管理智慧社区智慧校园公共安全管理疫情防控……P24典型案例-西安市未央区雨污分流监测预警与应急指挥系统雨污分流监测预警与应急处置系统利用大数据、物联网技术、配套智能监测设备对雨污管网水位、流速、水质、井盖位移等多类城市设施进行实时监测，构建运行感知监测能力，健全物联感知体系，实现雨水、污水分流分治的监测预警与应急指挥，促进城市精细化管理智能化。P25典型案例

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十堰市智慧热网完成对热力管网设备及感知网络的数据对接，包括热力设备的运行参数，管廊官网管道的局部及交汇点的气压、液压、流速度、密度，监控供热渠道的物联感知设备，如监控视频探、气体泄露传感器、温湿计、管道内窥镜、防腐蚀监测仪等设备数据信息，做到实时监控显示控制的效果，对于发生泄露或监测存在泄露风险的点位进行分析定点查询，同步可指派发业务流的系统工单进行人员安排。P26关于我们智城数创（西安）科技有限公司作为创新型科技企业，以“打造数字孪生产业链，定义智能时代新规则”为使命，拥有一个充满朝气、高素质、年轻化、专业化的研发团队，为公司蓬勃发展提供源源不断的活力动力。公司员工本科及以上人员占员工总数90%，软件开发人员占员工总数70%。在以孙晔然博士为核心的技术委员会团队带领下，公司对数字孪生的发展和趋势有着深刻的认知和理解，并沉淀了丰富的技术和行业应用经验。孙晔然博士范熙伟博士智城数创CTO智城数创技术委员会专家本科毕业于西北大学博士毕业于中科院地理科学与资源研究所本科毕业于西北大学硕士毕业于中科院地理科学与资源研究所，博士毕业于德国海德堡大学，主要研究方向是地理信息科学、城市大数据朱金峰博士史晓亮博士智城数创技术委员会专家本科毕业于西北大学