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文档简介

数字孪生技术提供商深圳·宁波·成都·墨尔本(澳)美象科技连

实连

来智慧水务数字孪生解决方案前

言2010年

,数字孪生(DigitalTwin)一词在NASA的技术报告中首次被正式提出

,并被定义为“集成了多物理量、多尺度、多概率的系统或飞行器仿真过

程”。而数字孪生这一概念的明确提出

,则是在2011年3月

,美国空军研究实验室做了一次题目为“基于状态的维护+结构完整性&战斗机机体数字孪生”的演讲

,首次明确提到了数字孪生。2015年左右,

中国也开始跟进。包括工业4.0研究院在内的多家国内研究机构和企业

,纷纷启动了数字孪生相关的研究课题。u

新加坡率先搭建了

“虚拟新加坡”平台,用于城市规划、

维护和灾害预警项

目。u

法国高规格推进数字孪生巴黎建设,打造数字孪生城市样板,虚拟教堂模型助

力巴黎圣母院

“重生”;u

德国工业4.0参考框架将数字孪生作为重要内容。u

英国重磅发布《英国国家数字孪生体原则》

,讲述构建国家级数字孪生

体的价值、

标准、

原则及路线图。u

美国组建数字孪生联盟,联盟成员跨多个行业进行协作,相互学习,并开发

各类应用最佳实践。随着5G、物联网产业的快速发展

,数字孪生能力进一步凸显。全球各国纷纷把握机会

,高调宣布数字孪生推进计划。(一)、美、英两国将数字孪生城市从局部探索提升为国家战略(二)、新加坡、法国、德国等深入开展数字孪生城市建设数字孪生概念源起u

美国工业互联网联盟正式发布《工业应用中的数字孪生:定义,行业价值、设计、

标准及应用案例》白皮书。L201120152010从工业走向城市。数字孪生衍生出一条新兴技术路径,就是城市智能化的前沿模式。也是在这种模式驱动下,IoT、边缘计算、云计算、大数据等将承载更重要的使命,多技术集成将使得创新需求更加旺盛。Digit

al

twinindustryoutbreak数字孪生技术日渐成熟数字孪生行业爆发物理空间

数字孪生收

集处

理复杂体一个城市有数万个路口、上百万车辆,再加上天气变化、突发事件等动态因素,以及车流、

人流、信息流的复杂性给城市交通治理带来了巨大的挑战。隐蔽体城市中存在着大量隐蔽的、错综复杂的交通隧道、供排水管道、供电线路、煤气管道等地下管廊。传统技术很难有效解决城市地下空间的治理问题。危险体传统技术手段很难对易燃易爆物品、危化品等生产、运输、存储、使用等全过程,进行全方位、系统性的实时感知、预判分析、动态预警和提前处置。数字孪生解决城市“三体

”问题S

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E原水泵站、自来水厂、工艺流程城市供水环网、地下管线、用户用水管理污水处理厂、污水处理工艺智慧水务全生命周期S

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E排水原水供水供水基础设施及管线布局|管网系统|供水区域划分居民生活用水|公共生活用水|工业用水水质水量监测仿真分析|应急推演排水污水处理工艺实时监测|水质指标淹没分析|洪涝应急指挥原水原水处理工艺实时监测|水质指标监测水厂布局|运行安全管控|人员设备一体化管理应急指挥快速决策智慧水务全生命周期S

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E解决方案原水供水排水工艺流程运行监测设备管控管线分析城市用户用水场景调用服务数据分析服务云渲染服务动态仿真服务AI识别服务数字孪生场景地图标注定义

孪生场景数据联动

数据面板展示图层监控摄像头人脸识别门禁RFID识别水质分析RFID识别环境监测仪压力检测仪流量检测仪手机对讲智慧水务行业应用数据中台MxDATA数据集成业务感知数字孪生水务平台架构运行业务数据空间信息数据模拟仿真算法水质反演算法矢量时空数据三维模型数据IOT传感数据业务系统数据淹没分析算法全要素场景数字孪生拓扑图.....面积图环图散点图热点图线图饼图雷达图统计表设备POI地表地形植被道路建筑整体结构线路部件水体管道水务数据呈现可视化水务3D动态可视化地表地形地图要素建筑要素建筑要素数据图层城市建筑要素城市管网模型全要素场景数字孪生城市级管网场景社区级供水场景大型设备场景设备拆解场景场站级场景场站内场景数字化场景管线场景水处理控制系统……絮凝沉淀池原水:

水厂级应用场景R

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T水处理工艺数字孪生对水厂整体工艺流程直观可视化,将水处理控制系统原先抽象独立的板块,通过三维空间及水处理工艺流向串联起来,形成符合数据查看、控制管理直观逻辑的数字孪生系统。进水泵房V型滤池加氯间加药间对水厂整体工艺流程直观可视化,将水处理控制系统原先抽象独立的板块,通过三维空间及水处理工艺流向串联起来,形成符合数据查看、控制管理直观逻辑的数字孪生系统。原水:

水厂级应用场景设备资产可视化管理R

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T设备管理平台对接巡检管理平台,将场景中蓝牙/NFC巡检点位在三维空间中进行定位标注,根据打卡节点将当前巡检进度在场景中实时呈现。同步巡检历史数据,将巡检记录可视化,可查看历史巡检过程,并对数据进行分析,了解整体巡检问题和关键数据统计。原水:

水厂级应用场景R

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T人员巡检场景定位R

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T立体监控虚实相融对接安防监控系统,将水厂多维立体监控布置在场景中直观呈现,包括监控可视范围、告警周界区域等,实时对接在离线状态、异常告警信息。将实时视频流画面与场景进行拟合边界虚化处理,以全局视角查看重点场景实时动态画面,虚实融合让场景动起来,实现虚拟世界和现实世界的打通,通过虚拟系统监管现实水厂。原水:

水厂级应用场景视频监控融合监控可视范围在地表建筑三维孪生还原的基础上,地下依据管网线路根据市政监测点位的流量计、压力表、水质仪表等设备实时监测数据和具体(大管道)、小区和小区内的立管进行不同层次的展示。(在已有位置展示,各类传感器超阈值的告警信息展示城市级管线三维空间化

管线实时监测供水:

城市管线应用场景的管网上通过箭头的形式展现的水流方向,流向可视化)URBAN

WATERSUPPLYSCENARIO(1)地图操作提供包括放大、缩小、平移、旋转、全幅显示、按比例尺显示、刷新等功能。(2)三维漫游用户可以通过鼠标、键盘进行灵活的运动控制,在三维场景中自由漫游。三维漫游功能具有良好的空间信息可视化效果,能使用户对三维场景中的管线、设施、周边景观等事务产生身临其境的体验感。(3)图层管理可对包括倾斜三维模型数据、地面地形点云数据、正射影像数据、管线G

IS数据在内的多源数据进行叠加显示,用户可以对图层和地图要素

进行控制。供水:

管网应用场景PIPE

NETWORKAPPLICATION

SCENARIOSPIPE

NETWORKAPPLICATION

SCENARIOS供水运行监测显示管网的三维数字孪生管线,包含管线、口径、管材、位置、表井、实施等,并叠加管网上的在线监测数据。包含断面分析、连通分析、开挖分析、拆迁分析、流向分析、垂直/水平净距分析、碰撞分析、爆管分析,实现供水管网数据在实际业务中不同场景下的应用。供水

管网应用场景实时展现爆管位置,并可推衍仿真爆管后的一系列的未来结果,帮助管理者决策,比如需要关闭周边哪些阀门可止水,可远程控制;阀门关闭后,展示停水的

区域。供水

管网应用场景爆管分析及仿真PIPE

NETWORKAPPLICATION

SCENARIOS(1)全要素孪生对二次供水房进行全要素的1:1孪生,比如加压设备等,可视化的展现二次供水房的构造、设备等(2)进出还原集成摄像头、门禁等设备的数据,当有人进入房内后,会在孪生空间中实时生成虚拟人,可查看人员信息,并可调用摄像头查看现场情况(3)智能巡检实时还原巡检路径,并利用摄像头A

I智能分析结果,对巡检路径和关键行为进行实时检测,关键行为比如否达到要求的点位,是否在水泵有下蹲行为供水

二供泵房应用场景PIPE

NETWORKAPPLICATION

SCENARIOS用户管理/用户用水画像区域内的小区的每一户可单独展示客户画像:是否缴费、用水量、投诉情况(总量、单个流程信息的全展示)、个性化的系统综合评价标签(对接已有系统,展现比如是否为优质客户)、维修记录(总量、单个流程信息的全展示)。供水

用户应用场景PIPE

NETWORKAPPLICATION

SCENARIOS供水:

管网级应用场景

-ARPIPE

NETWORKAPPLICATION

SCENARIOS常用的载体包含:手机端、pad端、眼镜端实现场景图层叠加、信息图层叠加等虚实融合的应用场景AR场景中的虚拟管网图层和现实世界进行叠加,匹配以精准的G

IS地理信息,通过AR眼镜端查看管网的基础属性和状态,比如:管径大小、管线材质、管线埋深、管网充满度、液位以及流向。基于G

IS定位数据关联实景画面与三维管线,实现AR场景下完成巡检任务,实时采集前端数据验证处理回传、异常信息实时上报等功能。供水:

管网级应用场景

-ARAR:管网属性查看AR:管网巡检PIPE

NETWORKAPPLICATION

SCENARIOS排水管网数据(包括液位、流量、水质等)排水设施数据(包括窨井、站闸、泵站等)等综合分析展示,实现排水管网和设施运行情况的一体化在线监控与联动管理污水净水厂实时运行状况排水:

水厂级应用场景排水生产经营状况实时监测DRAINAGE

PRODUCTIO

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OPERATION方案优势方

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S通过主流的实时渲染引擎,具备照片级渲染功能、动态物理与效果、生动逼真的动画以及健壮的数据转换口等,使孪生系统呈现震撼视觉效果。方案特点二:

快速响应的云渲染

支持BS发布P

ROG

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