集装箱码头数字孪生方案

集装箱码头数字孪生解决方案目录010203建设目标全息驾驶舱建设数据中台建设204数字孪生平台建设05应用平台建设3云端架构、服务多样、弹性扩展、决策支撑多元数字场景为码头提供业务决策赋能应用牵引、共建共享、运维保障、机制健全高精度定位为码头提供良性安全策略统一规范、全域覆盖、多源融合、动静结合构建集装箱码头全要素数字孪生场景集装箱码头数字孪生项目三大建设目标1231.1建设目标1.2建设内容4从解决现状分析问题与支撑业务需求实现的角度，归纳集装箱码头数字孪生项目对应能力架构，构建包含数字孪生平台、数据中台、全息驾驶舱，应用平台”全息驾驶舱数字孪生平台应用平台数据中台集装箱码头数字孪生全场景开放生态体系1.3建设内容5数字孪生平台数据中台应用管理平台全息驾驶舱应用层数据中台目录010203建设目标全息驾驶舱建设数据中台建设604数字孪生平台建设05应用平台建设72.1全息驾驶舱：‘人’‘车’‘物’高精度定位需求随着港口自动化、智能化的发展，智能调度、智能远程控制及智能理货等业务需求比重逐渐上升，港口/园区智能化运营成为发展的核心方向。港区内部GNSS卫星定位+RTK差分定位，能够为集装箱卡车(以下简称集卡)等提供大部分作业区域的厘米级高精度定位服务，实现集装箱码头‘人’‘车’‘物’的高精度定位，从而满足码头数字孪生及高精度定位转型需求。码头工作人员集卡车辆岸桥场桥高精度定位设备‘人’‘车’‘物’数字还原高精度定位82.2全息驾驶舱：‘人’‘车’‘物’高精度定位解决方案针对在港口弱/无RTK信号区域，如在港区内部集卡等设备在岸桥内区域，因为岸桥和货船等遮挡，岸桥区域内北斗卫星信号及RTK差分信号易受到干扰和屏蔽区域。六分科技专门为解决港口高精度定位场景设计开发了一套全场景、一体化的“聚星”UWB高精度定位系统，该系统可作为GNSS/RTK定位系统的补充。系统适用于港口场景下，支持港口运营系统基于机械设备、车辆及设施的高精度位置，实时进行统一调度统一管控的需求。92.3全息驾驶舱：码头人员管理高精度定位码头人员管理高精度定位系统使用UWB+RTK技术，通过在码头区域安装UWB定位基站，为人员和设备佩戴标签的形式，实现高精度人员定位精准实时定位。能够实时获取人员和设备在港口区域的精确位置，可帮助加强对设备和人员的管理，降低工作人员“三违”作业造成的安全隐患，提高管理水平，增加企业效益。码头人员高精度定位设备及UWB基站RTK+UWB室内室外混合高精度定位102.4全息驾驶舱：码头车辆管理高精度定位码头车辆管理高精度定位系统使用RTK+GNSS+UWB技术，通过在码头区域安装定位基站，为车辆安装车载终端，实现车辆高精度实时定位。能够实时获取车辆在港口区域的精确位置，可帮助加强对码头车辆的管理，降低码头车辆违规或违停造成的安全隐患，提高管理水平，增加企业效益。高精度定位(RTK/PPP/etc.)六分全国基站网络DR引擎IMU(Gyro/Acc/etc.)Odometry(轮速仪/转向角等.)SLAM(摄像头、激光雷达等.)地图融合基于车道横向对准(HD-MAP/REM/etc.)基于地标纵向对准(HD-MAP/SDO/REM/etc.)基于点云的对齐(RoadDNA/SDO/Waymo/etc.)HD-MAP引擎6DOF定位精度20~30cm人脸识别DMS驾驶辅助ADAS驾驶辅助BSD盲区监测GPS/北斗5G/4GGNSS视频监控RTK+GNSS+UWB码头车辆高精度定位管理112.5全息驾驶舱：码头大型设备管理高精度定位在码头大型设备移动覆盖场景部署在岸桥或场桥顶端的RTK接收机获取该对应的RTK坐标。通过4G/有线等网络方式将大型设备的RTK经纬度发送给云端应用平台（部署云端或本地）。当有终端驶入移动UWB定位覆盖区域时，UWB基站将对终端进行位置结算。码头大型设备遮挡区域高精度定位码头大型设备高精度定位流程122.6全息驾驶舱：视频上图视频上图还原现实场景异常提示132.7全息驾驶舱：平台数据可视化土地地块物流监控仓库储存量货运OD航线图大规模设备散点分布目录010203建设目标全息驾驶舱建设数据中台建设1404数字孪生平台建设05应用平台建设3数据中台架构数据服务空间数据处理数据储存管理视频图片数据接入数据转换矢量地图集装箱码头业务数据地图数据1:500高精度地图定制化码头地图导航数据卫星影像数据车辆数据环境监测数据设施运行数据设施状态数据行业共享数据应急资源数据……●内存数据库影像分析服务矢量地图服务●关联数据库●列存储数据库●分布文件存储●NoSQL存储……实时数据服务数据统计分析服务一致化处理数据集成专题数据空间化数据空间关联......离线计算实时计算元数据管理空间分析服务整体数据架构主要分为数据接入、数据处理、数据存储、数据服务四层。数据接入层：主要为集装箱码头地理信息平台接入各应用所需的空间数据和业务数据；数据处理层：阐述如何对空间数据进行处理；数据存储层：表述应该如何进行空间数据的存储管理以及针对不同业务场景的数据存储和组织方案；数据服务层：描述了对外提供空间信息等数据的主要方式及支持服务类型。3.1码头地理信息数据1:500高精度地图集装箱码头矢量地图卫星影像数据标准1:5000电子地图数据：提供集装箱码头矢量导航电子地图数据。包含：道路路网、行政区划、POI兴趣点、水系、绿地等。采集集装箱码头1:500高精度地图数据，集装箱码头及周边范围近期卫星影像照片，精度：0.5m、2m3.2码头业务数据集设施设备设施设备数据1.设备设施信息2.设备设施检验、检测、维保管理状态3.设备设施变更管理信息4.设备检验和人员资质证管理信息5.与机务系统联动共享器设备拆除记录；做到特种设备证书，检验报告等资质到期信息作业管理作业数据1.动火作业、受限空间作业、高处作业、吊装作业、临时用电作业、动土作业、相关方作业2.评审、考核、安全协议等信息；3.现场标识标线、警示标志、隔离装置职业健康职业健康数据1.职业危害因素数据2.职业危害因素岗位清单、体检数据3.职业健康制度、规程和预案、职业健康宣传教育（关联教育培训）、劳动合同告知职业病危害因素4.防护设施和防护用品台账、发放记录5.新改扩项目职业健康三同时管理数据应急管理应急管理数据1.应急机构和队伍2.应急预案制定、备案、修订信息3.应急演练计划、演练效果信息3.应急物资4.应急响应安全管理安全管理数据1.设置年度安全管理目标和考核标准，每项指标都可与相应的功能模块关联；2.形成目标实施计划，按阶段跟踪目标完成情况；3.定期发起阶段性指标完成情况考核；183.3数据中台建设目录010203建设目标全息驾驶舱建设数据中台建设1904数字孪生平台建设05应用平台建设204.1数字孪生：全要素数字孪生场景构建在数字孪生项目开发过程中，集装箱码头将利用高精度测绘技术，为包括作业道、设备轨道、岸桥、场桥、集装箱等港口专有设备在内的40余种物理实体搭建了厘米级精度的静态及动态数字孪生实体，配合高精度定位技术，为码头全要素数字孪生场景构建了精准的时空间基准。214.2数字孪生：全要素数字孪场景构建–静态场景对码头、堆场、集装箱、车辆、船舶等全要素的位置、范围等信息进行静态要素数字还原；支持通过精细三维建模，高度还原监管区域环境、建筑、集装箱、单体设备等要素的外观与内部结构。无人机影像位置标定集装箱码头数字孪生全局场景构建集装箱码头数字孪生局部场景构建224.3数字孪生：

动态场景集装箱码头的每一个孪生实体都可以被点选，配合实时传入的运动数据，场景内的龙门吊、岸桥吊等设备的每一个部件都可以实现动态还原。相比于传统监控系统提供的若干个独立视角，数字孪生系统提供了全局一张图的上帝视角，从宏观到微观全面协助港口升级精细化管理手段。集装箱码头数字孪生动态场景构建内集卡视频场桥岸桥结合IoT、时空数据，遵循物理属性和运行规律，赋予码头全要素时空位置运动态势。构建大型设备孪生细节实体234.4数字孪生：综合态势监测通过数字孪生技术，对堆场、物流园区、集装箱、车辆等全要素的位置、范围、运行态势等信息进行实时监测；支持通过精细三维建模，高度还原监管区域环境、建筑、集装箱、单体设备等要素的外观与内部结构；结合丰富的分析手段，对生产、运营、交通、物流、安防等业务领域的关键指标进行多维度分析，实现码头人、车、物、场及环境等各要素的全面感知，辅助管理者全面掌控码头运行态势。内集卡车辆运营管理码头综合安全管理大型设备精细化管理集装箱堆场信息管理集装箱码头数字综合监控目录010203建设目标全息驾驶舱建设数据中台建设2404数字孪生平台建设05应用平台建设255.1应用平台：集装箱码头内集卡车辆运营管理支持基于地理信息系统，结合卫星定位、视频监控、对车辆的位置、行驶速度、路径、监控视频画面等信息进行实时监测；可详细查看车辆的基本信息、货物信息等业务明细，支持接入专业的模型算法，对车辆偏离正常路径等异常情况进行预警告警，实现对车辆的全程精准可视化监管。集装箱码头内集卡车辆运营监测集装箱码头内集卡数字场景构建基于GIS信息系统，用于内集卡实时监测支持专业模型算法，车辆轨迹纠偏车辆高精度定位，实现全程精准可视化监管265.2应用平台：集装箱码头大型设备精细化管理支持集成视频监控、设备运行监测以及其他传感器实时上传的监测数据，对码头内场桥、岸桥等各类自动化调度设备的位置、类型、数量、状态等信息进行全面实时监测；支持通过数字孪生技术，对各类设备的外观、结构、货物装卸过程进行真实复现，并可通过数据驱动，实时监测各类设备的工作状态；支持点选查看各设备详情、视频监控画面等信息，支持设备运行异常事件可视化告警，提升对码头作业设备的监管和维护效能。数据驱动，实时监测场景还原针对大型设备进行数字孪生构建实时视频联动，设备状态显示提升码头作业设备监管维护效能集装箱码头大型设备域数字场景还原集装箱码头大型设备实时监测275.3应用平台：集装箱码头综合安全管理支持集成视频监控、物联感知、周界告警等系统实时监测数据，对码头管辖区域内的人员、车辆、设备、告警事件等要素进行实时监测；并可结合前端智能感知设备应用，对人员入侵、车辆滞留、危险货物作业等异常事件进行实时告警，辅助管理者提升安防管控效能。集装箱码头管辖区域数字场景还原集装箱码头人员设备实时监测实时监测数据场景还原人、车、物全要素感知异常事件警告辅助提更安防管理效能285.4应用平台：集装箱码头堆场信息管理支持基于地理信息系统，通过数字孪生技术，直观展示集装箱堆放场地、区域、边界等信息；并可接入视频巡检、其他传感器运行数据，通过三维建模，真实复现堆存场地环境、各集装箱外观、堆存状态等信息，支持箱号、存放时间、存储物品等详细信息查询，提高管理者对集装箱堆存场地、堆存货物的监管力度。集装箱码头堆场数字孪生场景还原集装箱码头集装箱数字信息展示集装箱箱体动态生成集装箱数字身份信息生成直观显示堆场对应信息提高堆存场地、堆存货物监管力度295.5应用平台：高精度定位安全管控应用根据‘人’‘车’‘物’高精度定位能力，对港口管辖区域内的人员、车辆、设备三要素进行高精度实时监测；并可结合前端智能感知设备应用，对人员入侵、车辆滞留、危险货物作业等异常事件进行实时告警，辅助管理者提升安防管控效能。行人和车辆超过安全距离，在高精度定位系统管理下，车辆和行人都会同时发出警报，车辆报警器语音及危险区域提示，最大限度减少“车卷人”事故的发生。人车防撞报警车间防撞报警主动防撞管理将车辆位置检测和车辆间距离组合在一起，测距报警提供多层防撞方法。现场操作人员可以为不同的车辆和不同的位置指定“安全操作距离”。系统使用“主动”监控，其中设备位于必须避免的区域，人员或物体上，在作业区域内不会在未安装设备的对象上激活警报。可以为每个设备单独设置检测范围。5.6应用平台：安全综合管控一张图以空间信息为基础，通过建立空间数据之间、属性数据与空间数据之间的相互关联关系（基础地形图、遥感影像图、安全专题图、三维模型文件等）建设港口安全信息“一张图”模式。实现企业、设备、设施、风险、隐患等信息的实时动态展示，实现重大风险、重大隐患信息的监测预警。通过对港口范围内所有基础地理信息数据的统一管理，并以服务的形式对外发布，实现港口地理信息数据的交换、共享。作业/隐患信息集港提箱计划轨迹刻画风险管控靠离泊信息直观提示作业隐患详情状态数字化管理优化配置目标追踪显示历史数据刻画轨迹视频巡查显示靠离泊信息统计数据视频点显示视频流实时对接风险动态显示进出人员管理作业管理专题视频资源分析移动目标监测人员信息管理集港提箱资源码头实时感知空间定位协同研判空间分析专题模型分析数据可视化安全综合管控一张图应用场景应急资源分析5.7应用平台：作业/隐患点智慧资源联动自动或辅助生成隐患处置派工单，高效快速利用隐患周边资源，并实现从全局安全隐患监控，到网格化安全隐患重点观测，通过融合WebGIS与大数据挖掘分析技术，构建港口风险和隐患智能监测分析，实现风险和隐患的位置、等级等信息的动态展示和分析、重大风险和重大隐患的实时监测和预警，为港口安全生产决策提供数据支撑。5.7.1应用平台：作业/隐患点智慧资源联动作业/隐患点工单列表作业/隐患点周边资源联动作业/隐患点周边资源统计生产作业/安全隐患变化统计5.8应用平台：场内动态风险管理全面掌握场内人车船箱和安全设施全场内实时状态，形成场内风险管控等级，对场内动态风险等级进行辨识、评估、登记、管控及其监督管理工作；实现对港口安全生产风险状态全面、准确、及时掌控，为安全生产决策分析提供风险管理分析数据支撑及可视化显示。5.9应用平台：智慧视频巡查计划自动或辅助生成班次内视频巡查计划，确保班次内作业项目和作业区域全覆盖，并通过与港口视频云平台集成对接，实现现场摄像头位置展示和视频查看。同时依据作业/隐患点资源联动优势，可进行视频监控智慧推荐，有效协助视频巡查制定组内轮巡计划。5.10应用平台：智慧视频巡查考核跟进班次内视频监控员巡查计划完成情况并形成考核结果安全综合管控平台每日派发的监控巡查计划和临时触发的事件，依据定位巡方式，完成每日和临时事件。针对网格巡查、网格情况上报、网格人员排查考核等进行统一的管理，将安全管控中心，每个网格，每个人员及具体事项进行采集，最终形成各类工作日志报表。监控点位巡查巡查日志报表监控巡查考核表5.11应用平台：应急救援启动应急预案或推送应急演练任务后，现场人员可通过应急救援一张图了解应急物资和设施位置；应急管理机构和人员；以及应急演练整体流程进度。确保应急行动准确有实效。值班值守物资装备/救援力量调度任务跟踪风险/资源分析应急指挥事件定位专题图输出资源优化调度救援力量调度救援路线规划风险区划资源分析资源定位战术标绘救援情况可视化救援力量分析任务部署任务执行跟踪任务反馈辅助决策方案灾情分析物资调度分析救援队伍分析周边环境分析事件专题图周边资源分析移动