挖掘数字孪生高价值应用，驱动城市数字化“智变”

当前,数字孪生技术加速与经济社会深度融合,我国数字孪生应用场景成熟度进一步提升,智慧工业、智慧水利、智慧交通等中高价值场景成为行业应用热点。然而,数字孪生技术的应用开发深度和广度仍不足、高价值场景仍然较少,需要加大关键技术的研发投入,不断健全产业生态,多措并举培育高价值应用,进而推动城市的数智化发展,为城市的可持续发展和人们的生活带来更多便利和改善。本文基于近三年中国电信5G“绽放杯”应用场景案例梳理,探讨了数字孪生技术在城市数智化发展中的作用,分析了我国数字孪生应用发展情况及面临的挑战,并提出了针对性的研究建议,旨在推动数字孪生高价值应用的快速发展,为城市数智化发展提供参考。     

新型城市管理基础设施建设思考

0引言 新一代信息技术赋能传统领域智能化发展正在形成一系列新的基础设施形态.智慧城市建设是新一代信息技术与传统领域融合的重要场景,随着建设理念和运营模式的升级,一些共性能力、数据、应用正逐步独立出来,以设施的形态面向城市管理的众多参与主体,甚至公众提供开放服务,这些设施对于一个城市来说具备较强的公共性、基础性,正在成为智慧城市发展的重要基础.构建完善的新型智慧城市管理基础设施,有利于降低人工智能、数字孪生等新一代信息技术在智慧城市中的应用门槛,助力各地高质量建设新型智慧城市.     

基于数字孪生技术的图书馆空间再造研究

通过对数字孪生技术的图书馆空间再造的分析,提出了数字孪生图书馆的机制和空间再造的数字模式,并通过分析数字孪生技术在图书馆空间再造过程中的架构建设,提出数字孪生在图书馆空间再造的应用模式,提高图书馆的空间利用与满足用户的个性化需求.     

我国智慧水土保持数字化场景组成及其设计探讨

本文基于智慧水利数字孪生流域L1、L2、L3级数据底板及水土保持基础数据及相关业务数据,围绕“十四五”时期智慧水土保持数字化场景建设任务,并结合水土保持业务数字化、网络化、智能化的应用需求,提出水土保持数字化场景建设的目标、总体框架和技术路线与方法,为智慧水土保持建设提供思路和参考。通过推进数字孪生、大数据、人工智能等技术与水土保持业务的交互应用,实现了水土保持信息智能感知、水土保持管理服务高效协同、水土保持监督执法及时有效和淤地坝运行风险预判预案,但数字化场景建设仍处于起步阶段,需在实践应用中进一步探索完善。     

数字孪生飞云江流域水利知识平台建设研究

为提高飞云江流域智慧管控风险能力,根据数字孪生流域知识平台建设要求,以知识图谱为技术框架,引入机器深度学习技术,融入流域预报调度业务规则、历史典型场景洪水模式和专家预报经验等知识,通过图模型可视化处理,将知识以图数据模式进行存储,建立流域业务规则库、历史场景库、专家经验库和知识图谱库。利用图计算引擎管理和驱动知识,对流域特点、水利对象关联关系、业务规则等水利知识,进行挖掘提炼、归类组合、智慧管理和集成应用,构建基于水利知识图谱的数字孪生流域知识平台。数字孪生飞云江流域水利知识平台具有智能匹配、智慧推荐、全景推演等特点,可支撑流域防洪“四预”业务,提升流域风险与调度决策全流程数字化、智慧化、精准化水平,为其他水利知识平台建设提供经验借鉴。     

智慧图书馆仿真平台体系的构建研究北大核心

针对民办高校的图书馆信息化和智慧服务需求,提出了智慧图书馆仿真平台体系架构,综合运用大数据技术、云计算、物联网和虚拟现实等技术,并基于Esri CityEngine三维建模软件,通过数据采集、三维建模以及智慧推荐建模和系统集成等过程,实现智慧图书馆仿真平台,为读者提供时间空间不受限的馆内漫游、馆内资源共享和智慧服务的体验。平台以泉州信息工程学院的图书馆为样本设计实现,平台较好地展现了学院图书馆智慧化服务场景,对图书馆的建设具有重要的参考价值。     

基于数字孪生的周公宅水库防洪“四预”系统构建与应用

以构建数字孪生流域、开展智慧化模拟、支撑精准化决策为实现路径,利用天空地一体化空间数据底板、多维智能感知数据、以及专业模型网格数据和计算结果数据等几类多源异构数据,进行数据汇聚和融合,采用WebGL孪生引擎进行可视化展示,构建数字孪生流域;聚焦流域防洪数字化场景,通过山区集总式水文模型和洪水演进模型对洪水过程进行预报和模拟,形成包括预报调度一体化、区域联防预警一体化、模拟仿真预演、决策建议方案等功能的四预孪生系统。本文以周公宅水库为具体研究对象,探索了具有水库工程的中小流域数字孪生建设的相关关键技术和应用场景构建,提供了建设思路和案例参考。     

人工智能技术下图书馆服务演化探索

随着人工智能技术的引入,图书馆的服务模式从传统借阅服务和数字资源查询服务,向以读者需求为中心,为读者提供知识聚合的智慧服务转变,包括向读者提供个性化推送,随时随地提供信息的泛在知识服务。对此,图书馆必须加强信息资源整合建设,合理创新服务模式,转变图书馆员的角色定位,推动图书馆服务向智慧化方向转变。     

区块链技术在智慧图书馆的应用场景研究

区块链技术具有去中心化、智能合约、数字签名和时间戳等技术优势,在智慧图书馆领域具有巨大的应用潜力和应用价值。为了解决智慧图书馆中心化的资源、管理与服务布局带来的数据泄露风险、信任危机和版权风险等问题,以数字技术应用为研究视角,探讨区块链技术在智慧图书馆的数字资源共建共享、用户身份认证、用户征信、责任溯源和数字版权保护五个场景中的应用内涵和应用模式。     

数字孪生流域数据安全问题探究及对策

当前,水利部大力推进智慧水利建设,特别是数字孪生流域、数字孪生水网和数字孪生水利工程建设,他们都面临着大量的数据汇集,保障数据安全对推动新阶段水利高质量发展具有十分重要的意义。为提高数字孪生流域建设中的数据安全保障水平,在分析数字孪生流域数据特征的基础上,针对数字孪生流域建设过程中面临的数据安全管理制度体系不健全、大范围数据共享的安全风险、多样业务场景的安全保障挑战及大数据安全隐患等问题进行探讨,结合相关研究成果和作者认识,提出数字孪生流域的数据安全治理框架和措施,为解决数字孪生流域的数据安全问题提供对策。     

数字孪生: 跨界赋能于多领域智能的新应用

随着大数据、5G、人工智能、CPS、云计算、物联网技术的发展与交叉融合, 使得世界朝着数字化、智能化方向发展. 数字孪生是以物理实体为原型建立多维虚拟模型, 通过安装在物理本体上的传感器实时反馈数据, 并结合以往的历史数据和人工智能技术, 最后利用软件分析并呈现. 由于数字孪生技术能与多个先进理念, 如: 工业4.0、航空航天、智慧城市、智慧医疗等良好的融合并应用, 这使其成为多个行业的热门研究方向与主要驱动技术, 在各行各业都有很大的发展空间. 本文首先阐述了数字孪生技术的基本概念, 梳理了数字孪生技术的发展脉络, 进一步理清了数字孪生技术与CPS技术之间的关系, 并介绍了数字孪生技术的研究现状. 其次, 介绍了数字孪生的关键技术即多维多尺度建模, 孪生数据管理和虚拟呈现. 最后, 探讨了数字孪生技术在智慧工厂领域、智慧城市领域、孪生医疗领域、航空航天领域的应用发展和方向, 并从方案、特点、关键技术等角度介绍了本研究团队在智慧工厂领域对原稳加热炉设备的数字孪生应用案例.     

面向数字孪生流域的云网融合架构研究

数字孪生流域建设是智慧水利建设的重要标志,是推动流域水利高质量发展的必然要求。为了应对当前数字孪生流域建设过程中面临的流域物联感知能力、通信传输网络资源、模型算法仿真计算水平等方面的不足而产生的挑战,本文结合云网融合的云网协同、按需互联、敏捷智能的服务能力特性,基于云网融合层次化的设计思想,把流域云和网充分融合,有效调度并应用计算、通信、存储等基础设施资源,提出了面向数字孪生流域的云网融合逻辑架构,梳理并阐述了水利感知网云网融合服务实现、水利信息网云网融合服务实现、数字孪生平台算力服务实现等可应用于数字孪生流域建设的云网融合服务架构,总结分析了面向数字孪生流域的云网融合关键技术。研究对充分发挥新一代信息技术对数字孪生流域建设的支撑驱动作用具有重要参考意义。     

数字孪生流域预演场景研究与运用——以嫩江干流为例

为加强数字孪生演练场景真实化,助力决策精准化,依托数字孪生流域建设思路,搭建数字孪生业务应用平台。分析孪生平台整体架构与关键技术,构建具备预报、预警、预演、预案功能的防洪“四预”全景可视化平台。以嫩江干流为例,分析数字孪生建设实际需求,以尼尔基水库防洪调度为预演场景,分析尼尔基水库上游与下游嫩江干流之间的淹没损失关系,得出最优调度防御安排及建议。结果表明：通过全景可视化平台进行场景演练,可呈现河道演进真实情况,保障河道行洪安全,避免淹没损失,为防洪安全决策提供科学支撑。     

韧性城市视角下的甬江流域数字孪生平台建设

针对甬江流域水灾害防御需求,结合韧性城市理论,以防洪减灾“预报、预警、预演、预案”四预体系为导向,利用数字孪生引擎的强大渲染能力,建设全要素的数字孪生流域时空底座,以水文水动力模型、空间计算技术等为重要基础支撑,围绕综合监测、洪涝预报、洪涝预演、综合调度、协同预案等业务需求构建孪生场景,实现了甬江流域数字孪生平台。实践应用表明,该平台成功抵御了甬江流域超标准洪水,并对未来防洪工程体系优化具有启示意义,对其他流域防洪减灾、城市内涝治理工作具有一定的借鉴意义。     

数据赋能城市治理 场景释放数据价值

<正>为了释放数据在场景中的应用,我们以"数据化、智能化、场景化"为基础,构建了城市智能中枢体系,坚持"数据智能+信创"双轮驱动策略,全面提升城市治理现代化水平。我国的城市数字化转型经过了多年的发展。在2008年IBM提出"智慧地球"的理念后,我国的城市管理者就很好地抓住了数字化契机,并通过数字技术、数据化应用,改进了城市管理模式,提高了城市治理水平。2015年,我国提出了新型智慧城市的模型评价体系,强调了民生服务的多元普惠、产业经济的融合创新、基础设施的统筹集约、城市管理的智慧高效。2018年,数字经济与我国智慧城市融合,产生了更丰富的应用场景。     

数字孪生流域建设监督检查实践及问题分析

当前,水利部正在大力推进智慧水利建设,数字孪生流域是智慧水利建设的核心与关键。水利部在推进数字孪生流域建设工作会议和全国水利工作会议上明确提出要加快数字孪生流域建设。为保障数字孪生流域建设高效、顺利开展,水利部组织对数字流域建设先行先试单位建设情况进行了监督检查,检查内容包括组织推进、工作进展、项目成果、应用成效、共建共享、其他等五方面。本文详细列举了数字孪生流域建设监督检查中发现的典型问题,从项目管理、需求调研、数据共享、专业模型、标准规范、监督检查等方面深入分析了问题发生的原因,有针对性地提出了改进工作的建议,对数字孪生流域、数字孪生工程、数字孪生水网建设全过程管理具有重要的参考价值和指导意义。     

基于物联网技术的智慧图书馆建设应用研究

“智慧图书馆”是如今图书馆建设中的一大方向，凭借现代科技在传统图书馆服务的基础上升级服务，提升读者体验。旨在探讨物联网技术在“智慧图书馆”建设中的理念及物联网技术的优势和应用场景，结合当下正在各图书馆中使用的物联网技术成功案例和使用成效，研究物联网技术在智慧图书馆建设中的实际应用的关键点和关注点，为智慧图书馆建设提供一些思路及参考。     

《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。     

小清河流域数字孪生智慧平台设计与应用

针对水利工程管理和洪水灾害预防的关键问题，通过研究和应用数字孪生技术，提出一种基于数字孪生智慧平台的解决方案，旨在提高水利工程的管理效率和预防洪水灾害的能力。通过建立小清河流域的数字孪生模型，实现对流域实际工程场景的数字化建模和仿真。同时平台集成防洪“四预”体系，能提供准确的洪水预测和预警信息，有效应对洪水灾害。小清河流域数字孪生智慧平台的设计与应用可为洪水灾害预防和工程项目实施提供重要的技术支持和决策依据，有助于提高管理效率，减少灾害损失。     

数字城市是生活方式和数字技术的结合——北京邮电大学宋俊德教授

<正>人类发明了数字技术以后开始想把物理的客观存在的城市虚拟化,做成虚拟的数字城市。所以数字城市中政府需要建设和物理城市对等的这样一个城市或者城镇。智慧城市的建设是无穷无尽的,很多城市都成立智慧研究院和办公室,都在建设智慧城市。智慧城市把数字无线建设的成就智慧化,而我们生存是靠着创新,为了把固定的、无线的、移动的提到人的智慧上,让物能智慧化、智能化,让人的智慧反过来建设我们的世界。