Digital-Twin/chr/笔记/第三次会议/调研结果.md

• 是什么？
  • 数字孪生
    • 数字孪生是以数字化方式创建物理实体的虚拟实体，借助历史数据、实时数据以及算法模型等，用于模拟、验证、预测、控制物理实体全生命周期过程的技术方法。数字孪生技术打通了物理世界与虚拟空间的通道，联结现实世界与数字世界，在虚拟空间打造“全真世界”。
  • 数字城市
    • 通过使用数字孪生技术，打造可持续的城市环境，并为市政建设的所有利益相关者提供新的业务机会和收入来源。为管理者提供各种各样的数据支持，例如将智慧城市建设中的多维度城市数据和信息以集成的实时 3D 视图直观表达出来，包括交通路况、人流分布、事故报警、空气质量等。
    • 中华人民共和国自然资源部:
      • 在信息空间上构建的城市虚拟映像叠加在城市物理空间上，将极大地改变城市面貌，重塑城市基础设施，形成虚实结合、孪生互动的城市发展新形态。
      • 在智慧城市中，数字孪生城市通过对物理世界的人、物、事件等所有要素数字化，在网络空间再造一个与之对应的“虚拟世界”，形成物理维度上的实体世界和信息维度上的数字世界同生共存、虚实交融的格局，突出了数字孪生的实时性以及保真性，将物理世界的动态，通过传感器精准、实时地反馈到数字世界。数字化、网络化实现由实入虚，网络化、智能化实现由虚入实，通过虚实互动、持续迭代实现物理世界的最佳有序运行，这突出了数字孪生的互操作性、可拓展性以及闭环性。
  • 智慧大厦
    • 智慧楼宇也称智能建筑、智能楼宇，是将建筑、物联网感知和控制及结构、系统、管理和服务等各方面的先进科技相互交融结合，是现代化新型建筑发展的必经阶段。通过数字孪生技术，可将楼宇设备之间、系统之间融合数据互通，为组成智慧楼宇这一场景提供了强大的支撑。
• 行业的发展情况
  • 数字城市
    • 优诺
      • 对城市部件、能源电力、公共安全、地理水文、旅游产业等可视化呈现，构建监控、预警、诊断、分析为一体的管控窗口，支撑城市管理中跨组织部门、跨地域、跨行业的统一管理；
      • 对城市实体对象、关系数据、活动数据整合，实现信息汇总互通；基于城市管理业务流程融合多领域数据资源，并提供管理途径
      • 梳理城市关键数据，聚焦城市重点领域及重大事件，结合城市三维场景管理视图，为城市管理决策层提供决策支撑，辅助管理层现场决策指挥
  • 智慧大厦
    • 信驰达
      • 对人员和资产位置进行实时定位，对建筑物和建筑群内的变配电、照明、空调、供热等能源使用情况进行集中监视、管理和分散控制。以空调系统为例子，能够实时监控中央空调及各地区温度，可以通过终端调节各地区温度，风扇频率等。实现建筑能耗的在线监测和动态分析。
      • 通过前端消防监测设备(主要是传感器件，如温度、气体传感器等)，对监测区域进行定时或感应式信息采集，并将采集到的信息时传送到控制中心。能够实现对人员的跟踪、违规进入禁止区域的报警，通过定位设备绑定人员，及时获取其方位信息。
      • 实时反应电梯运行情况及各区域人员密集程度和人口数量，能够用于分析建筑人员流动情况，并针对异常情况实时报警。
    • 赛菲姆科技
      • 人员管理（进出登记并记录）、车辆管理、办公管理（考勤记录）、公共安全（报警信息展示并警告）、移动端应用（提供人员请假、加班、外卖等平台.....）
    • 北京智汇云舟科技
      • 能耗管理——对建筑进行实时能源监测，传感器设备和网器联动，实现能耗数据采集存储、能耗上传、统计分析、能耗预测、节能诊断、数据转发等系列功能
      • 便捷出行——利用平台可实现停车流程智能化，人员出人精细化管理
      • 设备设施运行监测——实现设备的集中控制及设备智能托管、设备状态监测，如电梯、监控等。
      • 环境质量监测——管理会议室等区域预约、使用等，采集楼内空气质量，分析当前质量是否达标
      • 安防消防——将摄像头、消防设备、各类传感器等设备统筹管控。通过设备告警联动摄像头，映射到 3D 模型的真实场景位置，及时定位消防、安防报警点
      • 应急指挥——视频监控、AI识别以及应急预案的结合，对于可能发生的火灾、地震、恶劣伤人等事件，接收信息并辅助决策制定与实施
  • 古河云
    • 房屋数据可视化——三维建筑技术性形象化数据可视化复原工程建筑环境因素、造型设计及内部结构建筑构造。（BIM\CAD、室内空间设计）综合管网数据可视化三维可视化复原房屋内部结构综合管网信息内容，主要包含强弱电布线、中央空调、新风系统、消防安全。
    • 聪慧耗能——形象化表明工程建筑水可、电磁能、天燃气等能耗状况，也支持月度、本年度数据分析、剖析，为节能减排工作给予支持。
    • 智慧监控——三维系统化地表明工程建筑监管分布特征，方便快捷智能管控全局性视频监控系统，灵便读取查看监控视频信息，为智能管控给予支持。
    • 智慧环境——改装感应器对大厦自然环境开展监管，并且可以反方向控制空调、新风系统等系统进行智慧环境监管。主要包含环境温度、环境湿度、室内甲醛、PM2.4等数据检测。
    • 智慧安防——改装智能化系统智能门禁系统，相互配合智慧监控，完成总体楼幢智慧安防、预警信息工作中。包含工作人员进出监管、出现异常移动检测、出现异常入侵防御系统等智能安防作用。
    • 家用电梯监管——三维系统化地表明工程建筑电梯运行状况，依据家用电梯负荷状况，剖析表明家用电梯压力分布，为人流量遍布管理决策给予支持。
    • 人员管控——执行得到工程建筑屋子利用率、工程建筑内工作人员在多个时间段的分布特征等，适合于剖析工程建筑的具体运行状况及其工作人员出现异常流动性警报等。
    • 技术架构——采用MQTT物联网平台集中管理设备接入采用Spring Cloud主流的微服务架构，支持Modbus、BACnet、OPC、DB等协议，适应不同系统的数据接入，对于传统和新型的建筑智能化系统均有极强的适配能力
• 当前的问题
  • 数字孪生
    • 中华人民共和国自然资源部:
    • 一是数据问题。数据是数字孪生的关键所在，现阶段与数据有关的问题主要有：多维度、多尺度数据采集不一致；数据传输稳定性不足；受多源数据获取方式的影响，数据准确性难以保障；海量数据的存储与处理能力欠缺；通信接口协议及相关数据标准不统一；数据的分享与开放机制不完善以及多源异构多模数据较难实现集成、融合和统一。
    • 二是基础知识库问题。在系统层级方面，存在着数字化、标准化、平台化的缺失，主要体现在各层级的自身基础知识库匮乏，现有层级之间的基础知识库互联互通障碍以及基础知识库的整体架构不完善；在生命周期方面，存在着结构化、传承性、规划性缺失的问题；在价值链方面，则存在着现有应用价值不足、兼容性差、盈利模式不明等问题。
    • 三是数据安全问题。主要表现在数据传输和存储安全方面，数字孪生系统在应用过程中，会产生和存储海量的生产管理数据、操作数据和系列外部数据等，可通过云端、生产终端和服务器等存储方式进行存储，任何一环都可能涉及数据泄密的风险。另外，系统控制安全也需要注意。由于虚拟控制系统可能存在各种未知安全漏洞，极易发生泄密问题。
    • 四是多系统融合问题。数字孪生是一个多维系统的融合，在数据、模型和交互各环节均涉及融合应用，而目前无论是数据采集、数据传输、模型构建还是交互协同的环节，与数字孪生构架均未深度结合。
    • 五是人才问题。现阶段数字孪生核心软件技术仍由国外人才主导，国内市场缺少数字孪生标准化研究相关的专业人才。
  • 数字城市
    • 1.城市应用场景挖掘不足，缺乏对业务逻辑的深层理解
    • 很大一部分数字孪生产品脱离应用场景和实际业务需求，盲目跟风，缺乏对业务逻辑的深层理解，忽视对城市运行治理的有效 支撑。城市规划、建筑管理等行业性孪生应用多，基于数字孪生的城市治理、服务等应用普遍深度不足。由于城市级异构大数据汇集 和跨行业跨领域应用还处于初级阶段，各专业、各行业领域的算法模型成熟度不高、尚待沉淀。且市场缺乏规范的建设指引，具有长 期考量、实现体系化布局、面向深度应用需求的建设方案还比较少。
    • 2.缺乏统一时空智能平台规范，数字底座亟待整合
    • 数字孪生城市源于“一张图的GIS、BIM、CIM实践，但高于条线“一张图”建设。城市管理部门对城市数字底图都有强烈需求，如住 房与城乡建设系统推进的城市信息模型平台，自然资源与国土规划主导的时空大数据平台，公安政法条线依托进行城市安全和综 合治理的城市底图等。每个底图自成体系，一般仅支撑本系统内应用，无法随需、随时支撑其他部门调用。长期以来智慧城市条线强 协同弱，没有明确牵头部门，即使有些地方成立了大数据局，但协调统筹力度仍然不足，多张底图如何整合形成城市级统一的数字 底图和数据资产，是数字孪生城市建设首先要面对的问题。
    • 3.时空数据孤岛欠缺关联融合，数据价值远未释放
    • 数字孪生城市的核心在于构建一个统一的时空智能底座，但目前尚未形成可兼容异构信息的统一标准的时空数据底层框架，机 构和厂商各自推进，难以确保统一编码、多模态数据的精准融合表达。且城市矢量时空、政府业务数据、物联网、栅格数据、模型数 据、点云数据多源数据的融合处理存在一定困难，格式间存在壁垒。数据孤岛虽然一直都受到人们的重视，却一直未能解决。各部门 业务系统数据格式不统一、数据权限不明确、数据对接机制不健全，都将制约数字孪生城市作用的发挥。
    • 4.算法模型与动态数据融合不深
    • 当前数字孪生城市涉及的新型测绘、标识感知、协同计算、全要素表达、可视化、数字空间模拟仿真、态势预测等价值远未释放， 关键技术自身发展和融合应用还有待加强。海量数据加载技术、云边计算协同技术、模拟仿真技术等成熟度不高；利用人工智能尤 其是时空人工智能、边缘计算对动态数据快速分析处理能力不足。
    • 5.投资运营机制不明确，尚未形成开放产业生态圈
    • 从建筑部件到地块、到各种专业单元，最终汇聚到城市，形成了城市运营活数据的层层汇聚，用于评估城市的“实体”建设基因和 “虚拟”运行绩效之间是否有相关性。例如，一个运行绩效良好的科技园区如何依赖于土地混合程度、绿化水平、路网可达性、住房租 金、或咖啡厅密度等方面的支撑。建立有效的运行绩效和建设基因之间的关联机制，赋能普通老百姓和利益相关方，助力他们更便 捷而理性地参与到城市建设或城市运营管理中，如何通过建立起市民、专家以及政府之间实时有效的沟通互动渠道是需要各地实 践的。
    • 信息孤岛问题：在数据信息收集端静态数据仍存在“信息孤岛”，通过传感器、摄像头、智能终端等感知终端收集的动态数据不足以抓取城市基本运行情况，且“动静结合”协同不足，对数据安全问题的防范能力较弱。
    • 一是多个部门协调困难比较难，数据采集门槛比较高，信息基础设施建设不均衡等基础问题，在应用层次和深度不够。
    • 二是数字孪生城市涉及到5G、大连接物联网技术、海量数据加载技术、云便计算协同技术、模拟仿真技术、网络与信息安全技术等，目前技术成熟度不高，平台模型标准化滞后。
    • 三是目前数字孪生城市设计软件大部分由国外企业主导，BIM软件基本上都是国外的，CIM的软件现在比较少，国产的GP与U/FPGA芯片很少有国产的，有也基本上市场占有率很低。三维渲染的时候都要用到GPU这些技术。操作系统基本上也是国外的。人工智能软件框架等市场占比都比较低。传感器国内的传感器从技术到成本，尚不能满足全域感知部署需求。
    • 四是数字孪生城市数据来源面广，接入点多，数据集中度高，集中到这个大脑上，城市的基础设施高度依赖这些数据的运行，一旦入侵，这个地方安全危害就很大，整个城市的运行会瞬间瘫痪。另外城市很多的数据涉及到公民隐私，需要有效保护。
    • 五是城市的组织架构和管理体制需要适应数字孪生城市的需要，改革城市治理职能和服务模式，要重视数字孪生城市人才的培养
    • 《数字孪生城市建设现状及对策》
    • 顶层设计缺乏，缺时切实可行的全市层面总体框架
    • 标准规范有待进一步健全，缺乏统一的数据采集、存储、交换、共享等标准。
    • 城市基础设备缺乏建设，智慧化水平低，信息采集、传输、开发、利用不畅。
    • 数据资源有待进一步整合，建设碎片化和数据孤岛仍存在。
    • 规模庞大 难以实现统一管理：城市公共服务基础设施包括交通、商业、工业、教育、环保等，管理区域大、管理对象多，缺少统一管理蓝图
    • 数据复杂 难以构建融合场景：城市数据资源庞大而复杂，数据缺少联动管理消费场景，无法发挥数据价值
    • 领域众多 缺少统一决策依据：城市管理领域众多，彼此相互交叉渗透，单个领域独立管理难以适应现代城市管理需求，缺乏直观的管理决策平台
• 怎么做
  • 数字城市
    • 一是加强顶层设计与统筹机制，系统化设计总体目标、行动路径及制度保障，通过基础标准统领及应用牵引，推动多元信息和软硬设施融合与互补。二是建立数字孪生公共服务平台，探索数字孪生技术生产、服务供给、产品供应，加深纵向协同与需求对接，实现多源异构数据共享、多层连接与开放。三是加强安全管理，通过防火墙、加密技术等建立安全屏障，同时对信息的使用权限、使用流程等进一步规范。四是基于数字资源丰富应用场景，完善数字孪生城市运营模式。
    • ，要以数字化助推城乡发展和治理模式创新，全面提高运行效率和宜居度；分级分类推进新型智慧城市建设，将物联网感知设施、通信系统等纳入到公共基础设施统一规划建设，推进市政公用设施、建筑等物联网应用和智能化改造；完善城市信息模型平台和运行管理服务平台，构建城市数据资源体系，推进城市数据大脑建设，探索建筑数字孪生城市。
    • 《数字孪生城市建设现状及对策》
    • 加强顶层设计，确定总体框架，纵向到底，横向到边（就是全面，分层，既能深入到点，也能在高层面上进行统领观察，问题即时锁定，各种高度都能反应出来问题）
    • 分五个板块，计算——提供弹性计算，支持各类同源异构数据的即时连接、调度、处理。数据库——数据库。算法——算法。物联网——物联网。网络保障——网络保障。