基于CIM平臺(tái)的數(shù)字孿生園區(qū)建設(shè)探析

文｜訊飛智元信息科技有限公司

智能場站概覽

隨著“新基建、新城建”概念及政策的深入，在5G、物聯(lián)網(wǎng)、CIM、人工智能等新技術(shù)驅(qū)動(dòng)下，催生了數(shù)字孿生園區(qū)建設(shè)發(fā)展新模式，推動(dòng)園區(qū)進(jìn)一步集聚產(chǎn)業(yè)效能、降低運(yùn)營成本、提升用戶體驗(yàn)，大大增加了園區(qū)對(duì)高端企業(yè)人才的吸引力和綜合競爭力。

科大訊飛作為數(shù)字孿生園區(qū)的先行者，以絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶核心區(qū)中歐班列烏魯木齊集結(jié)中心港域萬物互聯(lián)平臺(tái)項(xiàng)目、三亞市崖州灣科技城智慧園區(qū)項(xiàng)目、上海外高橋森蘭智慧園區(qū)等項(xiàng)目為先行先試示范點(diǎn)，深入了解園區(qū)業(yè)務(wù)需求，依托源頭創(chuàng)新CIM、人工智能等智能技術(shù)，賦能數(shù)字孿生園區(qū)建設(shè)。其中，中歐班列烏魯木齊集結(jié)中心港域萬物互聯(lián)平臺(tái)項(xiàng)目建設(shè)成效先后獲得烏魯木齊市工信局、新疆維吾爾自治區(qū)發(fā)改委的點(diǎn)贊。

數(shù)字孿生園區(qū)建設(shè)思路

園區(qū)服務(wù)和管理對(duì)象眾多，包括政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)、園區(qū)經(jīng)營管理方、進(jìn)駐企事業(yè)單位、員工和居民，每個(gè)對(duì)象關(guān)注內(nèi)容均不盡相同，因而園區(qū)業(yè)務(wù)需求更復(fù)雜、更細(xì)致，需實(shí)時(shí)掌握園區(qū)整體運(yùn)行態(tài)勢、企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)和居民生活狀態(tài)，提前預(yù)判風(fēng)險(xiǎn)并及時(shí)響應(yīng)，而基于CIM的數(shù)字孿生園區(qū)為園區(qū)現(xiàn)代化治理提供了新方法、新途徑。

數(shù)字孿生園區(qū)CIM 平臺(tái)，基于園區(qū)BIM數(shù)字底板，結(jié)合平臺(tái)地理信息能力和物聯(lián)網(wǎng)能力，匯聚整合海量異構(gòu)數(shù)據(jù)，融合基于園區(qū)實(shí)際業(yè)務(wù)訓(xùn)練的數(shù)據(jù)模型、深度學(xué)習(xí)算法等，賦能園區(qū)服務(wù)和管理場景創(chuàng)新，最終形成園區(qū)全生命周期動(dòng)態(tài)服務(wù)治理數(shù)字引擎。通過園區(qū)空間信息全局可視、精準(zhǔn)映射園區(qū)運(yùn)行細(xì)節(jié)、精細(xì)洞悉園區(qū)實(shí)時(shí)態(tài)勢、深度挖掘園區(qū)發(fā)展規(guī)律、推演仿真園區(qū)未來趨勢，為園區(qū)提供從規(guī)劃階段到建設(shè)階段再到運(yùn)營階段的全生命周期服務(wù)，助力園區(qū)可持續(xù)發(fā)展。

以中歐班列烏魯木齊集結(jié)中心港域萬物互聯(lián)平臺(tái)項(xiàng)目為例。我們與新疆國際陸港集團(tuán)成立數(shù)字孿生園區(qū)創(chuàng)新實(shí)踐團(tuán)隊(duì)，圍繞項(xiàng)目規(guī)劃、建設(shè)、管理、運(yùn)營全過程共同思考，深入挖掘港域招商、運(yùn)行、治理等領(lǐng)域的痛點(diǎn)，探索出一條適合集結(jié)中心的數(shù)字孿生建設(shè)新路徑。首先搭建數(shù)字孿生園區(qū)數(shù)字底板，對(duì)集結(jié)中心建筑、道路、地上環(huán)境空間和地下空間進(jìn)行高仿真三維數(shù)字化，重點(diǎn)打造重點(diǎn)路段、重點(diǎn)路口及集結(jié)中心人、車、貨物、倉儲(chǔ)高精度數(shù)字化模型；其次，依托5G、低軌衛(wèi)星、GIS、IOT和大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，整合集結(jié)中心空間地理、衛(wèi)星遙感、低軌衛(wèi)星等數(shù)據(jù)，同時(shí)將園區(qū)人、車、貨、倉、場等靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息與數(shù)字孿生園區(qū)的建筑空間位置一一對(duì)應(yīng)，構(gòu)建一個(gè)全設(shè)備、全空間、全時(shí)域、全過程的有機(jī)整體，實(shí)現(xiàn)貿(mào)易、物流、通關(guān)等信息動(dòng)態(tài)交換；最后，基于行業(yè)知識(shí)圖譜、NLP、圖像識(shí)別、語音識(shí)別等技術(shù)，定制化訓(xùn)練絲路智港AI 算法庫，構(gòu)建具有自生長能力的“園區(qū)超腦”，為集結(jié)中心招商引資、產(chǎn)業(yè)運(yùn)行、園區(qū)治理、運(yùn)營管理等場景賦能，實(shí)現(xiàn)港域全景全要素的數(shù)字化再造，為中歐班列烏魯木齊集結(jié)中心提供更高效的運(yùn)營水平、更安全的園區(qū)環(huán)境、更精細(xì)的管理服務(wù)。

數(shù)字孿生園區(qū)建設(shè)成效

1.數(shù)字強(qiáng)港招商引資，傳播品牌高價(jià)值

招商引資時(shí)，可通過數(shù)字孿生園區(qū)CIM 平臺(tái)向企業(yè)介紹目前園區(qū)的整體規(guī)劃、建設(shè)進(jìn)度、年發(fā)運(yùn)能力、年設(shè)計(jì)辦理量、入駐企業(yè)、優(yōu)惠政策等關(guān)鍵信息，讓企業(yè)更直觀、更可視地了解集結(jié)中心整體運(yùn)行概況、運(yùn)營管理效能、安全治理保障等方面的核心競爭優(yōu)勢，傳播絲路智港“國際物流、數(shù)字強(qiáng)港”品牌價(jià)值，為未來“聚產(chǎn)業(yè)”貢獻(xiàn)價(jià)值，助力絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶核心區(qū)建設(shè)。

2.一圖洞察產(chǎn)業(yè)運(yùn)行，助推發(fā)展高質(zhì)量

基于數(shù)字孿生園區(qū)CIM 平臺(tái)搭建集結(jié)中心產(chǎn)業(yè)運(yùn)行一張圖，將整個(gè)園區(qū)的人、車、貨、場、事等相關(guān)數(shù)據(jù)，如園區(qū)吞吐量、貨運(yùn)分析、集裝箱概況、園區(qū)作業(yè)任務(wù)、全疆貨物吞吐量、全疆貨物類型、全疆貿(mào)易額、全疆國境班列等信息在產(chǎn)業(yè)運(yùn)行一張圖上直觀展現(xiàn)，全方位展示園區(qū)運(yùn)行態(tài)勢，輔助決策者全局掌握園區(qū)重要信息，快速了解園區(qū)和全疆貨運(yùn)情況，預(yù)判堆場趨勢變化，科學(xué)指導(dǎo)園區(qū)生產(chǎn)作業(yè)調(diào)度，助力打造集結(jié)中心數(shù)字化、科學(xué)化輔助決策新生態(tài)，助推集結(jié)中心高質(zhì)量發(fā)展。

場站實(shí)時(shí)監(jiān)控異常提示

場站作業(yè)熱力圖

3.科技賦能園區(qū)治理，助力安全高保障

通過“園區(qū)超腦”中的AI 視頻分析，可實(shí)時(shí)分析發(fā)現(xiàn)園區(qū)中的安全隱患，并通知管理人員及時(shí)處理，比如火車軌道出現(xiàn)異物、人員未戴安全帽、未穿安全背心等現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)園區(qū)治理降本增效。

（1）火車道異物檢測。通過歸集火車道監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)，建立火車道異物檢測現(xiàn)象識(shí)別分析模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)火車道異物現(xiàn)象的自動(dòng)識(shí)別和預(yù)警，并快速定位異物出現(xiàn)的區(qū)域，通知巡檢人員及時(shí)處置，為中歐班列正常運(yùn)行保駕護(hù)航。

（2）異常人員告警。搭建集結(jié)中心關(guān)注人員人臉庫，利用園區(qū)中多處監(jiān)控相機(jī)，對(duì)進(jìn)入園區(qū)的人員進(jìn)行抓拍分析比對(duì)，全方位分析園區(qū)人群信息，一旦發(fā)現(xiàn)關(guān)注人員或陌生人進(jìn)出園區(qū)，將自動(dòng)預(yù)警并通知保安人員，由保安人員通知警察進(jìn)行處理，降低園區(qū)安全風(fēng)險(xiǎn)，助力園區(qū)安全穩(wěn)定運(yùn)營。

（3）平交道違停。通過歸集集結(jié)中心平交道口區(qū)域監(jiān)控視頻，建立平交道違?，F(xiàn)象識(shí)別分析模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)平交道違?，F(xiàn)象的自動(dòng)識(shí)別和預(yù)警，并快速定位違停區(qū)域，通知管理人員及時(shí)監(jiān)管，打造一個(gè)安全有序的園區(qū)環(huán)境。

（4）未戴安全帽。利用圖像識(shí)別技術(shù)，在作業(yè)區(qū)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)，動(dòng)態(tài)識(shí)別行人是否佩戴安全帽，記錄抓拍未佩戴人員的圖像，立即發(fā)出告警并通知管理人員及時(shí)跟進(jìn)處理，提升作業(yè)區(qū)安全規(guī)范工作水平。

（5）未穿安全背心。利用圖像識(shí)別技術(shù)，在作業(yè)區(qū)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)，動(dòng)態(tài)識(shí)別行人是否穿著安全背心，記錄抓拍未穿著安全背心人員的圖像，立即發(fā)出告警并通知管理人員及時(shí)跟進(jìn)處理，提升作業(yè)區(qū)安全規(guī)范工作水平。

4.可視可溯運(yùn)營管理，助力管理高效能

在運(yùn)營管理方面，貼合“建園”的目標(biāo)，通過多種物聯(lián)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)園區(qū)萬物互聯(lián)，結(jié)合“園區(qū)超腦”中的AI 視頻分析，全面感知園區(qū)中人、車、貨、倉、場、事，實(shí)現(xiàn)園區(qū)事件的可視、可溯、可管、可控，提升園區(qū)綜合管理效能，打造運(yùn)轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)、管理高效的園區(qū)。

（1）人員軌跡。在集結(jié)中心作業(yè)區(qū)、倉庫進(jìn)行人臉抓拍采集，并根據(jù)圖片的時(shí)間、順序生成人員軌跡信息，實(shí)現(xiàn)有關(guān)人員在安全生產(chǎn)事件“事前、事中、事后”的軌跡追溯，輔助安全生產(chǎn)管理。

場站貨物分析

（2）車輛軌跡。通過在正面吊、汽車吊上安裝車載終端，實(shí)現(xiàn)車輛監(jiān)控定位；將車輛定位數(shù)據(jù)匯聚融合到數(shù)字孿生園區(qū)CIM 平臺(tái)中，可實(shí)時(shí)搜索查看車輛軌跡，了解吊車速度、停留區(qū)域、路線軌跡等信息。

（3）集裝箱定位。通過匯集業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)場內(nèi)集裝箱精準(zhǔn)定位，并基于數(shù)字孿生平臺(tái)真實(shí)還原，場站管理者可快速、高效掌握場內(nèi)集裝箱分布情況，查詢集裝箱具體位置信息。為了實(shí)時(shí)掌握集裝箱貨物場外運(yùn)輸情況，利用中國航天五云戰(zhàn)略工程之一的低軌衛(wèi)星，即天基窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，支撐集裝箱場外定位場景實(shí)現(xiàn)。

（4）班列發(fā)運(yùn)。運(yùn)用“園區(qū)超腦”中的AI視頻分析，可掌握中歐班列列車到站時(shí)間、出站時(shí)間，結(jié)合多源業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，可高效掌握班列延誤、早到以及訂艙等信息，讓管理者可以提前規(guī)劃，為園區(qū)實(shí)現(xiàn)“集拼集運(yùn)”提供有效信息保障。

（5）工程維保。利用BIM、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將集結(jié)中心各類智能設(shè)備進(jìn)行集成接入，在統(tǒng)一的可視化管控平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)對(duì)全部設(shè)備模型、資產(chǎn)、位置、狀態(tài)、維保、知識(shí)庫的管理；當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障或數(shù)據(jù)異常時(shí)，設(shè)備自動(dòng)告警并將任務(wù)自動(dòng)分派給運(yùn)維人員進(jìn)行處理，提升運(yùn)維效率，降低運(yùn)維成本。

（6）應(yīng)急指揮?；跀?shù)字孿生平臺(tái)對(duì)不同類型應(yīng)急事件的應(yīng)對(duì)措施、應(yīng)急資源等進(jìn)行建模，并可視化地實(shí)時(shí)展示各種應(yīng)急資源的位置、狀態(tài)，方便應(yīng)急資源查詢。當(dāng)發(fā)生應(yīng)急事件時(shí)，可通過調(diào)用匹配的應(yīng)急預(yù)案模板，將相關(guān)的應(yīng)急資源分布的狀況生成實(shí)際應(yīng)急預(yù)案，并通過一鍵外呼功能，高效通知相關(guān)應(yīng)急人員，輔助決策者結(jié)合應(yīng)急現(xiàn)場實(shí)時(shí)監(jiān)控、應(yīng)急資源分布情況，實(shí)現(xiàn)線上指揮調(diào)度，提高應(yīng)急處置效率。

基于CIM 平臺(tái)的數(shù)字孿生中歐班列烏魯木齊集結(jié)中心園區(qū)，依托完善高效的數(shù)字孿生基礎(chǔ)設(shè)施，統(tǒng)籌共用港區(qū)云服務(wù)資源，匯集港域數(shù)字孿生、物聯(lián)感知、業(yè)務(wù)場景等海量大數(shù)據(jù)，搭建集結(jié)中心孿生化、數(shù)字化和可視化數(shù)字化基礎(chǔ)。同時(shí)，圍繞集結(jié)中心建設(shè)基礎(chǔ)，探索“數(shù)字孿生+超腦+場景應(yīng)用”的建設(shè)模式，優(yōu)先發(fā)展招商引資、產(chǎn)業(yè)運(yùn)行、園區(qū)治理、運(yùn)營管理等重點(diǎn)領(lǐng)域項(xiàng)目，未來逐步穿透集結(jié)中心規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行、管理等若干應(yīng)用場景，逐步提升集結(jié)中心產(chǎn)業(yè)服務(wù)能力、綜合治理成效和集約運(yùn)營水平，助力中歐班列烏魯木齊集結(jié)中心建設(shè)成為國際一流、國內(nèi)領(lǐng)先的物流園區(qū)，成為建設(shè)絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶商貿(mào)物流中心和交通樞紐中心的主要支撐，進(jìn)一步顯現(xiàn)園區(qū)國際戰(zhàn)略通道作用。

貨運(yùn)班列進(jìn)站識(shí)別

視頻分析

應(yīng)急指揮