山東金鼎礦業(yè)有限公司淄博礦區(qū)智慧礦山集中可視化管控平臺。
本報記者 李 蕊攝
湖北省襄陽市襄州區(qū)智慧城管平臺中控室內(nèi)，工作人員在察看共享單車停放情況。
楊 東 江偉兵攝影報道
“江浙之巔”數(shù)字孿生應用抓拍到的黃茅尖景色。
百山祖國家公園龍泉保護中心供圖
核心閱讀
推動制造業(yè)數(shù)字化轉型、提升城市治理效能、助力國家公園生態(tài)環(huán)境保護……數(shù)字孿生技術應用領域持續(xù)拓寬，有效賦能各行各業(yè)發(fā)展。
近日，記者走進浙江、山東、湖北三地，實地探訪數(shù)字孿生技術為當?shù)貛淼男伦兓?/p>
數(shù)字孿生技術，是指通過建立三維數(shù)字化模型，打通物理世界和數(shù)字世界，實現(xiàn)虛實融合的復合技術。推動制造業(yè)數(shù)字化轉型、提升城市治理效能、助力國家公園生態(tài)環(huán)境保護……作為新興的數(shù)字技術，數(shù)字孿生技術的蓬勃發(fā)展有效賦能千行百業(yè)的發(fā)展。隨著應用場景持續(xù)探索拓寬，數(shù)字孿生技術將迎來新的發(fā)展機遇。
數(shù)字孿生技術在各地有哪些應用實踐？記者進行了采訪。
三維展示 “智”造升級
數(shù)字轉型有了新抓手
走進山東金鼎礦業(yè)有限責任公司淄博礦區(qū)，指揮調(diào)度中心內(nèi)，3名工作人員緊盯著眼前的一塊屏幕。仔細一瞧，屏幕上13個礦井重點區(qū)域一目了然，井下設備、人員及安全生產(chǎn)狀態(tài)等信息也一覽無余。
3個人，不下井，何以監(jiān)管這偌大的礦區(qū)？“秘訣就在于我們背后的‘虛擬礦區(qū)’?！焙柤瘓F旗下卡奧斯裝備行業(yè)業(yè)務負責人劉軍解釋道：“我們以數(shù)字孿生技術為支撐，為山東金鼎打造了一個和真實礦區(qū)一模一樣的虛擬‘孿生兄弟’，簡單而言，就是將井下場景建模、全景還原，使礦區(qū)以可視化效果呈現(xiàn)。”
“虛擬礦區(qū)”怎么用？“我們將數(shù)據(jù)集成到數(shù)字孿生可視化集中管控平臺，以直觀的三維可視化界面與真實礦區(qū)環(huán)境建立交互?！眲④娬f，透過一塊屏幕，監(jiān)管人員可全方位無死角地感知著礦區(qū)的“風吹草動”，響應各生產(chǎn)系統(tǒng)的預警和告警事件，調(diào)度相關生產(chǎn)單位及時處理，極大提高了管控效率。
近年來，山東打出數(shù)字賦能增效組合拳，深入實施制造業(yè)數(shù)字化轉型三年行動。如今，數(shù)字孿生技術逐步推廣應用，不但讓企業(yè)的監(jiān)管水平有了質(zhì)的提升，還有效推動了“智”造升級。
2021年10月27日，在北京冬奧會開幕倒計時100天之際，中國自主設計、研發(fā)、制造的雪蠟車正式交付使用。這輛外表看似不起眼的雪蠟車，里面卻“別有洞天”，包括了車載平臺、新能源動力系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)……
此前，雪蠟車的核心技術長期被國外壟斷?！把┫炣囋O計之初，國內(nèi)沒有圖紙可參考，沒有經(jīng)驗可借鑒，時間緊、任務重，設計工作十分艱難?！笨▕W斯物聯(lián)科技股份有限公司副總經(jīng)理謝海琴說，研制過程中數(shù)字孿生技術“派上了用場”。
“我們運用數(shù)字孿生等技術，迅速推演出雪蠟車的整體布局及功能分區(qū)，使首臺雪蠟車的研發(fā)時間減少60%以上。”謝海琴介紹。
“云端”城市 實時感知
城市治理有了新突破
上午9時22分，湖北省襄陽市襄州區(qū)張灣街道辦事處，綜合執(zhí)法中心工作人員張健的手機突然振動起來，“智慧城管”APP提醒他有一條市容環(huán)衛(wèi)類督辦工單待處理。
原來，智能AI攝像頭抓拍到航空路怡美家園小區(qū)門口有幾輛共享單車違規(guī)停放。騎上巡邏電動車，他馬上趕赴現(xiàn)場。
與此同時，襄州區(qū)智慧城管平臺中控室，操作員黃濤正在電腦上察看現(xiàn)場處置情況。9時34分，停車位傳感器實時傳回數(shù)據(jù)，在張健的歸置下，屏幕上標紅的共享單車一輛輛變綠，規(guī)范地停放在圍欄內(nèi)。
這是怎么實現(xiàn)的？
黃濤點擊鼠標，中控室大屏幕上呈現(xiàn)出一座“虛擬襄州”。放大細看，城區(qū)的道路、樓房、商鋪乃至路燈、井蓋等都一一呈現(xiàn)。據(jù)了解，這是湖北省首個5G智慧城管數(shù)字孿生三維全景平臺。
平臺管理負責人江銳介紹，為確?！疤摂M襄州”能夠還原城市實景，當?shù)嘏c湖北省移動公司和省地質(zhì)部門合作，通過5G+北斗高精度定位技術，對城市風貌進行數(shù)字掃描，并對160余種城市基礎設施開展定期普查，讓數(shù)字模型更新跟得上實體城市的發(fā)展腳步。
江銳說，數(shù)字孿生城市是基于建筑信息模型（BIM）、地理信息系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)等技術構建的“有機綜合體”，實體城市內(nèi)接入的各類智能設備可與平臺深度互動，賦能城市治理。
“以共享單車管理為例，在智慧城管平臺，各類單車廠家、牌號、路段位置等信息一目了然，內(nèi)容呈現(xiàn)也從二維升級到三維?！毕逯輩^(qū)城管局副局長葛海兵說，依托數(shù)字孿生城市，散布在主城區(qū)的200多個智能AI高位攝像頭可以做到準確定位，捕捉大街小巷的突發(fā)狀況；全區(qū)12000多個路邊停車泊位通過攝像頭和地面磁釘?shù)仍O備能實時掌握停車情況并自動計費；灑水車、環(huán)衛(wèi)車可根據(jù)路況信息及時調(diào)整作業(yè)路線，避免影響行人和車輛……
一旦發(fā)現(xiàn)問題，平臺大數(shù)據(jù)系統(tǒng)將立即下達處置指令等信息至相關部門和責任人，由他們第一時間趕到現(xiàn)場處置。“一般事件，1小時內(nèi)可以處理完成，比傳統(tǒng)人工處置效率提升1倍以上。平臺操作員就像在‘云端’工作，整個城市情況盡收眼底，隨時可管理調(diào)度；城管執(zhí)法也從‘人防’轉變?yōu)椤挤馈?，提高了社會治理效能。”葛海兵說。
目前，襄州區(qū)智慧城管平臺正逐步探索社區(qū)安保、旅游服務等多領域應用場景。江銳介紹，平臺已與襄陽市“一網(wǎng)統(tǒng)管”主平臺對接，綜合利用城管、氣象、環(huán)保、交通、公安等部門的23.6億條數(shù)據(jù)和5.8萬余路視頻資源，對城市24小時運行狀態(tài)進行數(shù)字化呈現(xiàn)，提高了城市治理的精細化、智能化水平。
環(huán)境監(jiān)測 科學管護
生態(tài)保護有了新思路
前不久，浙江麗水百山祖國家公園龍泉片區(qū)海拔近1800米的高山濕地中，一對棕褐色羽毛、橙黃腳掌的斑嘴鴨，正在草叢間的水域里散步覓食。
這一幕被野外攝像頭拍攝下來，通過物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測設備和數(shù)字孿生應用平臺，將時間、地點以及氣象水文信息，一并傳回了系統(tǒng)。
“這是自保護區(qū)成立以來，首次在高海拔地區(qū)監(jiān)測到斑嘴鴨，為我們研究其遷徙規(guī)律、生活習性，提供了很多有價值的信息。”百山祖國家公園龍泉保護中心工程師葉立新說。
去年11月，龍泉市國家公園數(shù)字孿生應用“江浙之巔”正式上線。得益于衛(wèi)星遙感、物聯(lián)設備、無人機等前端感知感應設備，“江浙之巔”實現(xiàn)了對國家公園“天上看、空中探、地上查、網(wǎng)上管”的一體化智能感知。
在系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)測模塊，記者看到了無人機在高山巡護時傳回的實時畫面，一只松鴉正在山林間游蕩。目前，龍泉保護中心已經(jīng)陸續(xù)監(jiān)測到國家一級保護動物黑麂，以及黃腹角雉、穿山甲等多種野生動物，可隨時查看視頻和照片，并對物種出現(xiàn)頻率、位置等進行統(tǒng)計分析。
不僅如此，依托感知監(jiān)測體系，系統(tǒng)還可以實時回傳現(xiàn)場的生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)、電子圍欄卡口監(jiān)控數(shù)據(jù)及立體巡護數(shù)據(jù)?！敖阒畮p”數(shù)字孿生應用管理員方萬力介紹，系統(tǒng)可以整合多維度的數(shù)據(jù)，全面準確掌握公園情況，同時減少了人為活動干擾，維護了森林生態(tài)系統(tǒng)健康穩(wěn)定。
自管理端應用上線以來，截至5月23日，已獲取生物多樣性數(shù)據(jù)17935條，監(jiān)測百山祖國家公園內(nèi)動物120種，其中重點保護動物30種；卡口記錄車輛信息55543車次，人員信息7191人次；巡護系統(tǒng)在線巡護人員67人，巡護里程累計36989千米，巡護時長累計18723小時；獲取空氣質(zhì)量、氣象、水質(zhì)、濕地監(jiān)測數(shù)據(jù)300萬余條。
如今，“江浙之巔”數(shù)字孿生系統(tǒng)已完成“一艙兩端”應用體系構建，除了指揮駕駛艙和管理端應用場景外，面向公眾的移動互聯(lián)體驗場景也隨之上線。
“通過VR技術能沉浸式游覽國家公園內(nèi)的景點，還可以選擇自己感興趣的類別，查看科普內(nèi)容?！焙贾萦慰腿~靜怡拿著手機給記者展示，進入“浙里辦”應用程序，在首頁搜索“江浙之巔”，國家公園的游覽路線、配套設施、旅游指數(shù)、氣象風險等信息一應俱全。
“‘江浙之巔’數(shù)字孿生系統(tǒng)基于多源海量的數(shù)據(jù)分析，輔助國家公園管理人員科學決策。同時公眾服務端全方位展示了園區(qū)自然科普信息，有助提高公眾保護意識?！卑偕阶鎳夜珗@龍泉保護中心黨組書記李先頂說。
《 人民日報 》（ 2023年05月24日 07 版）