习近平总书记在上海浦东考察时强调,城市治理是国家治理体系和治理能力现代化的重要内容。一流城市要有一流治理,要注重在科学化、精细化、智能化上下功夫。
数字孪生让“绣花”治理成为可能
我们身处的物理世界万物孤立,无法被感知、被计算,以至于后知后觉。“如何让我们的城市更聪明一些、更智慧一些”、如何 “像绣花一样治理城市”,数字孪生技术成为破解这些难题的必选项。它赋予实体城市新的互联网基因 通过信息技术的深度应用,给城市一个数字克隆体,使不可见的城市隐形秩序显性化,城市肌体每个毛细血管的一举一动尽在掌握中。
数字孪生技术的引入使社会治理向“智”理升级,在精细化与智能化上的业务开展与探索创新提供了技术支撑,未来的社会治理将不再是盲人摸象。
着重解决“四看问题”
我司一直潜心研究数字孪生技术赋能社会治理应用,隆重推出“洞见”产品,着重解决以下“四看”问题,让社会治理更加精细化、更加智能化。
01
看不全
传统治理表现为二维平面、要素平铺、数据间关联不强,精细化程度不够,很多隐性的信息看不到;孪生治理可实现全时空可视、全要素关联、全数字挖掘、全周期管理,将隐性信息显性化。
02
看不细
传统治理表现为依靠网格员发现、被动响应,很多潜在隐患不能精准预见,相对粗放;孪生治理可实现AIOT自动感知、要素监测预警、图上指挥调度,提升为绣花式治理。
03
看不透
传统治理表现为数据的堆砌,更多停留在统计分析层面;孪生治理可实现时空智能+大数据挖掘分析透过现象看本质,让每个主题看透。
04
看不远
传统治理大多是现状的可视化表达,缺少长远洞见;孪生治理可实现指数分析,挖掘潜在问题,以未来视角给出合理建议。
主要建设内容
社会治理涵盖人地事物情组织等全要素数据,这些数据分布在不同业务部门、不同标准的业务系统内,赋予的知识使命、技术壁垒均不相同。
当数据管道打通之后,我们发现来自不同部门的数据很难融合在一起,不同的坐标系、不同的建立规则、不同的时空错位,即使落到一张图上也需要有很强的业务知识作为内核牵引;
当发生紧急事件的时候,需要框选事发地周边被影响的人群的时候,发现选出的结果并不精准,因为传统的GIS服务没有实体化,更没有实现人房户企的关联挂接,导致这个地方有谁、在哪、是否受影响并不清楚。
当一个城市有成千上万个网格的时候,各级管理者并不清楚“我要怎么因地施策、要怎么配备资源,资源下沉到哪、发挥什么作用”,以至于网格配备千篇一律。
相关的问题还有很多很多,究其原因在于怎么将数据知识赋能业务发展、业务发展怎么反哺数据知识完善,实现一个闭环运转。数字孪生底座正式在这样的需求下,以“合-治-融-用”的思路探索出构建鲜活的、有血有肉的镜像世界方案。
合:全域集成,构建数据孪生空间底座
多“图”合一,将自然资源局,住建局,公安与政法,民政等部门的数据进行数据汇聚。其中自然资源局具有时空大数据平台、基础底图(电子地图、影像地图、高程模型、矢量要素)、行政区划、三维地图数据。公安与政法部门具有公安、网格化地图,标准地址、实有房屋等数据。住建局BIM平台、民政部门标准地名库,将以上部门数据汇聚构建协同统一的数字孪生“空间底座”。
治:对象重构,构建数字空间“块”实体
传统地理空间数据以图层为单位的服务和应用模式,与以城市单元为基础的城市治理需求不匹配。
数字孪生底座应以服务城市治理为核心,以“城市单元”为基础重构地理信息,建设数字空间“块”实体,而不仅仅是“一草一木、一砖一瓦”的地理环境呈现。
融:融合治理,构建数字孪生“块”模型
仅仅有“块”数据还不够,地图上需要承载信息,才能真正用来解决业务问题。这就需要解决地图上没内容的问题,将块数据与业务信息融合,构建数字孪生“块”模型。
在“空间底座”的基础上按空间层次划分,从建筑单元块、网格块、社区块、街道块、区镇块、市县块层层递进,构建一致化的层次孪生“块”模型,形成“块”模式的孪生融合对象。然后在块上融合人口、企业、经济、城市部件、事件等信息,构建统一融合的城市孪生模型。
用:标签治理,提供柔性“块”服务
以“块”模式的孪生对象为基础,从空间、时间、业务、数据四个维度进行建设。构建数据的柔性消费体系,满足以下功能:
应用驱动,按需萃取数据
提供更加丰富的数据切分策略
按专题进行提取切分:将数据内容侧重于某一专题进行划分。用户根据需求构建专题,例如人口、教育、交通、建筑等,按专题类型进行数据切分。
按实体进行关联切分:在地理信息系统中不可再分的最小单元现象称为空间实体。根据用户自身需要,提供对空间实体进行关联,例如人、房、户、单元、社区等等。
按标签进行提取切分:在前期数据收集和整理的过程中,会建立一个符合自身行业的、完整的结构化标签体系,即有明确的级别划分和从属关系。由于数据源不同,设计标签的初衷不同,针对的分析目标不同,建立一个丰富的底层标签库,而并非标准化的、能够不断复用于不同场景的标签体系。
由于社会治理面向的场景需要多种层次,因此需要支撑多源多层次的数据底板。我司在数据底板制作方面具有甲级测绘资质、数百人的专业生产团队、完备的制作流程及精湛的制作工艺、完善的制作标准和严格质检流程,为客户提供室内室外地上地下全空间数字孪生数据建模服务。
· 多源三维数据底板 ·
在孪生底板构建上,具备“一站式”的倾斜三维模型和CAD三维模型生产和交付能力,同时对于广泛应用的BIM三维模型数据也能够进行无缝的整合。
BIM三维模型
倾斜三维模型
CAD三维数据
· 多层次数据底板生产能力 ·
为了满足多样的应用场景和需求,我们将孪生底板按照国家行业标准《城市三维建模技术规范》划分为 L1、L2、L3、L4四个细节层次,分别对应体块模型,基础模型,标准模型与精细模型,不同层次间可以灵活组合和搭配。
L1体块模型
L2基础模型
L3标准模型
L4精细模型
主要应用
运行监测
在传统城市运行外在感知的基础上,结合数字孪生技术,进一步感知城市内在的、隐性的、微小的脉动,实现“细胞级”的监测预警。
| 微单元的监测预警
融入BIM模型,转化为有定位、可量测功能的三维立体数字模型,结合网格员日常对出租房、群租房的巡查图片,结合AI技术进行比对,了解出租房结构是否发生变化、是否存在消防安全隐患,并给予自动提示。
| 重点网格监测预警
通过“块数据”的构建,能勾勒出每一个网格的画像信息,还可以对网格进行分类分析,比如:老龄化网格、矛盾多发网格、安全隐患网格、脏乱差网格等。按照不同网格类型可分类指导网格员具体工作,因格施策、精准服务。除了分类分析还可以进行分级预警,通过重点网格模型构建,划分出红黄蓝绿四色预警,根据不用颜色给出治理建议。
| IOT监测预警
结合智能门禁、出入口人脸识别、水质监测、高空抛物等传感器,根据内置规则进行预警提醒,如发生预警,上报物业、居委,及时确定点位,快速前往查看处理。
研判分析
城市运行涉及方方面面,如何评价一个城市的治理水平,就需要以量化的思维进行相对性评价。而城市的量化背后是对城市治理的深入解读与指标模型的精确设立。我司结合项目实战经验,积累与高校、科研机构、学术组织等的密切合作与学术研讨,在指标设定、模型构建、算法自研上有了新的突破。通过指数评价类似于给城市治理进行体检,全方位、透彻性分析城市治理的问题,并剖析深层次问题的原因,给以提示建议,辅助领导科学决策。
指挥调度
“靠前指挥、一线督战”基于数字孪生技术的赋能下成为现实,发生重大或紧急事项后,领导无需周转于多个指挥中心、无需接收碎片化的信息,只需在一个指挥中心大厅、一块大屏上就能以全局视角、身临其境进行作战指挥。不仅对暴露在地上、室外的灾害现场全局可见,更能够对室内、地下隐秘性较强的事故现场进行数字镜像还原,解决以往指挥调取的盲区。除了还原事故现场,还能够秒级计算出周边的调度资源(包括街面巡查人员、视频探头、执法车辆、医院、出租车等)、分析出事故的危险半径,以及半径范围内的人口、房屋、重点人群、重点设施、重点部位等信息,便于领导综合施策。同时可支持音视频通话,可快组建视频会议,为上通下达缩短半径。
主题驾舱
按照宏观、中观、微观的三维层次穿透法,面向不通业务主题进行全域分析。宏观:展示业务主题“骨架脉络”,整体上知晓当前发展形势;中观:针对重点关注领域,进行“枝叶扶疏”,了解发展重点;微观:进行“细胞透视”,支持楼栋、单元、楼层、房户等室内数据的呈现与分析。
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