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智慧管网数字孪生解决方案-智慧管网数字孪生可视化平台

发布时间:2023-06-09

编辑人:灵图互动

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智慧管网数字孪生解决方案围绕园区多能源管网综合管理需求,汇聚水、电、暖等多种管网的数据资源,以BIM+GIS为核心,融合物联网、大数据、人工智能等信息化技术,通过对多源数据价值的“深度挖掘”,打造全方位、多维度、一张图的智慧管网数字孪生可视化平台,实现管网资产可视管理、状态实时监测、故障精准研判、隐患提前预警、运维高效可靠的一体化管理流程。

智慧管网数字孪生可视化平台建设主要分为三个阶段:管网普查、监控布设和平台搭建。

智慧管网数字孪生可视化平台建设

1. 管网普查

地下管线普查是指在非开挖的情况下探测地下管线的走向、埋深、规格、材质等,生成空间地理信息数据成果。管线普查的内容一般包括:已有管线资料收集、管线现状调绘图编制、地下管线探测、地下管线图绘制、成果检查等。

以普查结合精准测绘的方式对园区地下管线情况进行全面梳理,准确掌握地下管线位置信息和属性信息,建立管网模型,同时梳理管线是否存在故障或危险源。

2. 监控布设

根据园区管网类型及分布情况,设计监测终端布设方案,实时获取园区各类管网运行状态,综合把握园区管网全貌信息,为园区管网养护与应急处置提供支持。例如针对园区供排水管网,在合适位置布设水质、流量、压力等传感器,可实时了解园区供排水情况,并可根据流量和压力等信息分析管网是否存在漏损等情况。

3. 智慧管网数字孪生可视化平台搭建

应用GIS、物联网、大数据等技术构建智慧管网数字孪生可视化平台,实现管网的在线管理和智能运维。平台搭建主要包括数据库建设及业务系统研发。

3.1 数据库建设

针对智慧管网数字孪生全生命周期过程中涉及的各类数据进行梳理,包括二三维基础地理信息数据和业务属性数据,分别建立GIS库和各类业务数据库,以标准化的数据格式指导数据治理工作的开展并支撑数据中台建设,实现管线数据与园区管理业务的融合,打破各业务间的数据壁垒,从而实现数据的标准化共享服务。

其中地理信息数据库用于存储园区基础地理信息,包括路网、建筑物面、影像、各类管网矢量数据、园区及管网三维模型等;业务属性数据库用于存储园区管网相关的属性信息,例如传感器实时监测数据、园区管网管理及运维人员信息、设备设施运维记录、各类非结构化的图纸等。

3.2 业务系统研发

基于二三维GIS引擎,在数据中台的支撑下,搭建各类服务及应用,实现园区管网设施数字化、空间感知可视化、监控运维智慧化。

3.2.1 可视化系统

智慧管网数字孪生可视化平台的可视化系统主要实现园区及其重要设备设施的二三维可视化,例如对园区内供排水和燃气管网、供电设施、物联网设备等进行精细化建模,利用GIS技术实现设备设施的地图展示,为园区的数字化运维管理提供基础数据支撑。可视化系统包括资产地图、场景漫游浏览、空间分析、园区信息维护、设备设施查询、指挥监控中心、地图打印等功能。

3.2.2 智慧用水

智慧管网数字孪生可视化平台的智能用水模块以管网模型为核心,构建集设备资产管理(如采购、备品备件)、设备维修养护(如养护计划、维修记录)、台账查询、抄表计量、水质监测、流量监测、成本统计、管道压力监测、漏损分析告警、报表管理等于一体的“智慧用水”模块,实现园区内排污管、给排水管、纯水管及过滤管等相关设施资产的在线数字化管理、运行状态实时监测等。

智慧管网数字孪生可视化平台管网管理功能

3.2.3 智慧用电

智慧管网数字孪生可视化平台的智慧用电模块以二三维地图可视化的方式对园区内电网资产(变压器、地下电缆、杆塔、架空线等)进行全生命周期的数字化管理,包括资产信息维护、多条件设备设施

查询、设备实时监控、设备健康评价、异常指标管理及异常告警、运维管理、统计报表等。

3.2.4 智慧用气

智慧管网数字孪生可视化平台的智慧用气模块以燃气/供暖管网空间地理信息为载体,提供园区内燃气/供暖设施台账信息的管理,并通过与前端传感器等设施的集成,实现用气设施运行状态的实时监控,异常告警、计量负荷统计、泄露分析、费用内核、设备维护、查询分析、报表报告等。

3.2.5 综合能源

智慧管网数字孪生可视化平台的综合能源管理模块通过对园区内水、电、燃气等能源的实时计量,提供能源消耗综合统计以及各能源协同情况分析;通过历史能耗数据提供能源消耗与生产的关联性分析、能耗

预测以及能效分析等,辅助园区进行能源优化方案的制定,还可提供能源循环利用增值服务。

智慧管网数字孪生可视化平台能源管理功能

3.2.6 综合巡检

智慧管网数字孪生可视化平台的管网巡检既可以根据不同类型管网分属不同业务应用模块,也可进行整体管理。综合巡检包括班组管理、运维标准管理、运维策略生成、巡检计划制定、任务下发及执行跟踪,故障管理等。

智慧管网数字孪生解决方案通过对设备设施台账信息的精准掌握以及运行状态的实时监测、异常故障预警,指导园区管理者及时发现问题、处置问题,形成主动式预防性维护、以养代修模式,降低因异常或故障发生带来的损失。此外,其重在打破数据和协议壁垒,通过对各个业务子系统的有效集成和衔接,实现园区管网的最优化控制和综合决策分析,在增强园区管网管控能力的同时,降低园区能源消耗,助力园区数字经济发展和双碳目标的达成。

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