企业服务云|【数智园地】基于城市画像与数字孪生的智慧城市信息平台
来源:上观新闻 发布日期:2022-12-07
在智慧城市建设的背景下,为了更加客观、直观地分析评估、模拟推演和辅助决策城市建设活动,公司结合自身规划业务,探索大数据定量研究、数字孪生可视化等技术手段,在地上空间聚焦城市画像模型的应用、在地下空间聚焦数字孪生技术的拓展,实现在更精细的空间和更连续的时间尺度上感知城市体征、推演城市发展,及时发现问题,为科学决策提供参考。
城市画像与数字孪生平台提供多维技术支撑
基于城市画像与数字孪生的智慧城市信息平台是在建立数据底座的基础上,基于精细化的指标体系与多维度的算法模型,借助数字孪生与城市画像技术实现对地上地下空间的三维可视化展示、空间方案的模拟推演、城市或社区精细化管理、园区社区的智慧运营提供技术支撑。

(图1 解决方案架构图)
平台主要是应用于城市的规划、建设、运营管理等领域,在城市或社区的尺度上建立数字底座、监测运行体征、推演规划计划、统筹建设实施等方面提供技术支撑。
一是在数字底座上,建立全要素的数字孪生底座与综合性的体征指标表。针对城市或社区内地上空间的人、地、物、业、产和地下空间的市政管网等要素,基于数字孪生技术建立数字底座进行可视化展示,结合城市画像的运行生命体征指标,实时评估城市或社区运行健康指数。

(图2 数字孪生底座与综合性的体征指标表)
二是空间规划上,建立了多元化空间算法模型。以数字底座为基础,在数量、空间的角度建立多维度的空间算法模型。地上空间聚焦社区生活圈建设、要素选址、文物保护、低效用地识别等方面从人群活动、空间价值、经济价值等角度更加科学有效的识别短板要素、空间潜力、选址效率等,为多方案比选与模拟推演提供支撑。地下空间聚焦管线综合的设计与实施,从合理性、经济性的角度综合评估和模拟推演道路开挖、智能选线、碰撞分析、成本估算等功能,保证方案的可行性和落地性。

(图3 多元化空间算法模型图)
三是在运营管理上,实现可预测、可决策的交互式应用。在实施管理上,从施工筹划分析、建设进度统筹、地上地下协调互动等工程管理的角度进行三维可视化的模拟推演,实现空间、时间与流程上的协同,助力建设项目规划管理工作。在运营管理上,依托城市画像的城市或社区运行健康指数,叠加城市、社区或园区的运行数据,预测城市或社区内的公共设施、地下管网等公共要素的效率与负荷,实时交互推演不同情景模式下的空间方案,为辅助决策提供技术支撑。
【应用案例】空间规划推进新技术的智慧数字城市平台
在智慧城市建设的背景下,为了更加客观、直观地分析评估、模拟推演和辅助决策城市建设活动,公司围绕传统的空间规划业务推进全面数字化转型,在地上空间聚焦城市画像技术的应用、在地下空间聚焦数字孪生技术的拓展,探索建立地上、地下一体化的智慧数字城市平台。
城市画像技术的应用以十五分钟社区生活圈为例,针对社区生活圈有什么、缺什么、怎么补的关键问题,搭建城市画像智慧应用平台为市区规划管理部门、街镇政府统筹推进生活圈建设提供4项智慧应用场景:
1.实时查询应用场景在市区、街镇等层面上聚焦社区生活圈公共要素是什么、有多少、在哪里、现状和规划有什么差距,有利于市区规划管理部门快速实时的掌握社区生活圈情况,为街镇有序推进规划实施提供支撑。
2.健康指数应用场景是基于居住、就业、服务等方面建立多元要素加权叠加模型,从单项要素与综合服务水平两个维度研判社区生活圈服务水平怎么样、质量好不好,有利于市区规划管理部门实时掌握亟需优化的重点区域和街镇亟需提升的重点专项。
3.短板清单应用场景是从社区生活圈公共要素类型全不全、规模够不够、服务盲区有没有等角度输出社区生活圈短板要素清单,为市区规划管理部门摸清生活圈公共要素短板和街镇制定社区生活圈补短板行动计划奠定基础。
4.选址建议应用场景是在识别公共要素服务盲区的基础上,挖潜空间资源、推演选址效率最优的公共要素规划布局,为市区规划管理部门推动规划实施和规划调整提供辅助决策,保障街镇补短板要素选址既科学合理又切实可行。
数字孪生底座的应用以新华路架空线入地为例,针对新华路风貌保护要求高,道路永不拓宽,地下管线纵横交错、弯扭错位现象严重,施工工期短、临时措施要求高等现实困境,借助公司自主研发的邑龙地下市政管线智慧应用平台,实现数字孪生底座搭建、多方协同反馈、三维成果提交等应用场景:
1.数字底座应用场景实现地面、地上全要素统筹,地上聚焦沿街围墙、非机动车停靠区、人行道、港湾式公交车站、花坛坐凳等要素,地下聚焦电力、电信、燃气等管网,搭建多要素叠加、多维度呈现数字孪生平台,便于规划与建设主体对要素属性与空间的实时查询、三维浏览与报表统计分析。
2.智能选线应用场景是在数字底座的基础上,结合架空线入地的排管需求,通过三维断面分析、道路开挖、碰撞分析、成本估算等功能模块为电力、信息、合杆管道等管线共同敷设提供智慧化的多方案选线,并从经济性、可行性与合理性等方面比对,辅助规划与建设主体决策架空线入地排管方案。
3.施工统筹应用场景是以全生命周期服务、全过程服务管控为出发点,结合架空线入地排管方案、慢行与交通需求,在空间的维度上通过施工筹划分析模块合理确定慢行区、交通区和施工区界面,在时间的维度上通过实施进度分析模块推演工程施工进度管理,辅助建设主体高效的组织工程施工,避免道路反复开挖、减少对日常生产生活的干扰。

(图4 三维可视化的模拟推演图)
城市画像与数字孪生的智慧城市信息平台应用成效
城市画像主要基于数据即时分析和判断城市发展趋势,为辅助地上城市空间科学合理设计和决策进行开发,重点借助大数据解决精准和高效服务城市管理中的问题。一是在社区层面配合规划管理部门搭建了十五分钟社区生活圈应用场景,实现了社区生活圈公共要素一键查询与统计分析、公共要素服务水平与短板清单实时评估、空间潜力识别与要素选址效率评级等应用功能,提升了管理部门的辅助决策能力和管理效率。二是在文化保护方面配合房管部门的“一房一册”档案库建设搭建信息化管理平台,为优秀历史建筑实时状态查询、核心监管方面提供有力支撑。三是在土地评估方面配合土地管理部门建立信息化管理应用平台,聚焦开发土地储备和土地供应实时统计查询、潜力分析等内容,为管理决策提供支撑。
数字孪生主要针对地下空间管线底数不清、底板不明、多头管理、共享度低,地下信息直观性差、三维可视化程度低,信息综合管理手段较弱、应急处理能力不足等痛点问题,公司凭借多年地下管线综合的规划设计技术积累,建立三维数字孪生底座和模型算法开发功能。
数字孪生产品开发应用至今,结合公司业务对内提升了管线综合规划设计、选线、工程经济成本评估、校验等多项工作效率;对外在轨交13号线西延伸、龙东大道快速化等市级重大市政工程、架空线入地及合杆整治等工程全过程参与,依托邑龙数字孪生平台对地下管线与新建工程的冲突预判分析、管线方案推演和施工筹划全环节支撑,有效统筹地下空间开发利用、助力建设项目规划管理工作,多维度呈现、多因素叠加、多场景模拟,实现市级重大市政工程在空间、时间、流程的协同,保障工程的有序推进。
【企业简介】
上海营邑城市规划设计股份有限公司是专业从事城乡规划的高新技术服务型企业,荣获“上海市五星级诚信创建企业”、“上海市科技小巨人企业”、“徐汇区企业技术中心”等荣誉称号。公司拥有城乡规划编制甲级、土地规划乙级、文物保护工程勘察设计乙级等多项资质,多次获得全国及上海市优秀城乡规划设计奖项,是中国城市规划协会地下管线专业委员会理事单位、上海市城市规划行业协会副会长单位。
近年来,公司结合城乡规划业务开展数字化转型,探索在地上聚焦城市画像、地下关注数字孪生,打造地上与地下一体、规划与建设协同的可视化、可推演、可决策的智慧应用平台。公司已拥有授权实用新型专利17项,软件著作权24项,获得授权发明专利3项。
【专家点评语】
智慧城市关键在于运用智能化技术辅助做好顶层的设计规划,上海营邑城市规划设计股份有限公司基于城市画像与数字孪生的智慧城市信息平台,以城市全要素的数字平台为基础,结合数据分析决策,数字孪生可视化等先进技术,能够对城市管理规划进行全纬度的精确推演和评估,在提升精确率的同时大大降低了各部门的协同成本,充分发挥了智能化应用在智慧城市中的价值。
——京东企业业务解决方案总监 钟颖
上观号作者:上海企业服务
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