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軟通智慧牽頭編制，數字孿生城市仿真推演系統(tǒng)相關團體標準發(fā)布！

來源：中關村在線　2022-11-09 17:40:47

近期，由軟通智慧牽頭編制的《數字孿生城市仿真推演系統(tǒng)功能要求》（T/ZGCSC 005—2022），經中關村智慧城市產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯盟批準發(fā)布，自2022年11月4日起正式實施。

該標準共聯合中國雄安集團數字城市科技有限公司、北京市科學技術研究院資源環(huán)境研究所、北京航空航天大學、中國科學院地理科學與資源研究所、太極計算機股份有限公司、中國聯合網絡通信有限公司智能城市研究院、廣聯達科技股份有限公司、天津智誠智慧城市運營管理有限公司、復旦大學、北京天耀宏圖科技有限公司等20多家數字孿生城市仿真推演、地理信息領域的企業(yè)、高校、科研院所共同編制。

標準發(fā)布公告

(相關資料圖)

01標準主要內容

本標準依托國家重點研發(fā)計劃課題《基于全域時空信息的智能城市混合現實及推演技術》，結合數字孿生城市項目實踐及仿真推演應用，立足城市多維管控、城市排水防澇、城市通風廊道、城市生態(tài)補水等城市規(guī)劃建設管理業(yè)務需求，確立了數字孿生城市仿真推演系統(tǒng)的功能框架，規(guī)定了數據管理、分析建模、仿真預測、服務管理、系統(tǒng)管理、安全管理、接口等功能要求，適用于數字孿生城市仿真推演系統(tǒng)功能的設計和開發(fā)。

02系統(tǒng)功能框架

仿真推演系統(tǒng)以仿真云環(huán)境、高性能計算、ICT基礎設施等為支撐，保證流暢度與穩(wěn)定性，與其他數據資源平臺保持互聯互通和交互協作，為城市多維管控、城市排水防澇、城市通風廊道、城市生態(tài)補水等城市規(guī)劃建設管理業(yè)務應用提供仿真推演服務。

數字孿生城市仿真推演系統(tǒng)功能框架圖

03標準核心亮點

1、定義數字孿生城市仿真推演術語

面向城市規(guī)劃建設管理業(yè)務需求，構建仿真推演數據模型和計算模型，實現數字孿生城市仿真對象的模擬復現及其未來運行規(guī)律狀態(tài)的推測演變的方法。

2、提出仿真推演數據模型構建方法

采用要素概化方法，對地理信息要素的幾何形狀進行簡化和平滑處理，保留其屬性和拓撲信息，構建以立體、網格、通道、節(jié)點及其組合表征的數據模型。

a)體狀要素概化

對具有體狀特征的地理信息要素（建筑物、構筑物等）分別概化為立體元素，以方體、圓柱體、球體、棱柱或其組合來表征。

b)面狀要素概化

對具有面狀特征的地理信息要素分別概化為網格元素，以規(guī)則或不規(guī)則的三邊形、四邊形和五邊形網格來表征；對網格元素進行屬性賦值，如網格序號、網格類型（河道型、湖泊型等）、網格內地物高程（地形、下凹式立交橋、地下通道、洼地等）、網格內地物糙率、網格內地物徑流系數、網格建筑面積修正率、網格邊數等。

c)線狀要素概化

對具有線狀特征的地理信息要素分別概化為通道元素，以多段線來表征；對通道元素進行屬性賦值，如通道序號、通道類型（陸地型、河道型、有堤型等）、通道等級、通道高程和長寬、通道管徑管長和底高、通道初始水深等。

d)點狀要素概化

對具有點狀特征的地理信息要素分別概化為節(jié)點元素，以點來表征；對節(jié)點元素進行屬性賦值，如節(jié)點序號、節(jié)點類型（泵站、閘門、排水口等）、節(jié)點泵站的收水運行規(guī)則、節(jié)點泵站的收水強度和收水半徑、節(jié)點閘門的排水能力、節(jié)點閘門的排水方向及啟閉狀態(tài)等。

3、明確仿真推演計算模型管理思路

計算模型管理包括計算模型集成、計算模型建立、計算模型驗證、計算模型調用。

a)計算模型集成

支持物理驅動模型、數據驅動模型、物理和數據融合模型的集成，如SWMM、EFDC、神經網絡模型、多圖分級路網表征學習模型、指揮調度機制模型等。

b)計算模型建立

根據數據精度、有效性、覆蓋范圍等信息建立計算模型；根據物理和數據驅動機制、實踐經驗等信息確定計算模型結構；根據訓練集對計算模型參數進行率定，實現模型建立。

c)計算模型驗證

根據驗證集對計算模型的穩(wěn)定性、可靠性等信息進行驗證；根據驗證結果對計算模型結構、參數進行調整，實現模型優(yōu)化。

d)計算模型調用

支持計算模型導入、導出、發(fā)布和更新；支持主流仿真工具的集成調用，包括但不限于流體仿真軟件、OpenFOAM等。

4、確定仿真推演任務執(zhí)行流程

推演任務管理包括項目管理和任務管理，支撐計算模型管理、參數條件設定、推演結果驗證等，實現仿真推演任務執(zhí)行。

a)項目管理

支持項目新建、刪除、修改和查看等；支持同一項目內多個仿真推演任務的管理。

b)任務管理

支持任務新建、刪除、修改和查看等；支持任務啟動、暫停、終止和編排等；支持數據模型、計算模型加載、參數條件設定、推演結果驗證；支持權限范圍內的多用戶在線協作仿真任務管理；支持物聯感知數據、網絡在線數據實時驅動仿真任務執(zhí)行，實現對最新數據信息的快速響應。

04標準實施意義

本標準是城市數字孿生標準體系的重要組成部分?！稊底謱\生城市仿真推演系統(tǒng)功能要求》的發(fā)布與實施，將有助于城市規(guī)劃建設管理業(yè)務仿真推演系統(tǒng)的標準化、快速化研發(fā)，豐富仿真推演方法體系，引導行業(yè)共識仿真推演內涵，助力數字孿生仿真推演技術落地，提升城市治理服務成效。

05標準引領，推動落地驗證

目前正積極推進《數字孿生城市仿真推演系統(tǒng)功能要求》標準的實踐驗證，已在雄安新區(qū)、湖北武漢、北京海淀等地區(qū)落地應用。

1、雄安新區(qū)容東數字孿生交互沙盤

依托國家重點研發(fā)計劃課題《基于全域時空信息的智能城市混合現實及推演技術》，利用數字孿生城市級精準映射、物聯設備實時接入、數據融合及混合現實交互等技術，融合城市多維時空仿真推演平臺，構建雄安新區(qū)容東數字孿生交互沙盤系統(tǒng)，為城市規(guī)劃建設管理提供決策支持。

雄安新區(qū)容東數字孿生交互沙盤

2、湖北武漢城市排水防澇仿真推演

通過對武漢排水防澇地理信息要素概化，構建數據模型，采用仿真推演任務執(zhí)行流程，加載排水防澇計算模型，設定計算區(qū)域范圍、起止時間、步長等參數，結合降雨量時間序列條件，實現排水防澇動態(tài)模擬仿真。基于實際調查、監(jiān)測成果等數據對仿真推演結果進行驗證。系統(tǒng)可對不同排水方案的排水效果進行對比，識別嚴重內澇、輕微內澇、輕微積水三個等級風險區(qū)，輔助排水防澇現狀評估、風險預警及設施規(guī)劃。

湖北武漢城市排水防澇仿真推演

3、北京海淀生態(tài)循環(huán)補水仿真推演

運用數字孿生技術，構建補水管線及河道溝渠地理信息、物聯設備信息等數據模型，根據高效節(jié)能的補水調度策略，確定仿真推演邊界條件，結合泵站、閥門開關控制、流量計、攝像頭的實時監(jiān)測信息，采用仿真推演任務執(zhí)行流程，加載補水計算模型，實現智能、安全可控的數字孿生生態(tài)循環(huán)補水仿真，科技助力水網設施功能提升、生態(tài)循環(huán)補水降本增效。

北京海淀生態(tài)循環(huán)補水仿真推演

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