什么是数字孪生技术

数字孪生（Digital Twin）是以数字化方式创建物理实体的虚拟模型，借助数据模拟物理实体在现实环境中的行为。

简单的说，数字孪生就是在云端搭建一个和实际场景一模一样的虚拟现实环境，把实际环境的变化映射到虚拟现实场景中；同时，在虚拟现实场景中的 *** 作也同步影响现实世界中的设备运行。数字孪生的核心有两个，一个是物联网，一个是三维可视化仿真。

其实，用一句话简单概括：数字孪生就是在一个设备或系统的基础上，创造了一个数字版的“克隆体”。就好比现实世界的你拥有了一个数字世界的 “孪生兄弟”， 你俩完美同步，数字世界的他甚至会比你更快地看待未来世界，提前告诉你未来会发生什么，如何应对。

BIM技术。
CIMCityInformationModeling，城市信息模型，与BIM概念相对应，它将作用对象从单个建筑物或项目群扩大到整个城市，是对城市各要素及其时间、空间信息的数字化表达。从技术层面讲，城市信息模型是大场景GIS加小场景BIM加IOT的有机综合体。BIM与GIS可以在大范围的自然环境里提供不同尺度的建筑对象可视化，而IOT可以将实时的信息流反馈到数字模型当中，使CIM平台呈现客观世界所有的状态，即我们经常说到的“数字孪生概念。

视频加载中

数字孪生作为实现虚实之间双向映射、动态交互、实时连接的关键途径，可将物理实体和系统的属性、结构、状态、性能、功能和行为映射到虚拟世界，为观察物理世界、理解物理世界、改造物理世界提供了一种有效手段。

虽然数字孪生在很多场景还只能作为决策辅助或参考，但是在未来，数字孪生将是数字化转型的重要内容。结合物联网、5G、大数据、云计算、虚拟现实等技术，数字孪生的应用空间正在不断扩展。

主讲人

陶飞： 北京航空航天大学教授

科普中国中央厨房

新华网科普事业部

科普中国- 科技 前沿大师谈

联合出品

更多精彩内容，请下载科普中国客户端。

文 |陈龙

本文授权转载自：集智俱乐部

导语

资深智慧城市研究者、华为公司智慧城市高级顾问王鹏，受邀在腾讯研究院×集智俱乐部 AI&Society沙龙上发表以“从城市数据到智慧城市”为题的演讲。笔者回顾了王鹏对城市数据及其应用的，并结合清华大学龙瀛团队在人类数字化上的最新研究，提出对城市和个体虚拟化的探讨。讲座视频实录请见文末小程序与网页链接。

源于工业40的数字孪生

数字孪生（Digital Twin）这一概念最早可以追溯到Michael Grieves教授2002年在密歇根大学PLM（产品生命周期管理）中心对产业界做的一次演讲（虽然没有书面证据，但这仍被广泛认为是数字孪生最早来源）。

2014年，Michael Grieves在其撰写的“Digital Twin: Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication”白皮书中进行了详细的阐述。他认为通过物理设备的数据，可以在虚拟（信息）空间构建一个可以表征该物理设备的虚拟实体和子系统，并且这种联系不是单向和静态的，而是在整个产品的生命周期中都联系在一起。

在此之后，数字孪生的概念逐步扩展到了模拟仿真、虚拟装配和3D打印等领域。随着物联网技术、人工智能和虚拟现实技术的不断发展，更多的工业产品、工业设备具备了智能的特征，而数字孪生也逐步扩展到了包括制造和服务在内的完整的产品周期阶段，并不断丰富着数字孪生的形态和概念。

企业界走在数字孪生的前列。工业40下的数字孪生被各大软件厂商赋予了各自的理解，并将其与自身业务融合，致力于打造出现实世界与虚拟世界融合的解决方案。

美国通用电器公司（GE）与ANSYS公司借助数字孪生这一概念，提出物理机械和分析技术融合的实现途径，让每个引擎，每个涡轮，每台核磁共振都拥有一个数字化的“双胞胎”，并通过数字化模型在虚拟环境下实现机器人调试、试验、优化运行状态等模拟，以便将最优方案应用在物理世界的机器上，从而节省大量维修、调试成本。

西门子引用数字孪生的概念，来形容贯穿于产品生命周期各环节间的数据模型。通俗地说，数字孪生就是仿真模拟一些工厂的实际 *** 作空间，从产品设计到产线设计，到设备制造方的机械设计和工厂的规划排产，到最后制造执行和产品大数据。

法国软件公司达索系统在数字孪生创新协作和验证中，不仅重视产品的数字化表现，更试图通过三维体验平台实现设计师和客户之间的互动。

德国软件公司SAP基于Leonardo平台在数字世界打造了一个完整的数字化双胞胎，在产品试验阶段采集设备的运行状况，进行分析，得出产品的实际性能，再与需求设计的目标比较，形成产品研发的闭环体系。

简而言之，工业40下的数字孪生，更多是为制造业提供了产品在物理空间和虚拟空间之间的映射关系，以及在实体世界以及数字虚拟空间中记录、仿真、预测对象全生命周期的运行轨迹的过程。

物理世界和数字副本

数字孪生：催生智慧城市20

值得注意的是，数字孪生的概念不仅活跃在工业40的制造业，也越来越频繁地出现在智慧城市领域。随着ICT（信息、通信、技术）成为智慧城市发展的主要动能，移动通信、互联网、云计算、传感器、人工智能、量子通信在智慧城市都得到了广泛应用。全域感知、数字模拟、深度学习等各领域的技术发展也即将迎来拐点，这使得城市的数字孪生应运而生。

中国智慧城市数字孪生的发展还有很长一段路要走。数字孪生高度依赖传感器所采集的数据和信息，而就目前的技术水平来看，精细化尺度下城市数据的全域感知和 历史 多维数据的获取，依旧有难度。物理实体空间的数据不够详尽，将直接导致其数字副本的缺失。现阶段的数字孪生距离想象中的沙盒系统模拟推演、人工智能决策等功能仍有很大差距。

数字孪生在智慧城市发展与建设中的核心价值在于，它能够在物理世界和数字世界之间全面建立实时联系，进而对 *** 作对象全生命周期的变化进行记录、分析和预测。智慧城市中的数字孪生可以分为四个阶段，分别是

对城市现状进行精准、全面、动态映射的现状孪生；

从 历史 数据中学习、分析、识别、总结并发现城市运行规律的学习孪生；

人工监督下模拟不同环境背景下的发展情景的模拟孪生；

最终通过实时数据接入与人工智能自动决策的自主孪生。

同时，我们也应看到数字孪生在传感器、5g和边缘计算技术不断发展中所具备的巨大潜力。传感器的高密度部署与高精度感知，结合5g和边缘计算的实时结构化计算回传，对城市物理空间的全域感知和实时更新，将是5g时代的常态。一砖一瓦、一草一木、一桌一椅、一人一车，都会以不同的频率更新位置和状态信息，从而实现真正的“全息”虚拟城市。

城市数据：数字孪生的DNA

在智慧城市的建设中，数字孪生的核心在于构建与城市物理空间全面映射的虚拟（信息）空间。不同于制造业产品周期管理中被制造商全面掌握的产品信息化数据，城市作为一个庞大的复杂系统，其包含的物理空间及过程，无时无刻不在产生着多维的海量大数据，这无疑在数据收集、处理、运算、储存和管理上向城市数字孪生提出了挑战。

近年来，以数据为核心的城市生态链构架了智慧城市的顶层设计，形成以共享信息为中心、各行业协同实现的“感知-应用-共享信息”的智慧城市模式。与此同时，在大数据、人工智能、云计算、物联网等新兴ICT技术的推动下，多维的海量城市数据也逐步以不同方式被挖掘并应用在智慧城市的研究和实践中。

传统城市统计数据的电子化与空间可视化是城市大数据发展迈出的第一步。基于GIS平台上对行政边界的勾绘，并将其与传统的年鉴统计数据相匹配，就能实现传统数据的电子化与可视化，并依托GIS空间分析功能实现空间可视化与分析。

Cityeye上对传统统计数据的电子化与空间可视化

互联网大数据的应用标志着城市真正迈入了大数据时代，而互联网大数据也俨然成为近年来城市研究的“宠儿”，无论是学界还是业界都在积极 探索 互联网大数据为城市研究和发展带来的诸多可能。

互联网大数据最大的优势在于其打破了传统数据自上而下的数据采集壁垒，而是以自下而上的方式提供着精细尺度下的多维数据，如记录城市内所有地理实体空间位置与属性的兴趣点（POI）数据；反映话题热度与用户画像的社交媒体大数据；实时展示人口空间分布的热力图等。

而随着智慧城市的到来，传感器技术的进步与成熟为城市研究提供了另一条数据获取之路。

通过多模块集成传感器在城市内部的架设，可以实现精细尺度下城市环境、人车行为等数据的实时感知与收集。如由City Grid城市网格数据监测站，可利用多模块传感器网络监测人车流量及环境质量，如风速、风向、光照、温湿度和pm25等。City Grid是一款针对城市空间精细化感知的物联网产品，也是传感器技术应用在城市全域感知、数据采集，乃至实现城市未来微观环境与人车行为预测的经典案例。王鹏团队也曾多次利用City Grid多次在清华大学校园和白塔寺社区内进行监测布点、数据采集，并针对城市环境和人群行为开展深入分析。

City Grid城市网格数据监测站

LBS数据（基于位置服务的数据），通过运营商采集用户与基站间不间断的信令数据，来获取移动服务用户相对精确的实时空间位置。因其具备用户量大，覆盖范围广等特征，是描述城市人口数量和空间分布的“终极”数据。

我们把自己数字化了！

Digital Self 数字自我

在感叹数字孪生如何颠覆性地改变制造业和城市管理与运营的同时，有学者已经开始 探索 如何打造人类个体的数字双胞胎。

清华大学龙瀛团队的研究助理张昭希近期发表了一篇题为“Application of wearable cameras in studying inpidual behaviors in built environment”的期刊论文，提出创新性地使用可穿戴式相机对个体行为和城市空间感知进行数据收集、分析与模拟。

研究团队利用便携式相机，记录佩戴者正前方每5分钟一张的数据，并通过人工识别、计算机视觉分析和色彩识别分析等手段，对佩戴者个体行为特征、时间分配、路径转移、场所事件等要素进行了分析研究。研究结果表明，可穿戴式相机采集到的数据具有丰富的个体行为与时空信息，可以有效描述个体在空间中的行为特征。

数字化的“生命日志”

随着大数据在城市研究中的广泛应用和快速发展，基于建成环境层面的形态要素数据（如遥感、街景和POI数据）和多种互联网数据（如微博、点评和手机信令数据）开展的针对大规模群体的研究，为利用大数据解释城市问题提供了大量案例参考，并逐步建立了理论基础。然而，这些基于较粗尺度城市物理空间，抑或是大规模群体的大数据，仍较难被应用于个体的深层剖析和研究解读。

而可穿戴式相机为大规模采集个体数据提供了新的契机，通过记录的数据将个人活动信息数字化，形成“数字自我”的 电子档案，弥补了现有研究中对个体行为数据采集不够连续、维度不够丰富的问题，这也是从城市环境数据化向个体行为信息化的转变之一。同时，个体行为信息化也将推动研究方法的革新和新技术的介入，从主观的“个体感知”转向客观的“量化研究”。

从数字孪生的角度来看，基于可穿戴式相机记录下的数据，通过整理和分析可以剥离出个体在物理空间中的行为特征要素，进一步将这些个体行为特征要素在时空上数字化，从而构建了其在虚拟（信息）空间内的数字双胞胎。同时，数据中包含的大量物理空间建成环境要素同样可以被数字化并记录在虚拟空间内，从而反映物理空间和虚拟空间内个体和环境之间的交互。

科技 的日新月异不仅使人们的生活方式发生了巨大改变，同时也影响着城市运行的方方面面。不可置否的是，新技术的高速发展给城市研究与实践带来了新的机遇，推动着城市规划技术和工具的突破与创新。如龙瀛提出的数据增强设计，允许规划师们借助多维城市大数据对城市做出更全面、精准的分析与规划设计响应。

同时，在信息通讯技术革新的助力下，数据储存、挖掘、云计算和可视化等技术的完善也为研究城市提供了新视角。人们的思维方式从传统的机械思维向大数据思维转变，认知方式也逐渐向虚实结合的体验过度。城市数字孪生、数字自我的概念也将在第四次工业革命的技术革新下拥有更丰富的内涵。

参考资料

[1] 王鹏：展望未来城市，万物皆可运营 | 智慧城市长文综述

[2] 王鹏：城市数据到智慧城市

[3] Long, Y (2019) (New) Urban Science: Studying New Cities with New Data, Methods and Technologies Landscape Architecture Frontiers, 7(2), 8-21

[4] Zhang, Z X, & Long, Y (2019) Application of Wearable Cameras in Studying Inpidual Behaviors in Built Environments Landscape Architecture Frontiers, 7(2), 22-37

关于图扑软件(Hightopo)

图扑软件自主研发了基于 HTML5 的 2D、3D 图形渲染引擎。广泛应用于 2D、3D 可视化、工业组态与数字孪生领域。为工业物联网、楼宇、场馆、园区、数据中心、工厂、电站、医院、农业、学校、仓储等行业客户提供优质数字孪生解决方案。

本文介绍智慧选煤厂可视化解决方案及重点应用场景。

国家“十四五”规划，中国要实现“2060”目标，需要优化产业结构和能源结构。煤炭是我国重要的基础能源，为国民经济和社会发展提供了可靠的能源保障。在智能化发展大潮之下，煤炭行业亟待借势转型。

图扑软件应用自主研发的 HT for Web 产品，搭建了选煤厂区建筑及生产设备、管线等设施的三维场景，将生产数据采集、安全监测监控与生产时空有机结合，构建了集智能巡检、设备安全监测、预警功能、企业管理于一体的三维可视化管理系统。全方位推动选煤厂精细化管理工作，实现减人增效的目的。

通过 Hightopo 构建 Web 智慧选煤系统。整体场景采用航拍建模方式获取，利用飞机或无人机搭载多台传感器，对选煤厂进行拍摄采集，快速高效获取真实反映厂区情况的数据信息。通过纠正、平差、多视影像匹配等一系列的内业处理 *** 作，最终获得三维模型。航拍建模的成果数据具有地理坐标系信息，可以准确地和 GIS 匹配。

HT 和 GIS 的集成方案中可提供根据经纬度和海拔数据构建漫游线路，让用户以第一人称的视角按照指定线路对厂区进行巡检漫游，在制定线路的时候可以参考重点区域或智能化水平较高的区域进行制定，给用户呈现选煤厂重点发展区域以及智能化发展成效。

在线监测核心设备运行情况，对选煤厂智能管控实现全覆盖，避免监控不到位、工作人员疏忽等问题所造成的各类事故的出现，确保了选煤厂机电设备的正常、平稳、持续、高效的工作。

本次三维选煤厂可视化项目，从日常管控、企业历程、应急管控为主体进行展示。系统聚焦产品运输、洗选加工关键流程管控，化繁为简，从根本上堵塞管理漏洞，通过精准监督推动企业高质量发展。

日常管控

大气监测

在生产过程中，选煤带来的环境污染非常严重，这一问题已经引起社会各界的重视。图扑软件运用丰富的可视化图表和动画效果，实时统计各厂区、监测点的监测设备数据，数据涵盖当日室外温度、湿度、压力、二氧化硫和颗粒物等多个关键指标。为制定对控制污染源无组织排放、减少大气污染等综合管理方案，提供可靠的数据信息。

水环境监测

结合图扑软件 Web 2D 组态功能，再通过数据采集，实现水环境监测可视化。数据包括 ph 值、化学需氧量、生物化学需氧量以及细菌总数等水体资源保护及污染控制的重要指标。技术员可及时掌握洗水变化规律，做出适当调整。

固体废弃物占比监测

煤炭固体废弃物是指煤炭在生产、加工和消费过程中不再需要或者暂时没有利用价值而被遗弃的固态或半固态物质。利用图扑软件可视化图表，将固体废弃物以及占比进行等关键数据进行可视化呈现。防止固体废弃物污染环境，保障人体健康，维护矿区环境景观。

主厂房数据管控

主厂房是选煤厂生产系统的核心建筑物，选煤工艺的大部分的流程都要在此完成。图扑软件将 BIM 技术应用到主厂房建设中，BIM 技术将模型进行细化及深化之后，配合图扑软件 HT 引擎，进行贴近现实的三维渲染动画。2D 面板联动三维场景，动态更新设备指标，时刻对选煤工艺进行安全监管。

图扑软件 HT 的轻量化方式是在传统的 GIS 和 BIM 技术上做出了全新的改变：HT 具有轻量化、低成本的优点，企业无需再购置笨重昂贵的 GIS 和 BIM 软件；而且起点低、效果好，传统 Web 开发人员可轻松上手，借力 HT 强大的 3D 渲染效果即可做出高仿真场景。

点击“楼层隐藏”切换透视效果，呈现厂房内三维设备在厂房分布情况，点击“楼层展开”切换查看不同楼层内场景的设备运行情况。

3D 主厂房

主厂房设备监控系统通过 HT 3D 效果，1：1 制作 3D 可视化仿真互动模型，并将重介洗煤工艺流程整合融入，将原煤进行洗选加工和综合处理的全过程信息监控。

系统可实时显示重介旋流器、精煤皮带、振动筛、原煤皮带等重要设备的动态数据，当点选不同楼层设备时，自动d出设备多重信息，创建多参数实时在线监测。

数据信息包括运行设备的振动频率、温度、故障信号、趋势信号等数据，管理人员可通过此功能，进行调用查看设备运行状态、故障属性及导致故障发生的相关联信息历史数据。

2D 主厂房

选煤厂主厂房负责把主井提升上来的精煤进行分选加工成原煤、块煤和矸石等产品。图扑软件以二维组态图方式搭建的选煤生产线，界面中可对用户所关注的产能信息、设备运行关键指标进行监测展示。覆盖精煤、中煤、矸石、煤泥的产品形成全过程。

场景内可对脱介筛、磁选机、泄介筛、离心机等设备布局进行可视化展示，不同的产物生产线路采用不同颜色的线条标识，为作业人员提供图形注释。

同传统界面相比，图扑满足工业物联网现代化的、高性能的、跨平台（桌面 Mouse /移动 Touch /虚拟现实 VR）的图形展示效果及交互体验。同时还支持结合 VR/AR 进行展示，让用户能够沉浸在虚拟环境中进行体验，尤其对工厂、车间、生产线等大型场景更具有优势。

密控系统

通过图扑软件实现可交互的 Web 密控三维系统，针对重介系统的密度控制和数据监控而开发，可使测量密度值跟踪、趋近直至等于设定值。密控系统分为精煤密控、中煤密控和矸石密控三大板块，实现煤泥含量及旋流器入口压力的稳定控制。

浓缩车间数据管控

浓缩车间适用于选矿厂的精矿和尾矿脱水处理。图扑软件基于 HTML5 标准的组件库，构建车间三维场景。

设备可视化

浓缩设备具有以下特点：

添加絮凝剂增大沉降固体颗粒的粒径，从而加快沉降速度

装设倾斜板缩短矿粒沉降距离，增加沉降面积

发挥泥浆沉积浓相层的絮凝、过滤、压缩和提高处理量的作用

配备有完整的自控设施

其中絮凝加药机设置高亮显示，点击即可隐藏其他设备显示。

蓄水动画演示

通过图扑软件将 2D 和 3D 无缝融合，搭配数据面板以及动画驱动制作了蓄水工艺可视化。场景支持常规的旋转、平移和视角缩放。蓄水工艺包括蓄水、加药搅拌（添加絮凝剂）、放水、泵体放水等 *** 作的演示，营造具有真实沉浸感的体验。

压滤车间数据管控

压滤车间负责压滤处理煤泥、回收分离介质水，压滤机负责处理浓缩机底流。传统的压滤生产主要依靠人工 *** 作，需人工查看并判断压榨程度，工作效率低下，产品水分无法得到保证，存在液压系统破损或压滤喷料伤人的安全隐患。

图扑软件搭建的压滤车间可视化管理系统，通过 HT 引擎将压滤车间的压滤机以及楼层分布进行 1:1 还原，可随时查看设备基本信息、运行信息、故障信息等。点击左侧面板压滤机以及楼层展开，即可查看车间楼层分布情况以及压滤机工作状态。

实时监测系统内压滤机状态信息，包括松开、压紧、进料等各进程状态，打破压滤机与压滤机之间、压滤机与智能压滤检测系统相关辅助设备之间的信息孤岛。实现智能压滤检测系统内所有设备及相关信息的统一集中监管，降低岗位巡检工的劳动强度，方便生产监管。

每台压滤机增设故障信息以及运行信息，通过实时监测压滤机电流电压，结合本台压滤机运行状态、基本信息，可自动判断压滤机是否达到进料结束时机，保障压缩车间正常运行。

汽车装车站可视化

传统的汽车装车采用人工 *** 作装车。人工调度车辆位置和放料闸板开关存在人车精准配合难度大，容易出现溜槽磕碰、撒煤、超偏载等问题，装车工作效率低下。

图扑软件基于 Web 端的 UI/2D/3D、GIS、BIM 及 VR/AR 等可视化工具及应用，可以在浏览器上流畅展示，实现对车辆状态、料位状态、装载设备状态等关键信息的采集，并对设备进行控制，对司机进行提示，有效解决所需岗位人员多，职工劳动强度大等问题。

其中使用模型贴图的 UV 偏移动画模拟了煤矿运输过程。场景中还有与图纸按钮的功能交互，如溜槽展示、煤储动画以及栈桥动画的启停动画及演示，以及运输设备的单独查看。

能源管控

图扑软件自主研发的 HT 选煤厂能源管控系统，展示了厂区所有建筑用能、重要设备或工艺的能源消耗。点选内场景建筑图标，可以清晰明了地看出对应建筑当日及一周内用水、用电、用气的累计值以及变化趋势，能源管理一键触达。

用电管控

接入削峰、填谷实时数据形成峰谷时段用电柱状图表，选煤厂据此可实施"避峰就谷"生产用电管理模式，在完成生产任务的前提下，通过合理组织安排生产时间，降低电费平均价格，从而实现降低生产用电成本。

吨煤介耗

介质消耗是重介质选煤厂的主要辅助材料消耗之一，也是评价重介质选煤的一项主要技术经济指标。图扑软件通过对接数据接口，将本月吨煤介耗以及环比数值进行可视化表达，在后台，管理员可以对工厂用能进行全面检查，并及时反馈相关问题。

生产管控

选煤厂的生产是连续性很高的过程，连续的生产过程是由多个执行不同任务的工艺环节和多种工艺设备及相应的辅助设备来完成。

图扑软件通过对接生产线上所有设备数据，构建选煤厂生产管控系统。2D 面板展示实时产量、库存量以及生产数据等关键数据指标，利于明确各车间的生产任务及生产进度，实现车间生产现场管理透明化；协助车间生产管理人员及时处理突发状况，确保生产稳定进行。

传送带集中控制

煤矿输送带的运输方式与其他井下运输相比在运输速度、运输效率等方面具有十分明显的优势，可以实现短期内对大量煤炭物资的运输。图扑软件针对煤矿运输环节容易出现的各种问题，对传送带运输在线监测，降低煤矿运输成本的同时，保障运输人员的安全性，提升运输的整体速度。

支持模拟无人机视角漫游，当经过厂区建筑时，可自动d出对应设备信息及瞬时带煤量变化趋势、在线统计设备故障数量，值班人员根据实时显示的数据进行复查留存，实现对煤炭产量的实时准确监管，有效解决职工不履职、工作疏忽容易造成事故隐患的现象，防止皮带断带等事故的发生。

参观模式

企业历程及荣誉

图扑软件依托自主研发的 HT 产品，对企业的品牌文化进行整体设计，展示企业的发展历程、成就以及业务等。通过数据可视化、分布式数据展示，既能客观真实地展示出企业经营状态、未来发展前景，也能更好地赋能企业发展，助推企业的进一步升级。

企业管理

人力资源管理是现代企业管理中的一个重要环节，随着企业信息化的不断推进发展，企业人力资源管理对大数据的应用也成为必要趋势。图扑软件搭建的企业管理平台，支持通过自定义的数据指标，展示如员工数量、职位结构、公司股东等情况，清晰的展示企业组织内部人才资源的基本概况，让管理人员对企业的人才组织现状有全方位动态的掌握。

经营绩效

图扑软件建立的以经营绩效为中心的可视化面板，实时展示企业的支出、收入金额、上缴税金，实现企业运营的穿透管理，满足领导“看得见、看得清、看得远”的需求，为企业资产经营管理、生产运营管理、产业结构调整等决策提供支持。

应急管控

安全四色图

图扑软件对选煤厂所有风险进行辨识分级，不同危害级别区域选用不同的颜色显示，建立安全四色图。方便建立安全风险分级管控工作体系，明确负责安全风险分级管控工作的管理部门。

不同风险和危害级别制定具体的防控措施进行管理。在图扑软件 2D 面板展示应急预案，应急物资、剩余应急物资信息。规范厂区应急救援工作，提高应对风险和防范事故的能力，保证职工安全的健康，最大限度的减少财产损失。

疏散路线

场景内通过流动线条标示输送路线，指向疏散出口方向。支持模拟多条疏散路线并预测时间，测出最佳逃生路线。

安全监测

选煤厂内车间设备分布不规律、跨楼层，涉及的监测点多达两百多个，因此需要根据监测点位置分布特点合理设置监测子站的位置，以及每个监测子站的监测范围。通过图扑软件 HT 打造的三维可视化系统支持根据现场摄像头实际点位，接入所对应的摄像头视频画面，实现场景还原。

一旦管辖区域内的监控摄像头拍摄到异常现象，系统会把摄像头信号调到显示大屏上，同时报警装置响起，提醒相关人员查看、解决问题。

预警统计

设备在线监测与预警是现阶段选煤厂“智能化”普遍建设内容，现场使用效果较为理想。但普遍存在浅尝辄止，数据监测类型单一，没有对在线预警数据进行深度挖掘、分析等问题。图扑软件对接多类传感器，多数据的监测与健康评估，实现故障定性、定量、定位诊断，包括燃气、电气、节能等运行参数。

融合红外成像和 AI 摄像头，系统可自主设置电子围栏内容、生效范围，实时监测设备关键部位温度，通过电子围栏看板，职工可实时查看现场中的设备情况以及设备统计。

重点监测

针对选煤厂重点区域，图扑软件依靠三维可视化技术划定重点监控对象，联动 HT 视频融合技术，将监控画面以 2D 方式融合到场景的三维模型中，为 *** 作人员提供直观的视频图像和简单的视图控制，保证选煤生产的高效、有序进行。

采煤工艺全流程可视化

图扑软件还搭建了 2D 采煤工艺全流程监控可视化解决方案，对采煤工艺流程相关的设备和 *** 作进行展示。实现设备全量全要素的模拟仿真反演。

相较于 InTouch/IFIX/WinCC 这些传统组态软件，图扑基于 Web 的平台更适合 C/S 向 B/S 转型的大趋势，多元素丰富的可视化组件和支持快捷的数据绑定方式，可用于快速创建和部署。实现零代码、低代码生成页面，可以快速搭建可视化页面生产平台，大大降低页面生产成本。为各类工业场景提供 2D、25D、3D 多种清晰美观的可视化服务模式。

其中，图扑软件搭建的智慧电力可视化解决方案，可帮助决策者从微观到宏观地掌握全省电网运行态势，形成数据和服务闭环。虚拟电厂既可以作为“正电厂”向系统供电调峰，又可作为“负电厂”加大负荷消纳配合系统填谷。

打造健康舒适厂区

系统对接环境监测系统，实时采集厂区内各监测指标，以及选煤厂房内各有害气体，并选用图扑软件丰富的图表、平面图等形式形象展示，通过设置环境数据预警值和告警值实现平台环境监测的自动告警。

优化选煤厂用能

HT 能耗监测系统的监测范畴涵盖厂区的电、水、气，通过智能设备对能源消耗进行全面感知，对各类能耗进行采集统计，并经过能耗分析挖掘对厂区生产生活的整体用能优化。

完善选煤厂安全建设

通过搭载智慧化物联网设备，对厂区资产信息进行统计分析，实现厂区资产的数字化管理。同时也能进行物资定位与盘点，实现管理人员对物资的全生命周期管理。

保障厂区生产生活安全

图扑软件对每日巡更计划的实施情况进行有效监测，并可联动 3D 场景查看巡更计划在厂区中路线、视频点位等信息。同时图表化展示巡更过程中的异常上报趋势，分析出巡更异常的高发时间段与区域。

目前，随着人工智能、5G 等新一代信息技术的迅猛发展，正处于从工业经济向数字经济转型过渡的大变革时代。图扑软件以“黑色煤炭、绿色发展、高碳能源、低碳利用”的管理理念，以精细化的管理模式，建立的智能化洗煤厂平台，最大限度以用户需要提供优质信息，发掘业务协同价值，多维度多层次展现，帮助用户迅速做出决策，提高选煤厂业务效率及质量。未来，图扑软件将紧跟 5G 时代的脚步，为选煤厂管理及技术创新、减人提效、降低成本、转型发展注入新动能。

数字孪生平台是一个物联网(IoT)平台，使您能够创建现实世界的事物、地点、业务流程和人员的数字表示。

其实，易云维®的工厂iFMCS厂务监控系统是一个BIM+IOT数字孪生技术为依托的物联网平台；官方又叫工厂运维智能管理云平台，是数字孪生平台；已获得国家计算机软件著作权登记证书（软著登字号2020SR1790844），由能迪科技集团旗下广州能迪云服务科技有限公司登记注册，能迪科技运营；它是包括变配电子系统、给排水子系统、空压子系统、通风子系统、制冷子系统、空调子系统、智能照明子系统、电梯系统等集监测、计量、控制、管理于一体的设备管理系统；以及具有工厂三维可视化、ERP管理、生产管理、能耗管理、安防管理、环境管理、智能运维等功能的物联网平台；可实现个设备子系统的远程集中监控，提高各子系统负荷随动的自动化程度；提升各子系统的运行可靠性；提升生产管理能效；通过能源消耗统计、分析，促进企业节能减排；为企业打造全厂信息化管理的智能工厂。目前已经在三诺生物iPOCT产业园、海天调味食品、广东览讯冷却塔工厂等这些行业标杆企业应用多年。

---