51WORLD数字孪生技术，助力华为实现上海城市最小管理单元治理落地
“感谢今天不灭的烟火，让我们看到人类在灾难前面的从容淡定与对未来的信心。”11月1日，张文宏医生在上海连夜完成3.3万余人核酸检测后，发出了这样的感叹。
上海市政府用不到4小时时间，累计完成核酸检测33863人，采集相关场所物品和化境样本920件。一场紧张而有序的防疫工作，伴随着迪士尼的烟花秀圆满完成了。
如此强大的城市治理水平背后，离不开云计算、大数据、物联网、AI、5G等提升城市精细化管理的技术。值得一提的是，今年，数字孪生技术也参与到了上海智慧城市的建设中。51WORLD在2月，成为了华为主办的“上海城市最小管理单元”项目的数字孪生技术提供商，与华为一起推动上海智慧城市建设，加速城市数字化转型。
一、数字孪生技术走入智慧上海
上海城市治理水平为大家津津乐道。今年，数字孪生技术也参与到了上海智慧城市的建设中。
2021年12月2日，上海市市委书记、城市数字化转型工作领导小组组长李强便在治理数字化转型现场推进会上提出：
努力绘就数字孪生无处不在、生命体征无所不知、智能监管无时不有、精准服务无处不享的治理新蓝图。
2021年2月25日，在上海市城市运行管理中心、上海市黄浦区人民政府指导下，由华为技术有限公司主办的“上海城市最小管理单元数字治理成果发布会”在上海市黄浦区城运中心成功举办。
发布会起航仪式上，发布各方同时提出，要以本次发布为基础，携手打造100个上海城市智能体落地的创新场景，发展100家城市数字化转型伙伴，共同推进上海城市智能体建设，助力上海城市数字化转型。通过城市智能体的建设，最终在上海实现“感知一栋楼，联接一条街，智能一个区，温暖一座城”的美好愿景！
数字孪生技术如何支撑城市多级管理和最小单元的管理呢？
12月19日，中关村数字经济产业联盟与华为共同举办2021中关村数字经济产业联盟会员代表大会暨华为北京城市峰会，51WORLD作为该项目数字孪生技术提供商受邀参展。51WORLD城市与交通事业部总经理张焜棋出席大会，并深度解读了“数字孪生助力上海城市治理最小单元”案例。
二、数字孪生如何支撑上海城市最小管理单元
上海城市最小管理单元一期试点，选取了上海南京路上著名历史建筑南京大楼，51WORLD基于数字孪生PaaS平台能力，和生态伙伴一起打造了一个城市精细化治理的创新场景，解决了市场管理的日常需求，并在城市治理中发挥积极作用，实现社会利益与市场利益的双赢。
1.应用场景
经营场所管理
经营和安全是大楼管理的核心任务，其中对场所内部环境和消防安全相关的事项是大楼经营管理的重点和难点。最小管理单元结合各类物联感知设备数据和AI识别预警，让管理人员高效精准的完成事件的监测和处置。
通过对特种设备安装传感器，可以保障场所内电梯、消防、供水等多种设施的安全和正常运行。同时利用摄像头对关键场所，如后门、仓库等死角进行管理。
南京大楼内部有众多会议室、电梯间等封闭区域，存在由吸烟、线路老化等引起的消防隐患。大楼的烟感和温度报警器能够及时识别并产生告警，并通过数字孪生系统的事件提醒迅速定位传感器位置，利用手环通知店内保安现场处置，及时将室内吸烟和消防隐患扼杀在初始阶段。而一旦发生警情，可以通过一键上报按钮，主动将事件上报到区城运平台，自下而上发起应急响应管理。
南京大楼作为南京路步行街的重要商铺，也承担着门前管理责任，包括维护市容市貌，制止共享单车违停、堆物等，数字孪生系统能通过各类AI视频算法实时识别店内外环境卫生、共享单车乱停放、噪声污染等活动，并且通知事发地附近保安快速处理，迅速完成事件闭环，满足门责管理要求。
高坠风险隐患
城市高空坠物与公民生命财产安全息息相关，是楼宇和园区管理方、街道门前三包交叉管理的重点对象。因此，梳理清楚诸如照明设施、广告牌、屏幕等设备设施的位置、维护单位、施工单位、业主单位信息十分关键。
在数字孪生系统里，每一项设备设施都有独立的语音和ID，我们能了解到其身份档案和时下的监测信息。上海每年都有台风季，对高空坠物、开窗、玻璃幕墙等安全治理尤为重要。
通过IoT感知设备，系统会每五分钟上传一次各类监测数据，例如震荡幅度、频率、位移等，管理方能第一时间评判高空物件的危险程度。一旦发生报警，系统能快速定位，告知管理方事件详情和地点，协助处置人员快速抵达现场维护。
后期，管理方还可以基于这些监测数据，开展一些与公共安全预警系统联动的探索，如同步信息至区级城运中心或者是社会公开消息渠道等。
历史建筑保护
南京大楼作为百年历史建筑，不仅自身存在着包括沉降、侵蚀等建筑老化问题，还紧邻轨道交通和大型综合体，隐患监测较为困难。而建筑物的倾斜、裂缝等情况往往是由建筑物不均匀沉降引起的，这就要求对建筑物尤其是对高层建筑物进行沉降观测。
数字孪生系统为这栋历史建筑建立了信息联络网和信息普查制度，严格管理大楼修缮记录，及时同步保护要求，并且进行历史沿革和修缮管理建档，在日常监督中按照相关规定进行建筑内外结构的使用和管理。如发生擅自装修等事件，能迅速通过信息联络网通知网格执法队伍对违规店家进行处置。
同时，系统还接收来自黄浦区城运系统的数据共享，实时监测周边地铁运行情况和大楼沉降和位移传感的数据变化，每个传感器独立的接受三轴方向位移和加速度的信息，对震动、位移、倾斜和沉降情况进行全方位监测。周边环境对大楼结构带来的席位印象都会同步到数字孪生系统中，对地下管线和地面建筑物的安全产生影响的因素进行全面管理。
- 大客流管理
今年的上海外滩光影秀期间，外滩区域瞬时客流最高峰值达11.7万人，平均每晚有70万人路过河南路、南京路口的最小管理单元南京大楼。通过大楼数字孪生系统，满足市场主体日常管理需求，大客流人群聚而有序、多而不乱。传统的大客流管理模式下，预案设计和现场管理依赖处置人员的经验。
51WORLD结合动态仿真技术，为最小管理单元提供人流仿真服务，模拟各类场景、多种状况下的人员流动情况。同时，可结合51WORLD视频识别技术，通过摄像头监控的AI识别，获取真实人流数据，作为仿真参数配置的参考。
系统根据相应的仿真模型进行推演，在数字场景内驱动智能体行动，生成动态人流场景，并以热力图、全息场景、全局视野、漫游镜头等方式呈现。对事件的处置也逐步由经验判断向数据分析升级，通过最小管理单元让城市安全治理也迈上数字化的新台阶。
- 数字体征
以上各个应用场景的数据汇集起来形成最小管理单元的数字生命体征，这些数据由周边影响、管理、环境、人流、安全等8个主要维度组成，每个数据维度都由若干个子模块和各类感知设备提供的信息进行综合研判，当某一项分数低于阈值时，系统就会发出预警，运营人员就可根据具体模块的应对预案进行处置和闭环。
例如，当顾客被窗外的风景所吸引，打开窗户将手机探出窗外拍照时，这一可能带来高空坠物风险的举动，能被数字孪生系统第一时间检测到，反馈使整座大楼的“数字生命体征”也产生了变化，系统自动向店内保安所佩戴的手环示警。当保安前往现场处置后，“数字孪生系统”随即显示窗户关闭，大楼“数字生命体征”也恢复到了“健康”状态。
通过大楼数字体征系统强化预测预判和管防能力，推动实现态势智能感知、行动人机协同，打通城市治理“最后一公里”。
试点中的数字生命体征系统，探索了多源数据接入，构建统一的管理指标和实时“单元体检报告”的管理模式。从周边环境、管理、安全、人流等多个方面将运行管理具象化，实现对大楼运行监测指标的计算、发布、预警、优化、权限控制等全生命周期管理。数字体征管理模式也经过了沉淀和升级，在今年八月于上海市城运中心正式上线，通过一套体征系统对气象、交通、疫情防控、城市安全、供水保障和社区治理等重点领域的运行状态及分析预判。
2、孪生系统
51WORLD结合多源异构数据融合技术，通过空间地理数据、大楼设计图纸、实景照片等相关资料，对大楼和周边城市环境进行了超精细建模，实现了大楼外立面、内部结构和周边街道的精准还原。
同时，系统接入的数据类型涵盖了各个方面，如房屋权籍、房屋状况、历史沿革、保护要求等政府业务数据，大楼震动倾斜、烟感报警、电梯运行等物联感知数据，对客流、吸烟、高层开窗等各种事件实时感知预警的AI数据，以及人流热力、门店运营管理、地铁运行、地下管网等数据。各类传感器数据和告警信息数据会实时回传到数字孪生系统，并反应到大楼孪生模型，实现物理世界和虚拟世界的实时孪生同步。
通过数据驱动的数字孪生场景，构建系统化的数字生命体征，可以实现对大楼运行状态的实时监测和预警，让运营方能够及时有效的了解城市和大楼的变化，以便及时发现问题、解决问题。
3、模式创新
同时，为了满足市场主体和政府主体对实时、精准、全面的数字化管理要求，试点通过与市级、区级城运中心的数据共享，系统实现了多级主体之间上下贯通、相互联动的协同工作模式。
例如，节假日期间的南京大楼顾客盈门，黄浦区城运中心感知到客流量已达中高风险等级，随即发布大客流预警，同时向南京大楼数字孪生系统发送配套处置通知。店内安保经理通过手环收到消息，立即组织安保人员，配合启动客流管控预案。安保经理落实相关处置后，向区城运平台反馈形成闭环。实现了从岗位责任闭环、市场主体闭环、城运闭环、应急处置闭环到两网融合闭环的“五级闭环”管理新机制。
4、价值创造
最小管理单元，围绕“高效处置一件事”的目标，将最小城市管理单元的应用模块化，每个模块可满足不同的需求，比如历史建筑有监测震动和沉降的需求，高层有监测高空抛物的需求，安全上有烟感报警的需求。最终形成的应用模块可以像积木一样进行组合，针对每栋楼里不同的需求可以实现应用专题的自由定制组装与发布，将城市高频应用变得可复制、可推广。
51WORLD通过参与上海城市最小管理单元一期试点，推出了数字孪生底板和数据资产的全新运营模式。通过支持管理方建设自主可控数字孪生场景和应用，51WORLD未来还将开放底层模型数据的更新和维护能力，为全市提供“一张三维底图”，并通过简单易用的二次开发工具实现各种智慧应用场景，提高政府对城市空间数据和各类社会数据的应用能力。
为各部门和企业提供高质量的三维数据应用服务，大大提高了数字孪生底板的现势性和扩展性，真正意义上达到数字孪生底板“一次建设、多次复用、动态更新、资产管理”的目的，打通数据孤岛，节约建设资金，充分实现数据在经济发展中的资源价值。
最小城市管理单元是上海市“一网统管”建设中“三级平台、五级应用”中的第五级，在社区（楼宇、园区）层面启用治理职能，通过数字孪生技术为基层全方位赋能。从机制层面看，本次创新成果通过将城市管理主体、市场主体及责任主体之间上下贯通、相互联动、协同工作，优化了闭环管理，探索了政府与市场主体有机联动的城市数字治理新模式。
未来，随着数据共享、技术支撑、制度供给的不断加强，数字生态将不断完善，全社会数字化转型将不断推进，数字孪生将无处不在
WDP数字孪生PaaS平台已迭代至4.2版本
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