数字孪生典型场景与应用案例
2022-12-28 21:40:39 2 举报AI智能生成
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![[架构]数字孪生](https://po-img.processon.com/chart_image/thumb/6143f62f1e0853078fdfcd4f.png)
数字孪生是一种新兴技术，它通过物理模型、传感器更新、运行历史等数据，构建与现实世界中的物体或系统高度相似的虚拟模型。这种技术在许多领域都有广泛的应用，例如智能制造、智慧城市和智慧医疗等。 在智能制造领域，数字孪生可以帮助企业实现生产过程的优化和效率提升。通过对生产线上的机器进行实时监控和数据分析，企业可以及时发现并解决生产过程中的问题，从而提高生产效率。 在智慧城市建设中，数字孪生可以为城市规划和管理提供有力支持。通过对城市基础设施进行数字化建模，政府可以更好地了解城市的运行状况，并采取有效措施改善城市环境。
作者其他创作
大纲/内容
数字孪生海洋牧场借助三维仿真技术、对海洋进行数字还原，并接入IOT、GIS数据赋予其动态感知能力。通过渔场总体态势可视化地展示，以及海水检测数据展示、物联网监测设备展示、养殖设备远程控制、海洋场景虚拟模拟、移动端远程访问控制等，实现了海洋环境模拟、水质环境参数展示、门闸开关无线传输、食物投放智能处理、养殖预警信息发布、决策支持远程自动控制等功能。
案例概述
数字孪生海洋牧场可对海洋、海岸线、海水深度等要素进行1:1的仿真模拟，在数字孪生平台构建真实还原的数字海洋。采用基于双精度坐标，同时支持聚苯乙烯渲染技术，也支持镜面反射和金属性贴图工作流、逼真的光源灰尘，使海洋场景贴近真实。
三维数字还原海洋场景
通过平台自动计算水面效果、波浪效果、日照效果，可在进行海浪模拟、风向模拟、日照模拟等，达到与现实场景的高逼真还原。
海洋场景模拟
在平台中输入养殖相关参数，如鱼群种类、养殖周期等，通过智能计算海洋牧场养殖区域面积、鱼群数量及生长时间，动态模拟鱼的养殖密度，对鱼的不同生长时期进行数字化建模，真实还原海洋牧场养殖场景，提高养殖效率。
海洋牧场数字化模拟
针对海洋牧场环境限制，运维人员现场操作不方便等问题，可基于数字孪生平台结合智能处理与智能控制等物联网技术集成实现养殖门闸开关、食物投放远程管理在远程PC端/移动端选择养殖设备进行开启和关闭
养殖设备远程操作
通过接入各类物联网设备，可对海水流动方向、海水酸碱度值数据、溶氧量数据、海水温度数据、盐度数据、氮氧化合物含量数据等进行实时监测及可视化呈现，动态分析环境参数的变化对鱼类养殖的影响，并根据现实情况给出改善建议。
海水监测数据可视化
深海养殖场距离陆地较远，传统的传输网线无法部署，对现场的运维管理有非常大的挑战。通过5G网络解决了原本4G信号带宽存在不足的问题，可满足视频大带宽数字化测控技术的需要，同时5G低功耗海量连接的优势可支持更多的传感器覆盖，助力实现海洋牧场的全域感知。海洋牧场可通过移动端查看养殖区域视频监控、远程操控养殖设备、实时接收海洋动态分析及告警数据，从而指导运维管理、科学指挥决策。
海洋牧场全域感知与实时交互
典型场景
数字孪生海洋牧场
2019年8月，科环集团华电天仁公司与廊坊热电公司正式签订数字化转型项目合同，通过采购泰瑞数创、SmartEarth智慧工厂数字孪生系统\"产品，对廊坊热电厂进行数字化转型建设，运用数字孪生理念和技术助力廊坊热电厂\"辅助机组节能减排、保障机组安全运行、实现设备精益管理、构建主动安全防控能力、提高工作协同效率、实现资源高效利用\"。
对廊坊热电厂进行数字化转型建设，运用数字孪生理念和技术助力廊坊热电厂\"辅助机组节能减排、保障机组安全运行、实现设备精益管理、构建主动安全防控能力、提高工作协同效率、实现资源高效利用\"。
三维高精度数字孪生热电厂
利用三维模型语义化和属性语义扩展等数字孪生技术，完成设备几何信息、业务信息的融合，实现设备安装、运行巡检过程中的三维仿真和实时互动，以及全厂设备的全程可视化和全生命周期管理透明化。运行管理人员可以在三维虚拟平台中用直观高效的一体化方式综合浏览热电厂各类信息，包括热电厂本体、接线逻辑以及运行、检修状态等，同时结合智能分析模型，预测设备运行趋势，实现故障提前预警。
基于数字孪生热电厂实现设备全生命周期智能化管理
以数字孪生热电厂为基础，索引并归档物理热电厂中的对象，并以知识图谱为基础构建对象之间的逻辑关系，从而提供便捷完善的搜索方式，包括关键字搜索、编码搜索、空间关系搜索、时序关系搜索和逻辑关系搜索等，实现快速定位和精准获取所需内容。
基于数字孪生编码技术，构建现实热电厂搜索引擎
结合对人员管理的实际工作要求，在高精度数字孪生热电厂基础上，实现全厂工作人员的精准定位，采用超宽带精准定位技术、图像识别、人脸识别、大数据分析等新技术，打造工业复杂环境下分米级定位的三维安全管控系统。高精度人员定位模块通过个人电脑端和移动端APP相结合方式，实现对整个厂区人员活动轨迹的监控，并以此功能深入拓展，实现智能点巡检、智能两票管理系统等，实现智慧电厂全方位安全生产管理。
高精度人员定位，满足安全管控要求
在数字孪生热电厂环境下，接入并融合视频物联网数据，可实时调用并查看视频。同时，可在数字孪生空间针对摄像头位置进行分析，保障重点区域实现监控全覆盖，从而加强对重点监控区域的监察管理。
实时视频监控、加强厂内安全管理
廊坊数字孪生热电厂
能源互联网是促进可再生能源消纳、提高能源使用效率的重要途径，但因构成网络多，特性差异大，能源互联网的规划、运行和控制面临大量难题。基于数字孪生理念，智能电站运营平台实现全业务领域主题分析、各专业业务域的全景仿真建模，以三维可视化为特色，以物联网、大数据、人工智能等新型数字化技术为基础，构建智慧园区的\"智慧运营大脑\"。变电站地处交通不便处，电力省公司人手较少，因此数字孪生技术有助于无人巡检、设备监测，提升安全生产的可靠性。
电力舱布局错综复杂，环境封闭，需要协助管理人员清晰了解电力舱的空间结构、环境、照明、通风等状态。基于数字孪生技术，同步BIM数据，实现电力舱布局、通风、照明、监控、环境、井盖、供电单元、配电单元的还原与定位。同时，引入物联网的数据，结合通路关系，将拓扑关系还原，在发生紧急事件时，系统不仅能报警，也能通过拓扑关系了解关系出事点上下游关系的台区和分区，协助管理人员开挂闸门。对接地理信息系统后，可以实现2D+3D综合管理，既能从微观上了解各类设备和工作的工作，又能从电力舱布局上进行快速定位，处理综合态势。
电子舱管理
机器人能按照既定计划或者人员远程唤醒、控制，完成巡更工作。监管的对象有常规巡查、重点设备巡查、温度监测、湿度监测、动植物干扰、异常声音等，利用物联网传感器、摄像头完成数据的采集。人员可以远程调用相关数据，操控机器人到固定传感器盲区进行重点核查，也可以通过巡更路线对比、周界安防、视频融合对机器人管理监控。
机器人巡检
大部分变电站的设备，诸如变电器等需要超长时间不间断工作，且暴露在露天工况下，环境比较恶劣。变电站事关工业生产和居民生活，因此需要需要实时监测并给出状态预判。在虚拟环境中进行线路和站点的模拟规划可以保证输电效率最大化，对监测设备进行数据采集可以对输电和变电站运营进行实时监控并在虚拟环境中完成故障分析和预测，据此及时提醒运维人员进行处理，保障正常供电。
设备精细运营
国网智能电站运营平台
工业流程类应用
数字孪生天津港，充分利用可视化、物联网、模拟仿真等技术，依托三维模型构建港口的仓库、堆位、罐区、集装箱、货架、船舶等，实现逐级可视可控；以出入库作业、资产监控可视化为重点，集成视频监控、码头泊位、堆场管理、仓库管理、罐区管理等系统，构建港口的三维展示、监控、告警、定位、分析一体化三维可视化平台，实现数据全面集成、信息直观可视、预警实时智能、处置规范高效，为天津港智能管控中心实现扁平化、集约化运作发挥强大的作用。
通过BIM、三维gis、大数据、云计算、物联网（物联网）、智能化等先进数字技术，搭建港区三维仿真场景，同步形成与实体港口\"孪生\"的数字港口。整合港口所有基础空间数据、现状数据、规划成果等天津港相关信息，形成数据完备、结构合理的数据统一服务体系，在数字空间实现合并、叠加，实现港口从规划、建设到管理的全过程、全要素、全方位的数字化仿真及可视化展示。
构建数字孪生虚拟港口
结合船舶、堆场、交通、气象以及物联网设备和摄像头等数据，通过三维可视化平台展示港区全要素的实时动态，可通过鼠标等交互控制方式，实现在仿真场景中的视角移动、旋转、缩放等操作，并支持对船舶、业务板块、具体码头公司的信息查看，可以帮助调度指挥人员准确、实时、全面监测和掌握全港生产作业信息，实现对设备的预测性维护、基于模拟仿真的决策推演以及综合防灾、应急处置的快速响应。
港区作业动态仿真模拟
数字孪生技术对于港口的三维实景仿生可视化展现，实时接收港口各子系统传回的数据信息并进行梳理、储存、分析、呈现，总揽全局，协调各方。当分析出数据有异常时，智能化识别问题所在，给出参考解决方案，并及时告知相关负责人员进行处理。管理人员能同时打开多路前端摄像头，能实时掌握港口各部门的详细情况，并能实现对各环节的远程操作、远程传话和调度控制，从而加快推动天津港数字化转型智能化升级，提升港口运营效率。
港口智能操控
虚实融合数据驱动
天津数字孪生智慧港口
深圳市妈湾智慧港作为中国由传统散杂货码头升级改造成数字化、自动化码头的典范，兼备智慧科技、社会效益与经济效益。数字孪生智慧港口运用数字孪生技术对港口静态场景进行1:1真实还原，同时还对港口动态作业场景进行数据驱动仿真，实现了港口作业场景全方位实时动态还原，设备作业视角灵活切换，拖车作业路径可视，设备和集装箱搜索定位，堆场及箱务立体空间化管理，作业效率统计分析等功能，实现港口运作智能化、港航管理智慧化，助力妈湾智慧港打造成为粤港澳大湾区智慧港平台。
项目包含妈湾港和海星港两个相邻的港区，覆盖面积近100万平方米。数字孪生港口对项目区内静态场景进行1:1真实还原，包含港区内建筑群、作业场地、堆场标识牌、地面标识、行车线、岸线、以及场桥和岸桥轨道等等。
三维还原港口静态场景
项目港口可同时容纳10万集装箱堆放。集装箱上箱号、箱信息、商标涂装、箱型等均需要动态生成。多参数、海量级的集装箱动态生成对渲染机压力大，要求高。针对多参数、大规模的集装箱动态生成自主研发优化算法，对生成规则进行抽象简化，对渲染方式进行图形学优化。针对10万量级集装箱的场景轻量化，最终项目可部署在笔记本等轻量设备上流畅运行。
10万集装箱动态生成
本项目还原了岸桥、场桥、拖车这三类作业设备的作业运动，每类作业设备中由于厂家、型号等区别，衍生出多类设备模型。所有设备模型要求接入实时数据，在场景中动态驱动模型作业。其中涉及到不同类型设备模型运动参数不同、设备与设备之间协同联动、设备与集装箱之间协同联动、设备零部件运动轨迹平滑优化等重大难点，根据不同类型设备模型运动参数，动态驱动模型运动，可自动处理、清洗、提取实时接入的多设备协同数据，以及自动平滑设备运动轨迹。
实时数据驱动设备运动
运营计划包含泊位计划、堆场计划、相关设备调度计划等，要求对实时作业场景中的设备、集装箱、船等模型清空、重新初始化为相关运营计划的场景。由于场景中动态数据量庞大，该要求对场景动态清空、动态加载能力挑战很高。针对不同类型运营计划数据分别使用不同类型的研发方案，对泊位计划、堆场计划数据使用动态生成研发方案，对相关设备调度计划使用动态驱动研发方案，并且打通二者衔接能力。
运营计划动态接入模拟
数字孪生港口运营仿真平台在技术上首次实现了10万量级集装箱动态生成，实时数据驱动200余设备协同作业，并且保证运行帧率不低于60帧/秒。为用户提供流畅的操作体验
帮助用户更快速地定位问题、解决问题。在业务上为港口行业首次实现了从货物到港、装卸、转堆、仓储及出港的全周期作业仿真覆盖，为用户提供720°全角度作业监控，弥补了传统摄像头监控覆盖有盲区、摄像头之间衔接不流畅、监控不便利的缺点。首次提供对运营计划的可视化仿真，为港口运营方制定、调整运营计划提供依据，提高运营计划的合理性，从而提高的港口运营效率。
案例总结
深圳妈湾智慧港口
为解决现有微观交通仿真模型普遍存在还原度低、仿真速度慢、标定困难的问题，《2019特大城市交通拥堵治理超级仿真技术研究》正着力研发新一代多层次交通仿真模型，实现高精度、高还原度、高可信度的交通流仿真再现，对车流进行逼真还原，以便决策者在方案比选时直观、准确地把握各测试方案对交通的影响，协助调整测试方案，并能为拥堵溯源等交通流难题提供可靠的工具。
本项目作为以上大型项目的子课题，在交通仿真模型基础上，建立了可视化与交互系统，加强了数字交通模型的易用性，以北京市西三环作为示范区构建三维虚拟场景，再现交通流运行过程，为交通改善工作提供方案评估和比选的工具。
本课题构建了北京西三环示范区高质量三维孪生静态场景，按照真实路网还原整个西三环主路、辅路、出入口、公交专用道、信号灯、标识牌、车道线、斑马线等全要素交通场景，其中包括苏州桥、紫竹桥、航天桥、新兴桥等7座大型互通式立交桥与高架桥路段。
构建高质量三维孪生微观场景
由于以往的软件在宏观、中观、微观三个方面相互独立，使得场景割裂，融合困难，容易出现结果判断不一致的情况，如宏观呈现拥堵，微观却呈现不拥堵的矛盾状况。本课题从底层将宏观、中观和微观进行结构性融合，使得同源地图数据可同时转换为不同版本，供宏、中、微观交通仿真算法一并使用，保证算法输入地图的一致，实现宏观、中观、微观场景的无缝衔接，使仿真结果统一、准确。
宏中微观交通流的多方案比选与评估
北京微观交通仿真平台
西安交警互联网+大数据平台是将数字孪生城市与城市内交通管理业务相结合形成的项目。在本项目中集中融合了普通电子地图、高精度道路地图、三维模型地图、多源交通信息融合、天气、122警情、视频、微信各类基础数据，这些数据来源渠道不同、规格和形式不同，所有数据源都通过平台的datahive数据蜂巢数据蜂巢具备的数据集成融合能力进行汇聚、清洗、分类，处理和分布。在交警管理的各个业务领域，通过平台提供的minemap将所有数据以直观形象的形式在可视化大屏中集中体现，以数字孪生的城市基础空间数据为数字基座，在一个大屏上发布和展示各个业务端的应用成果和信息反馈，实现交警业务管理的情报获取、指挥调度、勤务管理、监督考核、宣传引导五大环节的实际运用。
基于数字孪生的交警管理可以实现将多种交通管理的业务数据以统一平台的形式进行接入，融合与处理。平台中的多种类型的数据探针，能够快速对接不同数据源，实现非侵入式的数据汇聚。不修改数据的原始状态，只感知数据变化情况。这些数据源既包括常用的标准的业务数据，比如122接警数据、出警业务数据，也包括互联网下的非结构化数据，如微信方式反馈数据，还包括一些流式的动态数据，比如路况数据，交通事件（事故、施工、灾害等）。通过平台的数据汇聚能力，整合各类业务相关数据，并对数据按照通用的模型进行校准补齐，构建完整的数字化交通形态，实现全息数据融合感知。
多源数据融合处理及统一发布
数字孪生的交警管理平台上进行全方位、多角度、立体化的交警管理业务数据展示功能。通过平台自带的矢量对象、热力、航线、飞行、粒子等可视化模型及渲染算法，能够实现针对丰富多元的交通要素进行高效逼真的可视化表达，直观地通过可视化的方式实现业务场景的展现。
可视化交通指挥调度
通过针对融合路口、视频、卡口、信号灯数据，对道路及路口进行精细化管理与动态评价。通过交通路口精细化管理实现了帮助交通管理者掌握道路路口的情况、通过接入交通要素数据，动态精细化方式刻画路通运行情况，为针对路口信号评价及优化提供建议，同时能够提供全时序的路口治理前后数据报告。
交通路口精细化管理
西安智慧交通平台
交通物流类应用
国家无线电委员会建设数字孪生频谱态势电子沙盘，以数字孪生技术为基础，真实完整重建无线电网络传播室内外环境并将无线电频谱大数据与数字孪生体无缝有机融合，有机集成频谱态势计算的结果数据结合实景三维进行渲染、展示及分析，从而实现无线电管理业务的可视化、科学化、智能化管理，有效的提高了通信网络频谱资源利用效率及可靠性，为无线电频谱管理提供一站式解决方案，助力新基建5G建设，推动5G应用。针对频谱业务数据，对于主要业务元素如台站、监测车等，均可以创建1：1的三维模型，在系统里进行展示。对频率数据、监测数据、电磁数据可以按照需求进行三维渲染。v
系统可以按频率、业务、地域、时间等维度对台站信息进行综合管理，包括查找、定位，按照频率、地域等统计分析。对于不同的台站类型可以用不同的地图符号\\模型进行表示。可批量导入台站数据进入地图系统。支持关键词模糊查找台站。用户也可以根据台站的名称、位置等基本信息对台站进行业务属性关联查询。支持台站、5G基站仿真选址分析，基于城市数字孪生环境以及台站/5G基站位置、信号衰减算法，分析信号覆盖范围和强度，从而更好的规划台站/基站选址。
台站管理
当发生无线电干扰事件时，启用小型无线电监测站和其他一些监测设备，系统可以将多个监测点的地理坐标信息和测向方位角接入到系统中，在三维电信电子沙盘上表现为一条条的射线，排除其中错误的射线后，射线的交点便是干扰源所在地。
干扰异常分析评估
系统的各项基本功能和业务功能能够根据重大活动保障（如冬奥会）业务保障需求制定相应的功能组合，采用可视化图表、拖拽式自由布局、图形化编辑，快速可视化制作，支持数据实时同步更新，可灵活投屏多种屏幕终端、并能够在大屏幕上自定义展示。
重大活动无线电保障
城市无线频谱电子沙盘应用
北京市农村商业银行建设的数字孪生金融网点系统，采用先进的金融可视化监控管理的理念，整合银行已有的网点监控和应用监控，对金融网点以及支持其运行的应用系统进行端到端的可视化监管控。它突破常规，创新性地采用了物理数字孪生和逻辑数字孪生结合的手段，打造了金融端到端管理的全新方式。其具体建设目标包括：
数字孪生金融网点系统与数字地图系统进行整合，获取网点的坐标信息。在金融企业管辖范围内，在地图上对其网点的地理位置分布进行可视化呈现。同时，还对所有网点与数据中心的通断状况，以及网点自身的业务状况，包括当日业务数量TOP10和业务排队TOP10等。业务部门和技术部门的管理者通过这些数据，可以及时掌握重要信息，并在第一时间内进行资源调配，为客户提供高质量的金融服务。
网点分布可视化
数字孪生金融网点可对银行所属金融网点的运营物理环境进行三维仿真呈现，包括网点所在园区、建筑、室内结构布局、设备设施进行1:1的模拟还原，在数字孪生平台还原真实的金融网点。同时，还提供多种资产统计表格，显示网点各种资产的详细信息，让领导者在对管理场所一目了然的情况下，对资产的细节信息也一清二楚。
网点环境可视化
数字孪生金融网点系统将支撑网点运行的业务系统，通过三维多层逻辑架构图的方式进行展示和管理。在架构图中，将应用系统按照运维管理中普遍认可的架构分层方式，把网络、服务器、软件和业务对象分别展示，并通过逻辑连线进行连接，最后再将这些对象的实时监控数据进行整合。这种通过数字孪生技术，将逻辑世界的对象进行可视化管理的手段，无论是高层管理者还是具体的运维人员，都能全面系统地了解原本非常抽象的应用架构和运行信息，大大提高了运维效率。
应用架构可视化
银行业交易的海量性是自身的业务特点，而保证交易快速稳定地进行是重中之重。对于金融网点业务管理人员来说，最关注的就是交易的健康状况。数字孪生金融网点系统将交易进行的情况，通过立体的应用墙和交易路径图的方式，将所有业务系统交易的总体概况，以及每个交易中的各个节点进行拆分连接，既让业务人员对交易健康度有整体的掌握，也能够深入细节，进行交易问题的排查。
交易路径可视化
数字孪生金融网点
逻辑关系类应用
桐林“城市超脑”是以市民需求为导向，以城市大数据为基础，以人工智能为工具，创新城市治理细化。
本着接地气、讲实效、求创新的原则，打造出“1234”城市中台架构体系（一个大数据平台；2个重大应用：社会治理系统和领导决策系统；3大能力平台：人工智能核心能力平台，能力共享开放平台，时空云平台；4大配套设施：标准规范、运营管理、安全基础设施、IT基础设施）
通过城市基础数据源的采集、数字孪生城市的开发、业务数据的集成融三个步骤完成数字孪生城市的设计流程，在此基础上集合桐林城市治理实际需求。建设50平方公里的数字孪生城市底座和7平方公里的精细化建模。
打牢城市数字底座
集约建设城市级业务中台、数据中台和智慧中台，稳步提升城市通用能力水平，统一接入各业务可复用的个性化能力，同时按需求对政府各部门统一开放能力使用权限，通过全域数据整合，全面数据运用，全局应用支持，构建面向局部智能的AI能力体系，实现从局部应用到整体交互的智能升级。
打磨集约能力平台
规划了50个智慧场景，首期涵盖城市管理、社区治理、重点安全、民生服务、生态环保、宏观决策6大类27大智慧场景，已上线运行。并在疫情爆发时迅速上线了疫情态势分析、周边疫情地图、智能客服疫情问题解答、农贸市场未带口罩预警、超过5人聚集预警等疫情专题场景。
打造场景核心体系
城市治理效率的提升：原先依赖人工，每起事件的平均处理时间3—4天、每月最多处理100余起事件，系统上线之后每起事件处理一天即可完成、每月处理1000余事件，流程市场缩短约70%
城市治理机制的创新：通过非现场执法、将难以及时处置的违法事件，通过图片识别和数据分析结果“作为非现场处罚的依据”还探索了柔性执法模式，对于轻微违法行为，比如店外经营，自主向店主手机发送提醒，劝导店主
实现三大历史性跨越：数据治理能力从政务大数据到城市大数据的跨域；城市管理水平从人工排查到智能发现的跨越；社会治理机制从分散治理到协同治理的跨越
桐林城市超脑构建能力平台
本项目以北斗网格作为城市管理的精细单元、对坪山区基础地理信息数据及典型区域建筑、房屋、人口、法人等数据进行网格编码与关联。在智慧坪山时空信息云平台的已有基础上打造北斗网格数据底座，实现全域空间跨部门专题数据汇聚整合。多图层高效穿透查询与分析以及典型区域的三维网格数据构建。
当行政权属变更或者其他原因引起业务网格重新划分时，系统自动更新索引关系，通过网格编码匹配。将各类数据（人口、设施、事件）自动关联到新的业务网格中，网格数据无需随业务网格的变更而迁移。
业务网格划分更新
通过三维网格模型，实现室内数据关联展示，某小区楼栋与居住人口数据的汇聚展示。
室内数据属性关联
实时热度变化展示：各包含空间位置的数据，以网格为单位，展示精细空间热度。每一个网格都是一个热力图数据集。随网格中的热力图数据变化而变化。
数据热力图趋势动态展示：城市网格数据支持对热力数据动态展示、可展示任意时间段的城市数据态势变化情况
多源综合热力数据展示：城市部件、综治、事件多源数据单独及多源结合展示。
精细网格热力图动态展示
数据趋势分析：从数据时间、空间（如垃圾、群体聚集、投诉等方面）将数据变化趋势通过图表及网格地图展示出来，
数据关联分析:通过主成分分析等工具将多类数据之间的相互关联关系进行排列展示，将数据变化所受的要素影响程度，通过图表及网格地图展现出来，用户可直观地看到某一项指标变化的主要因素。
网格数据精细分析
本项目采用时空网格空间技术，将网格内的、人、地、物、事、组织等全要素信息承载在北斗网格中实现了空间网格、数据网格、管理网格的统一
在三维网格数据图组织汇聚多源异构数据的基础上，将进一步为各部门提供数据共享交换，面向公众提供大数据网格化增值服务
深圳坪山搭建城市北斗网格底座
城市治理类应用
为进一步落实《雄安新区》规划纲要，“坚持数字城市与现实城市同步规划、同步建设、打造具有深度学习能力、全球领先的数字城市”的要求，坚持“世界眼光、国际标准、中国特色、高点定位”的理念
创新提出了雄安新区“6个BIM”即BIM0（现状空间）、BIM1（总体规划）、BIM2（控详规划）、BIM3（设计方案）、BIM4（施工监管）、BIM5（竣工验收）、其中在BIM3阶段平台提供多方案比选的会商会审服务，对项目设计方案的空间布局、建筑高度、建筑风貌以及相关设计参数的多层次、多维度比较
方案会商会审
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施工智能管理
雄安新区规划建设BIM管理平台
探索解决自然资源和不动产三维调查登记建设中的难点、梳理登记流程和完善标准规范
研发一套适用于自然资源和不动产三维调查登记的软件
解决二维空间调查登记的不足，总结利用三维手段如何实现最优的调查登记解决方案；
扩大自然资源和不动产登记信息的应用范围，满足生态文明建设和城市智慧化管理需要；
最终制定一套完整的建设管理、应用机制。——为自然资源和不动产登记由二维平面向三维空间转型提供高效、便捷、低成本、可复制的实践经验。
对于历史存量的分层分户图老旧资料，目前均以PNG、JPG格式存在、且数量巨大。传统的手段就是利用人工在图上矢量化，而城市的数据量非常大，本项目利用AI（人工智能）识别技术，采用基于卷积神经网络等深度学习方法快速实现矢量化转换、以此来解决大量的人工矢量化问题
基于AI识别技术的老旧资料整理
采用GPU和openGL的多层分辨率传输及实时渲染技术，实现二三维一体化不动产登记的基础空间数据。权籍调查成果数据在立体空间多尺度一体化展示，
多尺度二三维一体化数据整合与处理技术
各种浏览查看功能，二三维分屏浏览查看功能
三维空间分析功能，三维缓冲区分析、房屋透视分析、房屋阴影分析、面积检测
利用三维可视化技术助力不动产登记
以不动产单元为根探索一种数据成果共享的机制，以不动产单元为唯一锁定的客体，将不动产单元代码作为连接所有相关数据的纽带，与公安、工商、税务、住建、银行等建立起关联关系，形成跨部门、跨行业、跨地区的大数据知识图谱，可以挖掘出大量有价值的数据。
智慧不动产数据共享
新技术推动不动产等级三维可视化
规划建设类应用
2019年秦瑞数创携手紫光云，在滨海新区以善政、惠民、兴业为目标，基于数字孪生技术，打造1+4+N新型智慧城市建设体系、1即一个大脑、4即智慧政务、智慧经济、智慧城市、智慧民生；N即迭代开发的智慧应用系统。基于孪生映射、镜像城市技术、构建30平方公里数字孪生城市示范区、对滨海新区30平方公里实现实景三维模型建设、10平方公里实现语义模型建设。在数据基础上基于数字孪生平台实现城市大脑运行管理中心系统、大型活动安保系统、消防应急系统、城市规划系统、智慧工地系统、社会治理闭环处理系统、园区BIM楼宇系统、能耗管理系统等数字孪生信息化系统建设。
在一张图上标注全区103家危化品生产企业，233家仓储企业、75家物流企业的信息。可以非常直观地看到本区危化品企业的分布位置，
危化品监管一张图
展示危化品从原料到生产、仓储、运输各环节的可视化监管情况、通过对储罐的温度、压力进行实时感知、当它发生异常情况时系统会自动报警
危化品实时感知监测
通过出入库实名制管理和物联网监测，实现1秒出单，可以随时掌握危化品是什么、在哪里、有多少
仓储管理
在全区2739辆危化品车辆上安装了智能监控设备，随时查看车辆位置，线路和驾驶状态。同时在司机的驾驶舱内安装了辅助驾驶系统，对司机的危险驾驶行为通过对讲及时警告，并记录在案生成车辆安全评估报告。为教育、培训、处罚提供依据。
危化品运输管理
基于数字孪生场景，实现应急预案的编辑制作和虚拟演练，支持根据不同事故进行多方案、多时间模式的预案编辑、包括力量部署框架、应急出口及周围可用应急资源分布等
应急演练
危化品全域监管
根据案件发生的地理位置，在三维场景中进行标注展示，按照案件类型、区域、时间进行统计分析
案件监管分析
展示全区539名专职网格员、80名坐席员、2306名兼职网格员的基础信息，展示网格员处理案件数量统计数据、构建并展示网格员画像、支持实时电话、视频联系网格员
网格员管理
三维便民服务响应
滨海新区建设数字孪生城市示范区
安全与应急类应用
基于数字孪生强大的数据集成融合、可视渲染、空间计算能力，实现地形冲淤对比分析、三维地形动态演变分析、水流流场动态展示、实现二三维电子航道图数据无缝衔接融合，
通过整治建筑物损毁分析、河道地形等深线辅助分析、河道地形深红线辅助分析、基于水道的数据统筹管理等业务功能、支持航道智能化建设应用。
地形冲淤分析根据两个不同年份的测图数据计算出两个年份地形的冲淤量、冲刷量和淤积量，并在三维窗口中以色图的方式展现
地形冲淤分析
加载不同时段的水流数据、实时解析出数据的精度、维度、流速、方向采用彩色洋流图对水流流场进行展示，支持展示历史不同时期数据
水流流场动态演变分析
建筑物损毁分析基于数字孪生场景、通过自动识别整治建筑物BIM模型的外边界范围确定整治建筑物损毁的地理范围、选取整治工程竣工时和当前的整治建筑物地形高程测图，在整治建筑物BIM模型的外边界范围内，通过三角网格地形分析方法对河床冲淤进行分析，冲淤分析结果中，地形曲面凸起的部分即为地形淤积部位，地形曲面凹陷的部分即为地形冲刷部位。
建筑物损毁分析
长江干线 航道整治建筑物维护
辽宁省短临预报预警业务一体化平台是集气象短临预警、山洪预警、辽宁省防震减灾保障等业务与一体的辽宁省、市、县三级二三维一体化的气象预警平台，项目平台建设任务由辽宁省气象台发起、秦瑞数创科技有限公司承建。
项目自16年启动至今已开展四期项目建设工作，目前项目系统7*24小时持续在线运行在辽宁省气象预报报警大厅。
对接全国综合气象信息数据共享平台（CIMiss）、辽宁省气象灾害预警中心业务平台等数据来源，整合各类气象监测数据、精细化网格预报数据、等多种业务数据内容、基于数字孪生集成融合、提供全辽宁省0.5米航空影像的三维全场景服务和各类二维专题GIS服务，通过对气象各类数据的解释，计算、产品生成算法等手段。实现基于数字孪生底座的气象多源资料综合动态显示。
综合气象预警展示和监测预警
实现基于B/S、C/S架构的气象预警信号制作、客观检验及自动推送（PTP、传真、短信等）能力，支持三级用户预警信息信号制作业务
气象预警信号制作
实现辽宁省气象历史数据过程反演及资料备份，满足气象用户对历史重大气象过程的数据重现及追溯
历史数据备份与重现追溯
气象数字孪生实现精准预警
天津市防汛抗旱三维数字系统，是天津智慧水务的重要组成部分，通过构建防汛抗旱数字孪生体，实现三维立体展示全市主要河道 ，蓄滞洪区、中心城区、水库及重点防汛工程，结合数字孪生强大的仿真能力，形象地展示出调度方案和调度效果
融合已有的主要行洪河道、GPS测量、以及防汛控制闸站水尺基点联测数据、遥感影像数据、数字高程模型等多源异构数据，构建防汛抗旱数字孪生体
防汛抗旱数字孪生体构建
将主要行洪河道调度计算结果、蓄滞洪区的分洪计算成果、水库洪水调度成果数据，以及真实的数字高程数据结合起来，通过三维仿真技术展示出来
洪水调度智能仿真
系统可根据实时水情，自动调整三维水面高度，为防洪工作提供实时准确的数据支撑和直观的展示效果。
雨水情实时更新和展示
数字孪生助力防汛抗旱智能化升级
智慧三湖项目是云南省玉溪市深入践行“绿水青山就是金山银山”，全面加强生态环境保护，生态文明建设的标杆项目，是玉溪市抚仙湖管理局直管，云南省委书记亲临指导的水务环境治理重点项目。
智慧三湖项目基于自主可控的生产平台结合GIS、iot等技术与数据、还原包括仙湖、星云湖、杞麓湖及周边流域共计1446平方公里数字孪生场景，通过superapiSDK第三方web应用的方式实现三湖全要素三维场景的快速嵌入与双向交互，灵活接入三湖环保部门管理者所关注的生态环保数据，从而进行环保水质的智能化反演，为管理者提供智慧化决策。
此项目中针对湖体水质问题，对湖体完成了3D建模，实现了湖体模型从水平面中升起并能够360度旋转观看，湖水中布置了的水质检测传感器，将传感器监测到的水质数据根据水质污染程度用不同深度颜色展示，
三维数字还原湖体场景
根据固定监测点坐标以及固定间隔时段，实际测定污染物数据（TN（总氮），TP总磷），叶绿素a，COD（化学需氧量）），生成三维湖面污染物场景。运用水务模型算法结合可视场景预测展示水量变化趋势、水环境污染发展演变、水环境治理成效态势，直观观看三湖未来面貌，为三湖水务综合治理提供决策辅助。
湖体水质反演
通过接入摄像头设备，实现虚拟场景与真实场景的 实时监测串联，同时在场景中实时绘制无人机、无人船巡查路线。直观真实还原执法全过程
智能执法
云南“三湖”生态智慧治理
针对雄安新区城市静风现象增多，空气滞留时间变长，用地粘性扩张导致热岛效应攀升，降低了市民的人体舒适度等问题，以雄安新区容东片区为试点，基于基础地理数据、气象数据、建筑信息等数据，将分散、独立的采集点进行联网，利用视频监控、传感器、物联网、地理信息、流体力学等技术，font color=\"#666666\
明晰雄安新区气候问题的基础上，将气候与城市间的相互作用关系以可感、可视、可表达的图形语言方式进行呈现，动态展示城市区域风场流动、热岛聚集等不良微气候情况；
基于数字孪生的风环境仿真模拟系统，以dem、dom等gis地形地貌、卫星遥感数据、城市地图数据为基础数据支撑，采集气象站点信息，汇聚其他实时监测物联设备传输信息，结合示范区建筑、街区布局，利用差价合约流体力学仿真内核模拟仿真不同气候条件下城市风场情况，进而支撑上层业务应用。
风环境仿真推演数据汇聚
对雄安新区容东片区进行区域划分，建立城市数字模型；设置模拟条件，通过Kinect传感设备手势设置不同风速、风向等参数，作为模拟计算的初始条件，设置为混合层流模型来模拟大气的流动，通过在模型中的模拟计算，得出城市风流通分析结果，并外接头盔、眼镜等智能设备，沉浸式观察并分析城市区域风场变化，及高层建筑、密集建筑区涡流、静稳区形成情况，综合分析这些模拟计算结果，进行人体舒适度及气候评估。
混合现实城市宏观风场分析
通过数字孪生风环境模拟仿真系统，通过积木式拼搭电子沙盘模拟雄安新区建设现状，实时修正建筑排列、布局、旋转角度以及超高建筑的结构、高度等，设置模拟参数，执行计算，比对修正前后风环境不同状态，验证推演方案。同时，在风环境计算结果的基础上，叠加绿地、水体、城市建筑下垫面高度、性质分布分析，可视化分布展示、智能设计城市区域通风廊道网络路径。
建筑布局动态推演分析
基于数字孪生的风环境仿真推演
自然灾害类应用
数字孪生典型场景与应用案例
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