2024优秀案例丨龙南智慧城市孪生平台项目

为深入贯彻落实江西省双“一号工程”重大决策部署，龙南市政府于2022年7月启动集行政审批、政务服务、数据管理、普惠金融、公共资源交易为一体的龙南数智城市中心项目建设。整个数智内容基于数字孪生技术，融合共享，实现全域数据互联互通，同时以中台的 AI平台注智赋能，构建龙南市三维地理信息场景，从多维度多层次展现龙南的整体情况，实现管理可视，治理提效，提升服务质量和效率，打通服务群众的“最后一公里”。

龙南智慧孪生城市平台是具备地理空间数据管理能力、空间数据分析能力、多源异构数据处理能力、孪生城市构建能力、3D数据渲染能力和应用扩展能力的数字孪生平台。

在国家“以数字化助推城乡发展和治理模式创新”及“探索建设数字孪生城市”等政策推动下，龙南智慧孪生城市平台面向数字时代的城市功能定位，融合 VR/AR、IOT、5G、区块链、人工智能、云计算等技术，帮助政府及企业在智慧城市及相关领域的建设中构建城市数字孪生底座，推进新一轮数字化升级。

1.平台系统概述：依托与 BIM、CIM、GIS、物联网、大数据、人工智能等技术，以城区的信息数据为基础,建立城区空间模型和城区信息的有机综合体。全面感知城区运行状态管理空间与设备、空间与人、人与物、人与人关联的行为所产生的数据，对照城市物理空间以及传感设备的运行数据还原出1:1的数字孪生系统。以数字李生平台为基础，将城区的系统和服务打通、集成，提升资源运用的效率，优化城区管理和服务，打造从合理规划、到高效运维、再到精准预测的业务闭环，塑造可持续发展的城区生态系统。

2.系统架构：数字孪生平台接入龙南物联感知数据、城市主题业务数据，通过数字孪生中台构建的数字底座与数字孪生中台的应用能力相结合,呈现龙南数字治理各应用主题的三维可视化数据，如图1所示。

图1数字孪生平台系统架构图

3.场景模型构建：龙南数字化模型以市中心城区和工业园区 GIS数据、倾斜摄影模型及手工精细建模数据和 BIM 数据为主，综合应用无人机倾斜摄影和实景三维建模技术，获取信息化建模成果，1:1真实反应城市建设状况。主要范围包括中心城区、城区周边各工业园区，成果质量要求分辨率优于0.1米。

4.智慧城市CIM平台：搭建城区统一的CIM 平台，将城区及周边的 GIS 数据、重点楼宇 BIM 数据，城区整体、工地厂区、及大楼内部的视频监控、消防、万联网等设备点融入到平台中，构建城区的 CIM 场景，从城区整体、重点区域、建筑单体、到楼层、到房间、到监控设备的一整套精细化模型，构建层级和构件之间的关联和拓扑，通过平台中已有的标准化服务接口，提供给上层应用调用。通过对各个业务子系统有效集成衔接，并信息汇集分析、传递和处理，从而实现系统最优化的控制和决策达到高效、经济、节能、协调运行态实现园区状态可视化、事件可控化、业务可管化。

5.数据构建与管理工具：数据构建与管理工具软件具备坐标转换功能，能够创建和管理空间数据库，支持多源异构的空间数据导入,支持主流 BIM 平台的数据接入，支持 BIM倾斜摄影、人工模型等三维模型的瓦片化和轻量化，支持倾斜摄影的根节点合并，具有便捷的模型编辑和场景整合功能，能够快速整合城市的大场景的三维模型，能够高性能加载海量的城市模型数据, 支持纹理压缩、模型化简和模型批量导入、导出等功能，支持出图和出视频等功能。支持城市信息模型的构建，以及在空间模型挂接经济、人文、人口、交通等名类社会活动数据。

6.时空资源共享平台：时空资源共享平台负责二三维GIS+BIM 数据的服务发布，支持标准的 0GC 服务发布，具备服务管理、负载均衡策略和服务集群化管理等能力，以及数据查询、检索、空间查询和分析的 Rest 服务的发布等，支持服务的虚拟化和云端部署等,支持多用户高并发访问。

7.数据可视化引擎：具备0penGL和WebGL 等不同底层库的三维渲染能力，支持GPU云，具备二三维一体化的展示能力，具备大场景的高性能的加载和展示能力，支持光源、粒子系统、特效仿真和模拟的能力，支持大数据可视化、轨迹线、动态目标、注记和标绘符号的绘制能力。支持电脑、移动端和 VR 等多终端的可视化。

8.仿真模拟分析引擎：支持GIS通用的空间、拓扑、地形和其他特征分析，支持距离面积等量算功能，支持通视、日照、剖面、体运算和场运算模拟等常用的空间分析。同时在信息模型基础上，内置城市规划、模拟、仿真和评估等核心算子，搭建平台的城市计算、模拟分析服务，提供城市空间的规划、模拟仿真和空间计算能力，支撑智慧城市相关应用。

9.开放性接口：具备核心功能的接口和 API，支持在基础进行二次开发和扩展应用，接口可扩展，具有开放性。

10.物联网交互系统：具备AR交互功能,实现虚实结合的场景交互。支持MQTT、Modbus等通讯协议，实现物联网设备的实时监测与控制，并可挂接时空基础数据模型，实现数据在三维层面的可视化应用。

11.态势感知：通过城区各类智能设备位置、设备信息、实时感知数据的接入，在地图上标示各类传感设备位置与运行参数，快速感知城区状况。可星现城区基本信息查看及位置展示，标注城区所有的物联网设备点位、事件信息和视频监控你数据。展示城区及楼宇各功能分区及功能区的监控设备状态，空间及设备属性查询、定位和漫游展示。

动态呈现城区整体综合运行状态和各项指标数据。集成各主题运行面板,综合呈现交通安防、消防、通行、能源、综合管理、环保等各项主题数据和实时动态数据、历史变化数据等，可进行不同主题数据的切换。

呈现各类指标数据和统计数据，按照城区运行健康度进行多维度评分统计，从安防、交通、综合治理、环保、经济运行、企业服务等多个指标体系综合确定园区整体运行指标和健康度。

12.环境监测：对城区及建筑内部空间结构进行三维展示，对空间资源使用情况进行可视分析，对空气质量、温湿度、水源、水质、照明、保洁等环境数据进行综合监测，提高环境空间利用效率，提升环境舒适度。

13.综合治理：整合城区治理的常见案事件数据，在数字孪生系统标注包括路面积水、私搭乱建、垃圾堆放、道路不洁等各类案事件信息，标准案事件发生时间、地点、当前状态处理状态等信息。

14.数字孪生平台部署：部署数字孪生平台，平台具备地理空间参照系(基准面、经纬度、高程、影像图)、空间数据査询能力、空间数据分析能力、支持物联设备接入、多源模型导入、3D 数据渲染能力和开放性接口。

15.运行环境：平台客户端通过 WEB层业务数据服务器接收处理数据中台的数据，通过接口调用客户端 UE 层应用功能实现三维数据可视化渲染、交互操控等能力。

UE 服务器与 WEB端业务服务器均部署在项目专网，如图2所示。

图2服务器部署架构图

1.平台底层优势

1.1 真实的空间参照系：搭建大地基准三维数据，采用WGS84空间参照系，支持WGS2000坐标体系，支持坐标系转换，真实的物理引擎渲染能力，真实还原模型材质效果，真实还原物理交互效果，真实还原城市光照、天气、水体等内容;城市级数据渲染能力:支持全球卫星影像和高程，支持LOD动态加载，以分块式动态加载高精细化单体模型，无缝加载 BIM数据，CIM城市级全要素场景,产品具备10亿级面片运算能力。

1.2 多源异构数据治理能力：集成城市多源异构数据，支持基础时空数据，支持数据格式转换，构建时空关联、业务关联和数据关联:

应用开发扩展能力:无界 EarthAPI包含十二大类100多个接口，可被集成、被调用，支持二次开发

1.3 物联感知操控能力：支持物联设备的接入，支持物联设备的管理、操控，系统的性能不仅可以监控，还可以使用反馈极致远程控制。支持跨终端人机交互。数据共享服务能力:实现时空数据的共享和交换，共享数据包含栅格数据、天量数据、三维数据，共享服务支持 WMS、WMTS、I3S、S3M、3D Tiles，实时远程监视和控制通常情况下,几乎不可能实时地获得一个非常大物理深入视图系统。数字孪生平台由于其本质可以在任何地方访问。系统的性能不仅可以监控，还可以使用反馈机制远程控制。

2.技术优势

2.1 预测性维护和调度：全面的数字孪生将确保监测物理资产的多个传感器实时生成大数据。通过对数据的智能分析，可以提前检测到系统中的故障。这将实现更好的维护计划。场景和风险评估:系统的数字孪生将支持假设分析，从而更好地进行风险评估。可以通过扰动系统来综合意料之外的情景，研究系统的响应以及相应的缓解策略。这种不损害真实资产的分析只有通过数字孪生才能实现。

2.2更高的效率和安全性：数字孪生将在需要时与人类在循环中实现更大的自主权。这将确保危险、枯燥和肮脏的工作被分配给机器人，由人类远程控制。通过这种方式，人类将能够专注于更具创造性和创新性的工作。同时可以在虚拟环境中测试和优化产品和生产过程，避免在实际操作中出现的问题和损失，从而节约成本。

2.3决策支持系统：实时定量数据和高级分析的可用性将有助于更明智、更快地做出决策模拟真实情景:数字孪生平台能够高度还原真实场景，使得工程师或操作人员可以通过模拟体验真实操作环境，从而在实际操作前与预测可能出现的问题并提前解决。智能化升级:数字孪生平台可以结合人工智能、大数据、云计算等技术，从而实现智能化升级，使得产品和生产过程更加智能化和自动化。

2.4 适用范围广：数字孪生平台可以实现不同部门和人员之间的协作，从而优化生产过程和提高产品质量。同时，数字孪生平台可以实现远程协作，让团队成员无论身在何处都能够方便地协作。

2.5 可持续发展：数字孪生平台可以帮助企业实现可持续发展，例如优化能源消耗、降低排放、延长设备寿命等等，从而在保证经济效益的同时实现环境和社会效益的最大化。快速迭代:数字孪生平台可以快速迭代产品和生产过程，从而在更短的时间内实现创新和优化。

2.6 优化维护：数字孪生平台可以通过对设备和系统的模拟，提前发现和解决潜在的故障和问题，从而降低维护成本和提高设备的可靠性和稳定性。改善客户体验:数字孪生平台可以通过模拟客户使用产品的情境，优化产品的设计和功能从而提高客户的满意度和忠诚度。

2.7增强竞争力：数字孪生平台可以帮助企业优化生产过程、提高产品质量和降低成本，从而增强企业的竞争力。同时，数字孪生平台也可以帮助企业创新和开拓新的市场，从而进一步提高企业的竞争力和市场份额。

1.“一屏统览”市域运行状态

“一屛”指的是中心大屏、电脑中屏及手机小屏。项目己对接龙南22家委办局的37个业务系统，汇聚了龙南 400 项城市运行数据，完成总览、综合治理、数据晒等10个领域的专题，破解了信息孤岛问题，实现了视频汇聚广，AI分析快和全天候的一屏览。

在监控方面，可覆盖农村、园区、城市三大类六大场景，破解了“分头建设、资源重叠”的难点问题，通过利旧摄像头，每年可节约成本近400万元。

此外，通过“一屏览”，通过打通各局网络，可以看到全市36个业务系统，各部门各乡镇信息化运转情况。

2.“一网统管”，通过智能分析，创新治理模式

通过协同治理平台和随手拍小程序，实现了“服通”前端受理、“赣政通”后台办理的“前店后厂”城市数字治理新模式。数智龙南项目共接入4046路监控，配备交通秩序，公共安全，文明创卫，工地管理等六大场景，涵盖85种算法，可以快速发现各种不文明事件。

3.“一体指挥”，高效联动，提升市域应变能力

以往应急、综治等各局建设分散，无法实现互联互通。通过汇聚摄像头、手机智能终端对讲机等，完成融合通信建设，调用数字孪生底座，为应对重大紧急城市事件及重要活动提供了通信技术支撑，保障了指挥中心与事件处置现场的实时高效沟通。

其中，“可视化一张图”标记了龙南市物资储备、危险设施、道路交通、应急避难场所等情况。目前，该项目可通过一体指挥，实现看得见、听得到、可指挥、可复盘，有效提升应急处突能力，保障防火防汛、群体事件、重大活动等突发情况。

4.“一站共享”，数据互通，赋能数字治理智慧化

在一站共享方面，项目按照国家、省市规划，建立了龙南政务数据共享体系。以往各部门数据分散存储，项目建成后在全省范围内率先实现了纵向省、市、县三级和横跨龙南各部门的无缝衔接。

目前已对接22个单位的37个系统(其中21个龙南市自建设系统，16个国、省、市级统建系统)，汇聚38个部门共计1.07亿条数据，已开放服务563个，接口被调用412.3万余次，为龙南市各部门的政务应用建设提供数据支撑。

通过数据共享，打通委办局业务系统和大厅政务一体化系统，实现了电子证照、不动产公积金、人社多场景应用，做到了“数据多跑路，群众少跑腿”。截至今年 10月底，现场窗口办理查询事项14万余件，自助设备办理查询超1万件。通过一站共享，实现龙南数据资产采、存、算、管、用全生命周期的管理。

龙南智慧城市孪生平台项目产品截图如下: