作者:久智环境

随着智慧城市建设的广泛推行,以及我国对于生态文明建设的愈加重视,全国各地的智慧园林工作陆续展开。久智环境一直致力于智慧园林领域产品与解决方案的开发,2022年5月,久智环境围绕城市生态领域的数字孪生战略布局,完成了智慧公园数字孪生系统的构建,基于数字孪生大数据平台为智慧园林提供整套解决方案, 实现了园林规划、管理、养护、运维等方面的创新与突破性进展。

一

什么是数字孪生?

数字孪生(Digital Twin)是基于数据和模型集成为核心,通过数字空间实时构建物理对象精确数字映射,以数字化方式创建物理实体的虚拟模型,借助历史数据、实时数据以及算法模型等,模拟、验证、预测物理实体在现实环境中的行为。

用一句话简单概括,数字孪生就是以一个设备或系统作为载体,在其中创造一个数字版的“克隆体”,双方实时同步,数字世界的他甚至会比现实世界中的本体更快地看待未来世界,提前预知未来会发生什么,以及如何应对。

二

数字孪生系统如何成为园林“最强大脑”?

园林由于其植物多样、环境多变、管理复杂、服务对象多源等特性,在管养上存在诸多问题。如何将园林“本体”的实时状态、外界环境、影响因素等条件,都真实复现到数字“孪生体”身上,并智能诊断、处理、辅助决策,且可以持续性优化升级,是我们首先要考虑的问题。

久智环境基于园林行业定制硬件以及传感器、摄像头等终端采集数据,借助自主研发的园林行业全业务流系统及历史数据、实时数据、算法模型等,以人工智能、数字孪生技术作为核心,构建了智慧公园数字孪生系统,还原公园内外的真实场景,同时实现海量数据处理、系统自我优化,使态系统有序、智能运行,成为园林最强大的中枢大脑。

▴智慧公园数字孪生系统及部分园林定制硬件

三

智慧园林数字孪生系统解决方案

无论是新建公园,还是需要智能化升级换代的公园、景区、园林管理、生态绿化等单位,都可以利用数字孪生大数据平台实现全局态势感知、统一规划管理与未来预测推演,实现管理模式的重大升级换代。

01 基于真实数据实现园林全方位动态模拟

数字孪生最大的特点,在于能够实现对物理世界的动态仿真与状态模拟。通过数字孪生技术整体还原园林内外的真实场景,管理者可以实现公园720°全方位虚拟仿真漫游,实现全公园场景的动态可视化。

▴公园地下管网系统

久智环境基于物联网设备实时采集园林内部智慧应用、运营管理、资产、设备设施等数据,以及综合时间、气候、苗木养护等数据,呈现园林的动态演变过程,与现实园林实现直观对比,实现公园的实时监测与智控,形成整体协同、高效运行、精准服务、科学管理的“数字孪生驾驶舱”新模式。

02 实现日常运营数据可视化监测与智能分析

管理者可以通过系统的综合态势板块,实时查看园林日常运营数据,包括游客流量数据、游客分析、停车场数据。资源管理中可查看现场所有服务设施、设备在线离线、资产等数据,同时可查看普通苗木及古树名木生长数据;能耗管理中可查看公园内整体耗水耗电情况,并根据数据精准预测未来能耗数据情况。

▴综合态势可视化监测与智能分析

03 基于真实场景的环境与天气变化模拟

系统结合天气季节数据自动变化整体场景,实现24小时昼夜交替场景和天气变化,同时包含雨、雪、雾天等不同的天气状况。

▴24小时模拟昼夜交替场景和天气变化

同时,基于生态环境系统,管理者可实时查看空气、土壤、水质监测数据情况,了解水质等级、进行防涝预警,也可联动喷灌进行及时智能的浇灌作业;市民游客可获取空气AQI等级及游玩舒适度提醒。

04 实现园林内养护、巡查等全业务流监管

在智慧园林的日常维护方面,数字孪生大数据平台可将日常园林管理中涉及到的业务流都囊括进来,包括植物喷灌、病虫害防治、环境质量、人车监管、巡查工单、森林防火等等。

▴园林场景全业务流监管

比如智慧养护中可查看喷灌数据,并联动现场进行喷灌开启,在场景中展现喷灌运行效果,同时分析喷灌耗水及成本对比情况;病虫害中可查看现场病虫害设备运行情况,同时展示虫害发生预警及治理方法;割草机器人可查看割草机器人现场运行情况,并了解运行面积时长等数据;人车监管可查看公园内工作人员及车辆的实时位置及出勤数据分析;工单查询可查看园内问题事件的处理结果。

05基于真实事件的智慧安防感知与智能预警

智慧园林数字孪生系统的精细化管理还体现在预测性上,具体到解决方案中的综合安防系统,利用数字孪生大数据平台对生态区内生物、环境等要素构建一体化的监测和感知体系,可实时查看视频监控及一键报警,监控可与预警消息联动,当发生预警事件时,可通过点击预警消息进行大屏场景穿透演示及数据,真实还原现场及问题。同时,通过对重点区域实施可视化监测管控,实现提前预警、智能规划园林灾害疏散路线、调控警力及周边资源,从而有效提升管理效率以及管理者面对突发事件的应急决策能力,最大限度地保障园林安全。

▴提前预警、智能规划

06 便捷的游客服务支撑,提升游客满意度

整体解决方案中,还包括智能、便捷的游客服务,包括智慧灯杆、钢琴步道、垃圾箱、智慧座椅、智慧步道、智慧导览等,可联动系统实时点击查看设备所在场景及游客游玩的数据。

▴联动系统提供便捷的市民游客服务

三

标准引领、核心技术与数据底座支撑

久智环境构建的数字孪生系统除了有主编行业标准的能力以外,拥有多项核心领先技术,为智慧园林解决方案的应用与落地,提供技术支撑。

01 行业标准引领

2019年5月,江苏省住房和城乡建设厅提出“江苏省城市智慧园林建设管理研究”项目课题,江苏省风景园林协会协同江苏久智环境等企业,开展城市园林养护科学化、园林管理智慧化和园林服务多样化的研究,最终通过落地智慧园林试点,形成《江苏省智慧公园行业指南》。

02 园林产业+数据底座支撑

久智环境与南京邮电大学、河海大学、南京林业大学、金科院等多所高校院所与机构确立合作关系,成立学术专家委员会,并携手建立联合实验室,联合开发十一大园林数据智库、园林产业+全业务流数字化转型库以及全生态供应链系统、园林定制硬件,全面支持园林产业完成转型升级。

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