44页PPT丨元宇宙的 7 层基本要素、6 层架构和6大技术支撑,以及数字孪生能源系统在全生命周期的应用介绍

百科   2025-01-03 07:32   山东  

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元宇宙中能源互联网数字孪生系统及其应用方案

本方案 PPT 主要介绍了元宇宙中数字孪生在能源与交通方面的应用方案,包括元宇宙架构和技术发展、数字孪生能源应用方案、数字孪生交通应用方案三个方面。阐述了元宇宙的 7 层基本要素、6 层架构和六大技术支撑,以及数字孪生能源系统在全生命周期的应用,还探讨了数字孪生交通在出行服务、基础设施建设、自动驾驶仿真、宣传教育与培训等领域的应用。

1. 元宇宙架构和技术发展

1.1 元宇宙的 7 层基本要素

元宇宙最底层是基础设施,涵盖支持设备如 5G/6G、芯片、电池、图像传感器等。人机交互层聚焦智能可穿戴设备,如 VR/AR 头盔、智能眼镜等,未来形式将更加多样。去中心化层借助分布式计算、微服务、NFT 和区块链技术,实现资源公平分配与金融资产解放。计算层混合真实与虚拟计算,融合 3D 引擎、手势识别、人工智能等技术。创作者经济层为创作者提供集成工具、社交网络和货币化功能。发现层类似互联网门户网站和搜索引擎,引入新体验。体验层则是用户直接接触的游戏、社交平台等,元宇宙的呈现形式不限,核心是物理空间的非物质化。

1.2 元宇宙的 6 层架构

元宇宙的 “科技 - 应用” 发展正循环分为 6 层架构,底层硬科技是核心,包含区块链、交互、电子游戏、网络及运算、物联网、人工智能等六大支撑技术。区块链技术保障元宇宙经济体;交互技术提供沉浸式体验;电子游戏技术直观呈现元宇宙;网络及运算技术奠定网络基础;物联网技术实现万物互联;人工智能技术提供应用场景。硬件计算平台、系统、软件、应用以及经济系统共同运作,推动元宇宙生态发展。

1.3 元宇宙六大技术支撑

元宇宙是复杂技术 - 社会体系,与数字孪生相比,二者技术发展和演化路径不同。数字孪生源于复杂产品研制工业化,向城市化和全球化迈进;元宇宙始于游戏娱乐产业构建人与人关系,从全球化走向城市化和工业化。两者虽都关注现实与虚拟世界连接交互,但出发点不同,元宇宙面向人,数字孪生面向物。

2. 数字孪生能源应用方案

2.1 能源数字孪生系统:融合多源数据,沉淀能源行业数据资产

能源数字孪生系统融合 BIM、GIS、IOT 数据,形成多维一体的能源信息模型(EIM)数据资产,涵盖空间、IOT、领域数据,贯穿能源行业全生命周期,包括规划、建设、管理、服务等阶段。通过多规合一、多维管控、环境治理、以人为本,构建一体化平台,打造能源行业数字底板,实现数据融合与应用,为能源行业发展提供有力支持。

2.2 能源数字孪生系统:打造面向能源行业全生命周期的一体化平台

此系统构建 “规划、建设、管理、服务” 一体化平台,是能源行业全生命周期管理的核心。规划期基于 EIM 实现多方高效协同,沉淀数据;建设期改变参建方协作模式,实现立体协同实时数据化管理;运维期打通业务,融合多源数据,实时互联;服务期基于企业微信及社交微信提供一站式长效服务。该系统提高了能源行业管理效率和服务质量。

2.3 能源数字孪生系统:打通数据 提高效率

数字化移交平台及可视化系统是能源数字孪生系统的重要组成部分,可实现数据的高效传递与可视化展示。在规划期,基于 EIM 进行多方协同,涵盖项目策划、设计管理、仿真模拟、采购管理、现场管理、目标控制和运营管理等环节,为能源项目全生命周期管理奠定基础。该系统有效整合资源,提升能源行业运营效益。

2.4 能源数字孪生系统在各阶段的具体应用

  • 规划期:基于 EIM 实现多方高效协同,涵盖项目策划、设计管理、仿真模拟、采购管理、现场管理、目标控制和运营管理等多方面,沉淀数据,为能源项目的顺利推进提供全面规划和数据支持。

  • 建设期:改变参建方协作模式,实现各方立体协同实时数据化管理。参建各方通过移动互联网实现在线协同,提高了沟通效率和工作质量,确保项目建设顺利进行。

  • 运维期:业务纵向打通,多源数据融合并实时互联。基于 EIM 的能源行业智慧运营中心成为决策、监测和指挥中心,融合多种数据,实现对能源设施的实时监控和精准管理,提升运维效率。

  • 服务期:基于企业微信及社交微信,为内部人员、企业、政府相关部门和群众等提供一站式长效服务,成为业务发起和处理、信息发布和订阅、政策法规获取以及沟通的重要渠道,增强了服务的便捷性和有效性。

2.5 系统功能详解

  • 三维场景管理:提供全景漫游培训、工艺流程培训、设备机理培训、可视化预案培训、灾情模拟推演、事故模拟演练等功能,通过三维场景展示,提升人员培训效果和应急处理能力。
  • 设备可视化管理:在三维场景中可直观查看设备基本信息、设计图纸、相关文档和照片,方便设备管理和维护。
  • 应急资源管理:对应急物资储备点、物资、救援力量、专家等进行分类管理,结合 GIS 展示分布情况,提供应急资源需求一张图服务,确保应急响应高效。
  • 重大危险源管理:直观展示重大危险源分布,定位并查看设备信息,模拟分析事故影响范围,同时对危化品属性信息进行管理,保障生产安全。
  • 日常安全管理:对危化品信息进行分类管理,提供多种查询和维护功能,支持汇总统计分析,提升日常安全管理水平。
  • 视频监控管理:集成现场视频数据,实时查看监控视频,增强对能源设施的实时监控能力。
  • 生产监控管理:与 SCADA 系统集成,获取实时生产数据,绑定三维模型,实现设备运行参数可视化,异常报警提示,保障生产稳定运行。

3. 数字孪生交通应用方案

3.1 元宇宙中的数字孪生交通

数字孪生交通将实时交通数据融入交通模型体系,通过大数据分析、人工智能和交通仿真技术优化交通方案并评价。它能实现交通模拟、监控、诊断、预测和控制,解决交通领域复杂性和不确定性问题,提高资源配置效率和安全运转状态。在元宇宙中,数字孪生交通可形成平行交通体系,成为交通 AI 或大脑,推动交通发展。

3.2 元宇宙的出行即服务(MaaS)

出行即服务(MaaS)整合多种出行方式和资源,基于智能调度实现行程预定、路径规划、无缝衔接和费用支付等功能,提升公众出行满意度。在元宇宙体系下,MaaS 理念将更普及,推动可持续交通发展,成为元宇宙安全、高效、绿色的出行服务体系,促进交通出行服务模式创新。

3.3 元宇宙中交通基础设施建设

BIM 技术在元宇宙交通基础设施建设中发挥关键作用,通过整合建筑数据化、信息化模型,实现全生命周期信息共享和传递。为工程技术人员提供准确信息,支持各方协同工作,提高生产效率、节约成本、缩短工期,推动交通基础设施建设数字化发展。

3.4 元宇宙下的自动驾驶仿真

元宇宙为自动驾驶仿真提供虚实结合的动态世界和交互接口,可并行测试大量自动驾驶车辆。利用高精度空间数字底座和路网监测数据,生成混合虚拟现实道路场景,精准测试自动驾驶系统的环境感知力和决策控制协同能力,加速自动驾驶技术发展。

3.5 宣传、教育与培训

元宇宙在交通领域的宣传、教育与培训方面具有重要应用价值。在飞行员培训中,建立机场和航线 AR 模型,模拟飞行场景,节省培训成本;汽车驾驶培训通过构建道路交通环境模型,提升驾驶员应对能力;交通安全游戏则以逼真场景,宣传教育交通安全知识,增强公众交通安全意识。

44页方案PPT参考


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