基于CIM平台的数字孪生园区建设探析

文｜讯飞智元信息科技有限公司

智能场站概览

随着“新基建、新城建”概念及政策的深入，在5G、物联网、CIM、人工智能等新技术驱动下，催生了数字孪生园区建设发展新模式，推动园区进一步集聚产业效能、降低运营成本、提升用户体验，大大增加了园区对高端企业人才的吸引力和综合竞争力。

科大讯飞作为数字孪生园区的先行者，以丝绸之路经济带核心区中欧班列乌鲁木齐集结中心港域万物互联平台项目、三亚市崖州湾科技城智慧园区项目、上海外高桥森兰智慧园区等项目为先行先试示范点，深入了解园区业务需求，依托源头创新CIM、人工智能等智能技术，赋能数字孪生园区建设。其中，中欧班列乌鲁木齐集结中心港域万物互联平台项目建设成效先后获得乌鲁木齐市工信局、新疆维吾尔自治区发改委的点赞。

数字孪生园区建设思路

园区服务和管理对象众多，包括政府监管机构、园区经营管理方、进驻企事业单位、员工和居民，每个对象关注内容均不尽相同，因而园区业务需求更复杂、更细致，需实时掌握园区整体运行态势、企业生产活动和居民生活状态，提前预判风险并及时响应，而基于CIM的数字孪生园区为园区现代化治理提供了新方法、新途径。

数字孪生园区CIM 平台，基于园区BIM数字底板，结合平台地理信息能力和物联网能力，汇聚整合海量异构数据，融合基于园区实际业务训练的数据模型、深度学习算法等，赋能园区服务和管理场景创新，最终形成园区全生命周期动态服务治理数字引擎。通过园区空间信息全局可视、精准映射园区运行细节、精细洞悉园区实时态势、深度挖掘园区发展规律、推演仿真园区未来趋势，为园区提供从规划阶段到建设阶段再到运营阶段的全生命周期服务，助力园区可持续发展。

以中欧班列乌鲁木齐集结中心港域万物互联平台项目为例。我们与新疆国际陆港集团成立数字孪生园区创新实践团队，围绕项目规划、建设、管理、运营全过程共同思考，深入挖掘港域招商、运行、治理等领域的痛点，探索出一条适合集结中心的数字孪生建设新路径。首先搭建数字孪生园区数字底板，对集结中心建筑、道路、地上环境空间和地下空间进行高仿真三维数字化，重点打造重点路段、重点路口及集结中心人、车、货物、仓储高精度数字化模型；其次，依托5G、低轨卫星、GIS、IOT和大数据系统，整合集结中心空间地理、卫星遥感、低轨卫星等数据，同时将园区人、车、货、仓、场等静态和动态信息与数字孪生园区的建筑空间位置一一对应，构建一个全设备、全空间、全时域、全过程的有机整体，实现贸易、物流、通关等信息动态交换；最后，基于行业知识图谱、NLP、图像识别、语音识别等技术，定制化训练丝路智港AI 算法库，构建具有自生长能力的“园区超脑”，为集结中心招商引资、产业运行、园区治理、运营管理等场景赋能，实现港域全景全要素的数字化再造，为中欧班列乌鲁木齐集结中心提供更高效的运营水平、更安全的园区环境、更精细的管理服务。

数字孪生园区建设成效

1.数字强港招商引资，传播品牌高价值

招商引资时，可通过数字孪生园区CIM 平台向企业介绍目前园区的整体规划、建设进度、年发运能力、年设计办理量、入驻企业、优惠政策等关键信息，让企业更直观、更可视地了解集结中心整体运行概况、运营管理效能、安全治理保障等方面的核心竞争优势，传播丝路智港“国际物流、数字强港”品牌价值，为未来“聚产业”贡献价值，助力丝绸之路经济带核心区建设。

2.一图洞察产业运行，助推发展高质量

基于数字孪生园区CIM 平台搭建集结中心产业运行一张图，将整个园区的人、车、货、场、事等相关数据，如园区吞吐量、货运分析、集装箱概况、园区作业任务、全疆货物吞吐量、全疆货物类型、全疆贸易额、全疆国境班列等信息在产业运行一张图上直观展现，全方位展示园区运行态势，辅助决策者全局掌握园区重要信息，快速了解园区和全疆货运情况，预判堆场趋势变化，科学指导园区生产作业调度，助力打造集结中心数字化、科学化辅助决策新生态，助推集结中心高质量发展。

场站实时监控异常提示

场站作业热力图

3.科技赋能园区治理，助力安全高保障

通过“园区超脑”中的AI 视频分析，可实时分析发现园区中的安全隐患，并通知管理人员及时处理，比如火车轨道出现异物、人员未戴安全帽、未穿安全背心等现象，实现园区治理降本增效。

（1）火车道异物检测。通过归集火车道监控视频数据，建立火车道异物检测现象识别分析模型，实现对火车道异物现象的自动识别和预警，并快速定位异物出现的区域，通知巡检人员及时处置，为中欧班列正常运行保驾护航。

（2）异常人员告警。搭建集结中心关注人员人脸库，利用园区中多处监控相机，对进入园区的人员进行抓拍分析比对，全方位分析园区人群信息，一旦发现关注人员或陌生人进出园区，将自动预警并通知保安人员，由保安人员通知警察进行处理，降低园区安全风险，助力园区安全稳定运营。

（3）平交道违停。通过归集集结中心平交道口区域监控视频，建立平交道违停现象识别分析模型，实现对平交道违停现象的自动识别和预警，并快速定位违停区域，通知管理人员及时监管，打造一个安全有序的园区环境。

（4）未戴安全帽。利用图像识别技术，在作业区监控区域内，动态识别行人是否佩戴安全帽，记录抓拍未佩戴人员的图像，立即发出告警并通知管理人员及时跟进处理，提升作业区安全规范工作水平。

（5）未穿安全背心。利用图像识别技术，在作业区监控区域内，动态识别行人是否穿着安全背心，记录抓拍未穿着安全背心人员的图像，立即发出告警并通知管理人员及时跟进处理，提升作业区安全规范工作水平。

4.可视可溯运营管理，助力管理高效能

在运营管理方面，贴合“建园”的目标，通过多种物联设备，实现园区万物互联，结合“园区超脑”中的AI 视频分析，全面感知园区中人、车、货、仓、场、事，实现园区事件的可视、可溯、可管、可控，提升园区综合管理效能，打造运转协调、管理高效的园区。

（1）人员轨迹。在集结中心作业区、仓库进行人脸抓拍采集，并根据图片的时间、顺序生成人员轨迹信息，实现有关人员在安全生产事件“事前、事中、事后”的轨迹追溯，辅助安全生产管理。

场站货物分析

（2）车辆轨迹。通过在正面吊、汽车吊上安装车载终端，实现车辆监控定位；将车辆定位数据汇聚融合到数字孪生园区CIM 平台中，可实时搜索查看车辆轨迹，了解吊车速度、停留区域、路线轨迹等信息。

（3）集装箱定位。通过汇集业务数据，实现场内集装箱精准定位，并基于数字孪生平台真实还原，场站管理者可快速、高效掌握场内集装箱分布情况，查询集装箱具体位置信息。为了实时掌握集装箱货物场外运输情况，利用中国航天五云战略工程之一的低轨卫星，即天基窄带物联网技术，支撑集装箱场外定位场景实现。

（4）班列发运。运用“园区超脑”中的AI视频分析，可掌握中欧班列列车到站时间、出站时间，结合多源业务数据进行比对，可高效掌握班列延误、早到以及订舱等信息，让管理者可以提前规划，为园区实现“集拼集运”提供有效信息保障。

（5）工程维保。利用BIM、物联网技术，将集结中心各类智能设备进行集成接入，在统一的可视化管控平台上实现对全部设备模型、资产、位置、状态、维保、知识库的管理；当设备发生故障或数据异常时，设备自动告警并将任务自动分派给运维人员进行处理，提升运维效率，降低运维成本。

（6）应急指挥。基于数字孪生平台对不同类型应急事件的应对措施、应急资源等进行建模，并可视化地实时展示各种应急资源的位置、状态，方便应急资源查询。当发生应急事件时，可通过调用匹配的应急预案模板，将相关的应急资源分布的状况生成实际应急预案，并通过一键外呼功能，高效通知相关应急人员，辅助决策者结合应急现场实时监控、应急资源分布情况，实现线上指挥调度，提高应急处置效率。

基于CIM 平台的数字孪生中欧班列乌鲁木齐集结中心园区，依托完善高效的数字孪生基础设施，统筹共用港区云服务资源，汇集港域数字孪生、物联感知、业务场景等海量大数据，搭建集结中心孪生化、数字化和可视化数字化基础。同时，围绕集结中心建设基础，探索“数字孪生+超脑+场景应用”的建设模式，优先发展招商引资、产业运行、园区治理、运营管理等重点领域项目，未来逐步穿透集结中心规划、建设、运行、管理等若干应用场景，逐步提升集结中心产业服务能力、综合治理成效和集约运营水平，助力中欧班列乌鲁木齐集结中心建设成为国际一流、国内领先的物流园区，成为建设丝绸之路经济带商贸物流中心和交通枢纽中心的主要支撑，进一步显现园区国际战略通道作用。

货运班列进站识别

视频分析

应急指挥