重庆两江协同创新区智慧园区平台研究与建设

李劼

（重庆市勘测院）

1 引言

在此背景下，以重庆建设新型智慧城市、智慧两江为参照，两江协同创新区将进一步加强大智移云物等新一代信息技术在两江协同创新区智慧园区建设中的应用，整合园区内外部资源，实现数字化赋能园区管理和生产性、生活性服务，逐步达到全园区数字化功能服务全覆盖，最终将园区建设成为符合客观发展规律、有协同创新特色、全国领先的一流智慧园区，支撑园区企业向产业智能化转型和产业智能化集群发展。

2 研究目标

重庆两江协同创新区位于两江新区龙盛片区御临河东侧，紧邻铁路东环线龙盛站，总占地30km2，其中核心规划6.8km2。本文将对重庆两江协同创新区智慧园区平台研究与建设的总体架构、研究内容和关键技术进行说明，详细介绍为打造规划阶段的协同创新区数字孪生园区，实现高精度三维可视化展示，实现场景可扩展性、功能可扩展性、数据可扩展性，可看可控可仿真，为达到辅助园区管理单位实现初步智慧园区管理服务目标进行的相关研究与应用实践。

3 平台架构图

重庆两江协同创新区智慧园区平台分为四层结构（见图1），分别是基础数据层、云服务层、数据服务层和应用服务层建设。

图1 平台架构图

①基础数据层包括智慧园区规划建设运维中所需的地理空间数据、智慧运行数据、卡口监控数据、车辆GPS数据等。

②云服务层是租用重庆两江云计算资源，包括计算服务器、数据库服务器、物理工作站和其他相关服务，通过互联网和VPN 相结合的方式在云端汇聚，并对应用端提供支撑服务。

③数据服务层：根据平台数据来源具有多领域、多协议、多结构的特点，针对数据资产管理、业务关联和统一服务架构，开发相应的功能模块，并集成为统一的数据服务层。

④应用服务层：根据应用需求，构建用于规划展示、智慧建设运营的三维可视化展示系统和用于渣车专项监管的渣车管理系统。

那个婆子向他说话，但他没有注意到。那个婆子被脚下的土块跌倒，她起来时慌张着，在雾层中看不清她怎样张皇。她的音波织起了网状的波纹，和老大的蚊音一般：

4 研究内容

4.1 构建协同创新区数字孪生园区

针对基础数据中的地理空间数据，依托园区丰富的数据资源，利用倾斜摄影、地形建模、BIM 建模等方式，构建了协同创新区数字孪生园区。包括6.8km2的实景三维数据[1]、概念规划设计数据、园区建筑BIM 数据[2]、三维道路数据、三维管线数据、三维专题数据等。协同创新区数字孪生园区能够根据需要在三维场景中表达园区每一块用地的建设变化，设计单位能够直观了解该区域的历史、现状和未来规划，管理运营单位更能以数字孪生园区为基础对每一个园区楼宇、设施设备进行精准定位、精细化管理，有效实现园区的“规建管”全生命周期管理。

4.2 辅助园区智慧规划设计

基于数字孪生园区，本研究不仅在园区规划选址阶段，辅助设计单位进行了概念规划设计，完成了设计方案对三维地形的影响评估分析，还在园区建设阶段，对建筑、道路、景观等方案的规划设计进行了模拟分析，有效支撑了园区的规划落地。

本研究利用三维全过程咨询服务技术，辅助支撑协同创新区的各个阶段规划设计。在园区人工水体规划选址阶段，我院联合多家单位，采用生态底板，反复推演论证园区初步选址，通过辅助园区核心生态资源明月湖选址动态计算水域面积，设定合理湖面标高、确定蓄水边界、滨水步道以及闸坝位置辅助完成湖泊选址，除此之外，对地形契合度分析评估以及重大基础设施模拟论证，多方位，全周期完成选址工作。在建设方案评审阶段，园区也利用基于数字孪生园区三维咨询服务，对相关建筑方案进行了三维可视化比选，有效提高了方案评审的效率。

4.3 智慧园区平台建设

本研究构建了智慧园区平台，辅助了园区管理单位进行园区智慧化管理，并探索了智慧园区运维新模式。研究通过基础设施建设、软件系统开发、云资源服务租用、互联网链路租用、系统集成等工作的开展，建立了智慧园区平台。

除了基于数字孪生园区开发的现状规划展示模块外，智慧园区平台还包括智慧工地、智慧楼宇、渣车管理、招才引智四大模块。

1）智慧工地模块

基于三维建模技术，该模块建立了每一项建设工程的动态时序建筑信息模型，构建了统一的工地三维空间数据库。该模块与工地管理系统对接，调用其人员管理、视频监控、扬尘噪声监测等动态监测数据，实现了劳务信息、工地监测信息以及统计分析信息等可视化监控管理，提升了园区对在建工地的可视化集成管理能力。

2）智慧楼宇模块

该模块针对已竣工的楼宇，利用其BIM模型，对楼宇内设备进行空间关联，并接入楼宇已建的智能化管理系统中的视频监控、环境监测、能耗监测等实时数据，将空间、设备、组织、人员、信息五大数据类型相结合，以直观、动态的形式展示楼宇周边及楼宇内部整体运行情况，实现了信息资源共享交互，提高了物业管理效率，降低楼宇运行成本。

3）渣车管理模块

该模块针对园区启动区6.8km2范围内渣土车、石料车等工程车辆日益增多、安全隐患日益突出的问题，结合自建的渣车监控和车载GPS，融合数字孪生园区，实现卡口监控、黑渣车识别、违规倾倒、渣车超速、信息统计等功能，有效辅助园区管理部门对渣土车监督管理和事后追责，提升了对渣土车的管理能力。

4）招才引智模块

该模块展示了园区的各项目优惠政策，呈现出各科研机构的年度考核指标，并对园区对外服务体系、服务设施、服务内容进行了可视化展现。

5 关键技术

5.1 高精度、高逼真度数字孪生园区底座构建与可视化技术

数字孪生城市是运用数字技术在物理城市与数字城市之间建立相互映射的关联关系，通过对物理实体、规则、边界、属性的数字化映射，支持数字城市到物理城市的动态监测与模拟仿真，实现城市从规划、建设、管理到服务的全过程、全要素、全方位、全周期的数字化和智能化，重塑城市现代化治理模式，促进城市的可持续高质量发展[3]。

本研究首先通过传统测绘、倾斜摄影、BIM、激光扫描等测绘地理信息技术，遵循数据采集和建模规范，获取的实景三维模型、建筑信息模型等高精度测绘地理信息数据，提供了多源多精度的三维地理空间数据；其次，在数据集成和重建过程中，需通过坐标转换，实现各类三维地理空间数据的坐标统一；最后，通过实时光照、动态渲染，灯光动态模拟，建立昼夜变化的虚拟场景，提升了实景三维场景的动态性与逼真性，实现了三维场景控制与智能化交互，完成了数字孪生园区底座的构建和可视化表达。

5.2 三维辅助规划设计技术

三维辅助规划设计是在数字孪生园区的基础上，利用自研三维引擎提供的动态编辑以及快速计算能力[4]，基于规划设计的知识理论，建立了合理的设计、分析评估方法体系，能够在规划研究与编制、规划方案审批、规划优化落地研究以及规划竣工核实等环节，综合考量交通条件、区位关系、功能性等特性，并实现相关分析模拟。

本研究首先对园区进行三维评估及论证，通过在数字孪生园区中“预演”控规实施效果，预判了自然地貌对园区山水、景观的影响，并通过对片区整体土石方量计算分析，提高了片区开发实施的经济可行性。利用三维空间分析技术，对园区的规划市政道路、地块进行了可视化模拟估算，定量计算了道路建设的土石方量，并以此开展了土方工程咨询工作，协调好园区道路、绿地和水系与建设用地的合理关系，为园区管理提供立体化、三维化、一体化的评估支撑，得到可实施、可落地的规划设计成果，切实服务园区规划管理全过程。

5.3 融合GIS+BIM+IoT数据的智慧园区平台

本研究中，GIS 技术为园区建立了宏观的地理环境信息，构建了数字孪生园区的底座基础，解决了智慧园区数字空间基准统一的问题；BIM 技术能够为园区全生命周期建设管理各阶段提供基础的工程建设模型和信息，解决了现实园区和数字孪生园区同步建设更新的问题；IoT技术通过多类型传感器的安装、部署、接入和监测，实现了园区建设过程中设施设备的汇聚链接，解决了园区建设管理过程中对物、事、人的动态监管预警问题[5]。

本研究基于GIS 和BIM，实现了协同创新区各类IoT数据汇聚、解析、集成、分发的智慧园区数据服务平台[5]，建立了具有三维可视化模拟、管理、分析能力的智慧园区平台，实现了服务园区从规划设计、建设管理、设施运维、招才引智全流程的智慧园区管理服务，探索了“GIS+BIM+IoT”的管理应用模式。

6 结语

通过对重庆两江协同创新区智慧园区平台的研究与建设，本研究完成了数字孪生园区与智慧园区平台的集成融合，并通过“GIS+BIM+IoT”的数据和技术整合，实现了能够辅助园区规划、建设、运维管理的智慧园区平台成果。目前，重庆两江协同创新区已经形成了以智慧园区平台为核心的“1+4+N”的运营体系，用智慧手段，实现了园区全生命周期规划、设计、建设、运营的高效协同，创新驱动园区高质量发展[6]。