推荐丨超图王垒：数字孪生筑强基底空间智能提速企业数字化转型

有很多人咨询

2024-09-22

有很多人咨询是基于地理信息的在线社交网络模型矩阵内容新媒体，定位是“有技术、有经验、有项目、有学术、有人才、有资金、有交流、有合作”的服务型平台。

在2023地理信息软件技术大会上，超图软件集团副总裁王垒作《数字孪生筑强基底空间智能提速企业数字化转型》主题报告，讲述企业如何通过数据驱动规避经营风险、提高生产效率和运营效率、降本增效，最终实现高质量发展。

国家政策层面，2020年，国务院出台了《关于加快推进国有企业数字化转型的工作通知》。工信部、财政部也针对中小企业发布了相关指南和意见，做了方向上的引领。这些文件不约而同把数字孪生作为企业数字化转型的基础性支撑工作。

数字孪生建设的误区与对策

自2020年开始，大量企业先后开展数字孪生实践。但因为思维惯性和经验不足等原因，一些企业在实施过程中，还存在棘手的问题。只有解决了这些问题，我们才能打造强大的数字孪生引擎，真正赋能企业数字化转型。

我把上述问题总结为三重、三轻和两忽视。

一、重展示、轻应用。一些企业很看重三维的炫酷效果，但与实际应用关联不起来，甚至脱节，因而价值不大。

二、重三维、轻二维。一些企业过于强调三维可视化效果展现，却忽视了企业多年来沉淀的二维数据，也不重视基于二维的空间分析能力，殊不知基于数据的分析能力是企业数字孪生的重要抓手。

三、重单机、轻交互。还有一些企业过于依赖单机模式而忽视交互能力。这导致的结果就是：虽然显示效果很好，业务构建能力也强，但更新困难，很难真正融合业务场景。

四、两忽视：忽视数据格式标准、忽视信创。在构建数字孪生底座时，忽视数据格式标准会使工作进退维谷，大量数据无法导入，即使导入了，也无法很好地使用和输出；忽视信创需求带来的后果则是：进行信创环境迁移，不仅需要耗费大量时间和精力，还存在众多安全隐患。

面对上述问题，我们需要采取一系列对策来应对挑战。我将其归纳为“三个一体化，两个重视”。

首先，要实现看算一体化。即通过计算来处理所见的三维数据，这样才能发挥其真正的业务价值；其次，要实现二三维一体化，通过同一套软件打开、查看，按需查看二维或三维数据；最后，实现多端一体化，基于同一个平台实现不同端的融合，以便与业务实现交互和对接。

同时，我们还需要重视数据格式标准化，确保所有数据都按照同一标准数据格式构建，才能更好地适用和挖掘数据的价值。此外，还要重视跨平台设计，确保数据和平台能够高效平稳地运行在信创环境中。

超图把以上思路融合在数字孪生服务平台中，以SuperMap GIS为基础，通过数据融合和技术融合构建强大的平台能力，并不断迭代，以支持企业数字孪生应用发展。

首先是数据融合。我们引入S3M标准，并以BIM+GIS为基础，建立了标准的空间底板，将物联网和业务数据融入其中；其次，所有的数据更新、使用、分析都基于统一的标准格式进行，从而使数据具备更好的规范性和开放性，有助于在后期更好地发挥数据价值。

其次是技术融合。在整体的数字孪生技术架构方面，平台通过与国产服务器、操作系统、数据库等进行深度的对接和融合，实现跨平台设计。同时，通过GIS和游戏引擎等的融合，既实现了高保真的渲染效果，又保留了强大的空间分析能力，实现二三维一体化、“看算”一体化。

在最上层，平台通过集成或兼容多种PC端和移动端设备，为客户提供更多样化的方式使用数字孪生应用，不断扩展应用场景。

基于数据融合和技术融合构建的上述能力，旨在服务客户和业务，并最终实现业务价值。其中，我们还沉淀了一个“标准组件库”的中间层。这个组件库主要面向业务层面，包括通用型组件（如工作流管理组件、动态表单设计组件等）和GI应用类组件（如冲突预警组件、建筑方案对比组件等）。它们构建了通用业务场景和特定应用的能力支撑，为业务提供最后一公里的支持。

未来，平台还需要持续加强组件库建设，以提高场景构建效率，降低成本，并沉淀超图对行业的理解、方法论、知识和经验，为企业提供强大的数字化服务。

应用案例分享

接下来给大家分享三个不同领域的典型应用案例，包括民航、能源和园区。

厦门作为我国大型旅游城市，拥有两座机场。其中一座是目前正在运行的被誉为“国内最繁忙的单跑道机场”的高崎国际机场。由于岛内地理位置原因，高崎机场的可利用空间非常有限。然而，作为厦门唯一的交通枢纽，高崎机场在旅游旺季基本上每两分钟就有一架飞机起落，全天候运营580架次航班，非常繁忙。

另外一座是正在规划和建设的厦门新机场，规格非常庞大，属于4F级别（4F级机场是机场等级中最高的一种，可以起降各种大型飞机），预计2026年正式投入使用。未来建成以后，新机场将是海上丝绸之路上重要的门户枢纽机场。

超图参与了厦门新机场的项目构建，主要面向四个核心需求展开工作：

首先，通过数智的方式护航航空安全；其次，提高机场运行效率；第三，无缝衔接新旧机场动能；最后，打破数据孤岛，使机场内部的数据流动起来，充分发挥数据价值，赋能业务。早在厦门新机场的规划建设阶段，超图就致力于打通新旧机场之间的数据壁垒。

从2021年至今，我们协助高崎机场构建了数字孪生平台，构建了比较核心的两大应用系统。一个是飞行区的运行监控系统，二是机坪运行管理系统，基于空间框架系统接入了范围内所有的飞行器、车辆的位置数据，集成了机场运行的规则、飞行器规则，便于指挥员进行洞察、调度、引导，及做一些安全的预案和预警。

左图所示，比如说一架飞机停靠在厦门机场落地，进入地理围栏以后他所有的信息第一时间被指挥员捕捉到，衔接落地后接下来的地面工作。右图里诠释了机场安全管理的一些工作，比如哪一些飞行器或者车辆没有按照既地的路线行驶，就会预警。哪两个或者多个飞行器之间或者车辆之间距离过近同时也会预警。

在这样一套系统的支撑保障之下，高崎机场的车辆实现了保障里程缩短了15%以上、相关的航空器的冲突的处理效率提升了15%，所有的这些都指向我们的机场和地面整体的指挥和保障的效率提高了5个百分点。这些数字的背后，每一个百分点对客户来讲都意味着真经济价值的提升。

，时长

目前，厦门新机场尚处于工程建设和施工阶段。超图在项目前期通过BIM+GIS技术构建相关模型，辅助客户进行设计。现阶段，超图基于数字孪生，帮助客户比选装修和设计方案。这些工作不仅有助于规避设计瑕疵，更重要的是可以辅助优化和提升设计方案。

如前所述，新旧机场之间的动能转换是一个庞大的工程。一旦厦门新机场投入运营，预计每年约有4500万人次的旅客和38万架次的起降航班，届时高崎机场的所有规则都将迁移到新机场。数字孪生平台为“高崎机场”运营提速增效，为“厦门新机场”建设保驾护航，相信它未来能发挥更大的价值。

2019年，国家管网集团全面接管三大石油公司相关油气管网资产，全国主要油气管道实现并网运行。在国资委的推进下，国家管网集团与三大石油公司携手进行了变革和组织架构升级，其核心工作目标包括三个方面：第一，全面接管三大石油公司的油气管网资产，并实现并网运行，即处理存量问题；第二，在“十四五”期间，规划新建管道2.5万公里以上；第三，管理覆盖全国范围内近13万公里长输管道。

如图的四个系统里面，超图针对线路设计进行工作，包含四个核心任务：

第一，统一标准，是将之前分散的200多种规范和统计计算的算法进行整合，以便不同设计院和专业公司进行协同工作。同时，超图还整合了分散在不同公司中的数据，实现真正的数据共享。此外，超图还将空间智能技术应用到设计中，整体提高管网集团的智能化水平。

第二，在“线路设计平台”里超图整合了六大核心技术能力，如面向所有数据的整合知识图谱的能力、以及客户比较关切的GIS+CAD联动的能力等，将100多个实体、1000多条规则、80多种部件、11类模板统一整合，构建了一套统一的协同平台、一套标准规则和一套数据底板，以支持近3000位资深专家在平台上进行管网的规划和设计协同。该平台上线后，将全面运行在信创环境之中。

在项目实施过程中，超图也在不断做技术突破和模式创新。除了上文介绍的协同设计、标准统一之外，在标准设计上也值得一提。由于所有的规则是统一的，所以能够基于规则来生成实体，并且可以计算实体需要用到多少原料，再用统一的模板输出。超图把这套设计方案以数字的方式交付给后台具体实施单位，就形成了从设计阶段到施工阶段的完整闭环。

此外，基于规则构建模型，模型由点、线、面组成，在角度和边线之间进行参数化。随着边线长度或角度的变化，模型将动态呈现。尽管这个功能看起来用处不大，但实际上在整体的规划设计中，将极大提高设计专家的效率。

作为项目实施方，超图本身在项目服务过程中也取得了突破和创新——从GIS走向GIS+CAD深度融合，也从GIS分析走向整体辅助的工程设计，这对超图来说也是一次继承式创新。

明珠湾地处在如图里面的位置，地处粤港澳大湾区几何中心，拥有得天独厚的区域优势。2023年初，广州强化规划引领高质量发展，并重新确定了南沙新区的“双核”定位，打造大湾区标杆城区，构建智慧化新基建创新高地。明珠湾位于南沙核心城区的正中间，因此承担了创新策源地和拉动经济发展的双重使命。

超图在很早阶段就加入了明珠湾数字孪生的建设，我记得当时还有一句话，说当时南沙有什么？没有超市、没有巴士、没有出租车，有满眼一望无际的芭蕉林。我们看到一座城市智慧化的生长起来，不仅是生长，是在物理世界和孪生世界共同的生长。

明珠湾构建了一套综合的数字化平台，实现了规划设计、运营管理全生命周期的贯通。

这是我们在明珠湾打造的“城市会客厅”，做了精细化的高保真建模，现在湾区的建设处在招商引资的阶段，需要一张能够诠释全局的城市数字化名片，便于向一些企业、置业单位多角度、更大视角、以及局部精细化的对城市进行纵览。

在规划和建设阶段，明珠湾首创了“地方总师加行业总师”的机制。湾区是一个创新型园区，具有许多独特之处，没有先例可循，既要考虑本地特色，也顾及行业和规范。所以，“地方总师加行业总师”团队的核心职责是把控整体规划，包括一期、二期的开发以及后期建设的品质，而数字孪生平台就是这个工作的支撑平台。

另外，基于正向建模构建的BIM模型，在重点建筑物上我们会做模拟的建筑，对整体的建造过程进行把关，形成了从开始设计到后期的交付一整套的品质把关的流程。

在运营管理阶段，我们结合地上地下的空间数据，模拟降雨、推演雨情的情况，为整体的海绵城市进行赋能；对地下所有的管线进行了三维重构，可以清楚地了解到不同的管线类型，以及其埋深、位置以及铺设的进度如何，便于管理城市的每一条生命线。

在湾区布置了很多智慧灯杆，在不同的路口、卡口以及一些点位上布置了很多传感器，把城市交通相关的数据采集回来，对所有的信息进行动态感知。

一方面便于城市的管理者进行管理和规划；另一方面，这些数据会传到无人驾驶的终端，现在园区大约有50台L4级别的新能源无人驾驶出租车，可以为车路协同的规则制定做支撑。

湾区非常有前瞻性，面向未来也做了三个方向的规划：“岭南宜居、绿色低碳、科技智慧”。我们也相信将有更多的场景构建和运行在数字孪生平台上，呈现更鲜活的业务价值。