数字孪生在智慧配电室系统管理中的研究与设计(配电室智能化控制系统)

基于人工智能、5G、BIM、大数据、物联网、数字结对等技术，实现BIM数字结对虚拟仿真配电室的实时监测和健康预测，以保证配电室的安全运行、故障诊断和智能预警，从而实现“无人值守、智能预判”的目的。数字孪生、BIM、物联网智能配电室系统管理中数字孪生的研究与设计/杨菊佳段然Abstract:基于人工智能、5G、BIM、大数据、物联网和数字孪生技术，实现BIM数字孪生虚拟仿真配电室的实时监测和健康预测，保证配电室的安全运行、故障诊断和智能预警，实现真正意义上的‘无人值守、智能预测’。关键词：数字孪生、BIM、物联网
1元简介随着信息技术的演进，大数据、人工智能、5G、BIM、物联网、数字结对等新一代信息技术，已经日趋成熟，配电室的管理也逐渐从传统的粗放式向数字化转变。利用新一代信息技术，创新助力发展，技术辅助管理，数据驱动创新，从而实现更精准的管理，更高效的运维服务，实现发展的良性循环。同时为管理部门提供决策分析，保证三甲医院经济节约电能。
逃生室研究现状：冠军联赛目前三甲医院的配电室大多采用传统方式监管，而物联网、大数据、人工智能、云计算、移动互联网等新一代信息技术运用在前沿。通过技术平台和综合监控服务系统，实时监控设备运行情况，检测和记录各种工作数据，将设备运行控制在最佳状态，可将隐患消除在萌芽状态，满足医院各部门用电需求。提升供电质量和运行水平，为能源监控提供有效的数据支撑，实现安全、经济、环保、集成、兼容、自愈的智能配电室。
侏罗纪世界3和3.1元数字孪生的定义数字孪生是利用物理模型、传感装置和各种数据信息，进行跨学科、多维度、多尺度的模拟过程。它在虚拟空间中构建物理实体的数字模型并交互映射，使特定的物理实体或过程得以数字化表达，在虚拟世界中实现现实世界的可管理、可控制、可互操作的数字映射，管理物理实体的全生命周期。此次数字化创建配电室虚拟实体，借助实时采集的数据、第三方数据和智能算法模型，实现资产和流程的软件表示，可用于理解、模拟、验证、预测甚至控制物理实体的全生命周期数字化管理。
3.2元数字双胞胎的数字化转型是中国发展的必由之路，也是大势所趋。digital twins与其他新一代信息技术的深度融合，将有效推动我们配电室的数字化、网络化、智能化、可视化管理。未来，数字化不仅仅是具有数字化特征的产品，还可以通过数字化手段提供多方面的需求，如设计、开发、运维服务等。甚至可以通过数字化手段整合配电室内外环境，实现管理、控制、运行可视化、沉浸式管理的智能化管理。数字孪生具有以下典型特征：(1元)互操作性在数字孪生的应用中，物理世界和数字世界具有实时连接、动态交互和双向映射的能力，因此具有将物理实体与各种数字模型进行映射的能力，具有不同数字模型之间转换、合并和“表达”的平等性。虚实融合、虚实协同将是未来新的发展模式。(密室逃脱：冠军联赛)可扩展的数字孪生技术不仅具有API gateway和SDK的能力，还具有数字模型的集成、添加、删除和替换能力，可以根据多维度、多尺度、多物理、多层次的模型内容进行独立扩展。(侏罗纪世界3)实时数字孪生技术是数字化的一种表现形式，即以计算机能够识别和处理的方式管理数据，以直观地呈现物理实体。呈现的对象包括但不限于外观、运行状态、属性、内部组件、实时运行数据等。形成数字虚拟体映射，用于物理实体的实时可视化。(4)保真度保真度是指数字孪生模型和物理实体之间的模拟程度。不仅要保持几何结构的高度仿真，还要在运行状态、相位、时态上保持高度的实时同步，保证虚拟模型与物理实体的一致性。(5)闭环数字孪生虚拟体用于描述物理实体的可视化模型和内部机制，从而实时监测、分析和预测物理实体的状态数据，优化参数，实现智能决策的功能，即赋予数字孪生虚拟体与物理实体相同的大脑，因此数字孪生是闭环的。
4研发设计的4.1元架构数字双胞胎智能配电室，是将物理配电室和双胞胎配电室一一映射、交互、智能控制的虚拟仿真配电室。其技术架构包括智能传感器、5G融合网络、支撑平台、应用系统等必备组件，贯穿整个配电室、多源异构系统的数据采集、汇聚、集成、建模、分析、应用全过程。它是一个技术、业务和应用系统。
图1元数据双配电室技术系统架构4.2元技术思路数字双技术在智能配电室建设中起着关键作用。本设计利用物联网采集的海量、实时数据，以数字孪生技术直观展示配电室的建筑物、设备的信息和状态，让数据不再枯燥。利用智能传感技术，采集设备状态参数、状态运行数据、视频监控等实时数据。利用数字孪生技术和控制技术，进行数据完整性检查和算法迭代优化；利用人工智能和算法对实体的实时数据和历史数据进行决策分析、参数优化、性能评估和风险预测分析。同时，各种采集到的数据将在BIM模型中实时可视化展示、监控、故障预测和预警，真正做到“事前预警、集中监控、事后分析”的管理要求，无人值守，全面控制潜在风险。技术思路如下图所示：密室逃脱：冠军联赛。
图逃生室：锦标赛冠军技术实现思路4.3元技术路线智能配电室采用面向服务的架构(SOA)设计，运用BIM模型、物联网采集平台、digital twin等技术，以5G为载体网络，结合视频监控、门禁、消防、照明、水电、空调等其他系统，将BIM、MR、GIS、大数据、人工智能、云计算、边缘计算技术与视频、多源数据深度融合。实现物理世界与虚拟世界的深度融合，形成全新的交通、管理、运营、维度等视觉、听觉、触觉等多维度的可视化MR沉浸漫游感官的数字化孪生综合管理系统。同时制定了空间数据标准和规范、API接口和SDK服务平台，总体技术路线如下图所示：《侏罗纪世界3》。
图侏罗纪世界3技术路线4.4元技术体现数字孪生，充分利用物理世界模型、传感器实时数据、运行历史数据和异构多源数据，融合BIM、GIS、人工智能、大数据等新一代信息技术，通过构建虚拟空间完成与物理世界的完美映射，从而体现对相应物理设备全生命周期过程的管理和监控。该技术在本次智能配电室中的应用体现在以下几个方面：(1元)在数字结对应用中，物理世界与数字世界实时连接、动态交互、双向映射，因此具有将物理实体与各种数字模型进行映射的能力，可以在不同的数字模型之间进行转换、合并、建立“表达式”等同性。虚实融合、虚实协同将是未来新的发展模式。(密室逃脱：冠军联赛)精确测绘的数字孪生不仅是数字化，也是精确测绘。通过在室内、室外、地下管线等层面部署相应的传感器，可以实现配电室、环境、监控、空调等基础设施的全面数字化建模，对运行状态进行全面感知和动态监控，从而在信息维度上形成虚拟配电室到物理配电室的精确信息表达和映射。(侏罗纪世界3)软件定义数字孪生建立与物理世界相对应的虚拟模型，通过软件模拟物理环境中配电室的事物状态。通过云和边缘计算，可以引导和控制信号控制、电能调度、温湿度监控、视频监控等。配电室的各种设备。(4)通过规划、设计、模拟等进行智能干预。在“数字双子配电室”上，对配电室可能出现的不良事件、危险事故、潜在危险进行智能预警，并提供可行的对策和建议，从未来的角度进行智能干预，自主修正配电室原有的发展轨迹和运行状态，进而对实体进行引导和优化，赋予配电室“智能”管理。
智能配电室5方言数字结对技术研究与设计的核心是模型和数据。在建立一个完善的数字缠绕虚拟模型时，需要在模型中加入大量的相关设备相关数据，才能充分发挥数字缠绕技术的潜力。实现沉浸式视觉控制。然而，数字孪生技术在应用于智能配电室时也面临着许多困难，具体体现在以下几点。1元。数据的标准一致性存在于结构化数据和非结构化数据中，通过物联网等收集的海量数据存在差异。涉及的数据包括但不限于物理数据、几何数据、时间数据、空间数据、音频、视频、文本等。如何将这些多源异构多模式数据按照统一的标准和规范进行整合、深度集成和统一管理，是数字双胞胎在智能配电室应用中需要解决的关键问题。冠军联赛。数据的稳定性和准确性。数字孪生模型和物理实体之间的实时交互高度依赖于传输。既要保证数据传输的稳定性和可靠性，也要保证传输的准确性，否则会直接影响用户的使用，甚至造成不可预知的损失。数据的来源是多源的，所以它的稳定性和准确性对整个系统，能否稳定、高效、流畅的运行至关重要，所以要特别注意保证传输的万无一失。侏罗纪世界3。数据共享和开放数据收集是多源异构的，甚至来自不同的系统。数据孪生的应用基于这些数据，并与其他新一代信息技术深度融合，必然面临数据共享和开放的挑战。但是，目前多源异构数据之间的共享机制和服务体系建设还不完善，不同主体之间的数据共享还存在较大的安全隐患和利益冲突，难以满足数字双胞胎对数据开发和共享的相关需求。
参考
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