目前，我國大部分園區(qū)的管理方式都比較粗放，并存在一定的局限性，大多數(shù)園區(qū)缺乏規(guī)劃和布局，同時存在安全、應急、能耗、節(jié)能環(huán)保的實時監(jiān)控和及時反饋。隨著工業(yè)互聯(lián)網技術的快速推進，新一輪數(shù)據(jù)驅動園區(qū)的創(chuàng)新發(fā)展是提升園區(qū)的管理效率新方向。因此，構建一個接近于真實場景的數(shù)字園區(qū)十分必要，另外在數(shù)字園區(qū)實時監(jiān)測各狀態(tài)和數(shù)據(jù)也是迫在眉睫。智慧園區(qū)平臺的建設，通過技術手段，帶動產業(yè)、人才的聚集，從而實現(xiàn)園區(qū)數(shù)字化轉型升級，促進園區(qū)和園內企業(yè)智能化、綠色化、高效化發(fā)展。

在數(shù)字空間，再造一個與現(xiàn)實物理園區(qū)匹配對應的數(shù)字園區(qū)，通過構建物理園區(qū)與數(shù)字園區(qū)一一對應、協(xié)同交互、智能操控的復雜系統(tǒng)，使其與物理園區(qū)平行運轉，實現(xiàn)園區(qū)全要素數(shù)字化和虛擬化、全狀態(tài)實時化和可視化、園區(qū)運行管理協(xié)同化智能化，通過模擬、監(jiān)控、診斷、預測和控制，解決園區(qū)規(guī)劃、設計、建設、管理、服務的復雜性和不確定性。

數(shù)字孿生智慧園區(qū)管理平臺，通過數(shù)字孿生技術構建了一個萬物感知、萬物互聯(lián)和萬物智聯(lián)的智慧園區(qū)平臺，同時通過數(shù)字孿生技術實現(xiàn)了園區(qū)總貌、設備、環(huán)境、安全、環(huán)保的模擬場景，實現(xiàn)了對智慧園區(qū)的多層級、智能化管控。根據(jù)業(yè)務不同實現(xiàn)駕駛艙、安防、能源、環(huán)保、生產、設備等管理業(yè)務的可視化。

1.數(shù)字孿生系統(tǒng)架構

感知層：感知層主要包括物理實體中搭載先進物聯(lián)網技術的各類新型基礎設施。

數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)層主要包括保證運算準確性的高精度的數(shù)據(jù)采集、保證交互實時性的高速率數(shù)據(jù)傳輸、保證存取可靠性的全生命周期數(shù)據(jù)管理。

運算層：運算層是數(shù)字孿生體的核心，其充分借助各項先進關鍵技術實現(xiàn)對下層數(shù)據(jù)的利用，以及對上層功能的支撐。

功能層：功能層是數(shù)字變生體的直接價值體現(xiàn)，實現(xiàn)系統(tǒng)認知、系統(tǒng)分析、故障診斷、預測推演功能，從而起到輔助決策作用。系統(tǒng)認知，數(shù)字孿生體能夠真實描述及呈現(xiàn)物理實體的狀態(tài)，它是實現(xiàn)數(shù)字孿生體其它高級和智能化功能的基礎。系統(tǒng)分析可實現(xiàn)數(shù)字孿生體的狀態(tài)監(jiān)測功能，發(fā)揮對物理實體的早期預警作用。故障診斷，通過分析物理實體的運行狀態(tài)，了解現(xiàn)象背后的原因。預測推演，是利用仿真技術來預見物理實體未來的狀態(tài)演變，從而指導當前的運行決策。

應用層：應用層是面向各類場景的數(shù)字孿生體的最終價值體現(xiàn)，具體表現(xiàn)為不同行業(yè)的各種產品，能夠明顯推動各行各業(yè)的數(shù)字化轉型。

2.數(shù)字孿生系統(tǒng)的典型特征

等價映射：數(shù)字孿生體是對物理實體的等價描述，是對物理實體進行數(shù)字化而松建的模型數(shù)字孿生體的變化能夠真實反映現(xiàn)實世界中的物理實體的變化。數(shù)字孿生體能夠實現(xiàn)雙向映射、數(shù)據(jù)連接和狀態(tài)交互，起到“數(shù)化”、“保真”效果。

實時交互：基于實時傳感等多元數(shù)據(jù)的獲取，孿生體可全面、精準、動態(tài)反映物理對象的狀態(tài)變化，包括外觀、性能、位置、異常等。“實時”體現(xiàn)數(shù)字孿生體所處狀態(tài)是物理實體狀態(tài)的實時虛擬映射;“交互”體現(xiàn)數(shù)字孿生體與物理實體間存在數(shù)據(jù)及指令互動。

共生演進：“共生”體現(xiàn)在數(shù)字孿生體與物理實體同步構建，在全生面周期中相互依存，孿生體隨著孿生對象的生長而不斷演變。共智體現(xiàn)在三個層面:孿生體與孿生對象間共享智慧(包括:數(shù)據(jù)、算法)、孿生體內部各種孿生模型間共享智慧、不同生命周期階段的孿生體間共享智慧。

預測優(yōu)化：根據(jù)物理實體的各項真實數(shù)據(jù)，通過數(shù)字孿生體進行仿真，實現(xiàn)對物理實體未來狀態(tài)的預測，預先知曉未來狀態(tài)能夠輔助用戶做出更合理的決策。根據(jù)物理實體的實時運行狀態(tài)，通過數(shù)字孿生體進行監(jiān)測，實現(xiàn)對系統(tǒng)不穩(wěn)定狀態(tài)的預測，預先覺察即將可能發(fā)生的不穩(wěn)定狀態(tài)，使用戶更從容地處理該問題。

建立數(shù)字孿生體的最終目的，是通過描述物理實體集合內在機理，分析規(guī)律、洞察趨勢，基于分析與仿真對物理世界形成優(yōu)化指令或策略，實現(xiàn)對物理實體決策優(yōu)化功能的閉壞。根據(jù)數(shù)字孿生的典型特征，可以得出數(shù)字孿生的體系架構。

3.智慧園區(qū)數(shù)字孿生監(jiān)控運維系統(tǒng)

（1）設施管理

園區(qū)數(shù)字孿生可以幫助園區(qū)管理者進行設施的模擬和管理。通過數(shù)字孿生技術，可以實時監(jiān)測園區(qū)的設施運行情況，預測設施的故障和維修周期，提前做好維護準備工作。此外，數(shù)字孿生還可以幫助園區(qū)管理者進行設施的規(guī)劃和布局，確保園區(qū)的設施滿足需求。

（2）人流優(yōu)化

園區(qū)數(shù)字孿生可以對園區(qū)的人流進行模擬和優(yōu)化。通過數(shù)字孿生技術，可以實時監(jiān)測園區(qū)內的人流分布和擁堵情況，提前進行人員調度和疏散工作。此外，數(shù)字孿生還可以幫助園區(qū)進行人員分布的規(guī)劃，確保人流的均衡和流動性。

（3）交通管控

園區(qū)數(shù)字孿生可以幫助園區(qū)進行交通的模擬和管控。通過數(shù)字孿生技術，可以實時監(jiān)測園區(qū)內的交通狀況，包括道路擁堵、停車位利用等問題，提前進行交通調度和優(yōu)化。此外，數(shù)字孿生還可以幫助園區(qū)進行交通規(guī)劃和道路布局，提高園區(qū)的交通效率和安全性。

（4）能源管理

園區(qū)數(shù)字孿生可以實現(xiàn)對能源的模擬和管理。通過數(shù)字孿生技術，可以實時監(jiān)測園區(qū)的能源消耗和供應情況，預測能源的需求和供給，優(yōu)化能源的使用方式。此外，數(shù)字孿生還可以幫助園區(qū)進行能源規(guī)劃和節(jié)能措施的實施，提高園區(qū)的能源利用效率。

（5）園區(qū)應急管理

數(shù)字孿生園區(qū)應急管理實現(xiàn)了GIS平臺的數(shù)據(jù)疊加能力、可視化展示能力、三維空間分析能力，將應急物資、應急事件、危險源隱患、環(huán)境監(jiān)控、視頻等融合到三維可視化平臺。通過數(shù)字孿生技術實時展示應急資源信息，為園區(qū)管理提供了應急數(shù)據(jù)信息，提高應急管理效率。

（6）安全管理

數(shù)字孿生園區(qū)安全管理實現(xiàn)了園區(qū)安全生產、危險源等“三重一高”的數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集，為園區(qū)日常的監(jiān)管和應急救援指揮提供數(shù)據(jù)服務。智慧園區(qū)安全管理實現(xiàn)了園區(qū)企業(yè)的“人、機、物、環(huán)、管”進行可視化的監(jiān)察和預警，整體提高了園區(qū)安全生產監(jiān)管效能，同時充分利用數(shù)字孿生技術實時監(jiān)測重大安全事故，通過數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)提前預警和救援等安全管理方面提供業(yè)務支持，及時為園區(qū)安全監(jiān)管部門提供準確有效的數(shù)據(jù)信息和數(shù)字孿生可視化，提高園區(qū)安全生產及其監(jiān)察的科學性，大大降低事故發(fā)生率，大幅度減少重特大災害事故，為提升園區(qū)安全生產監(jiān)察整體水平提供強有力的技術支撐。