近年來,我國多地遭遇暴雨、洪澇、臺風等災害,部分地區受災嚴重、損失較大,地方災后恢復重建任務較重。同時各類極端自然災害多發頻發,對我國防災減災救災能力提出了更高要求。
《“十四五”國家應急體系規劃》明確表示到2025年,應急管理體系和能力現代化建設取得重大進展,形成統一指揮、專常兼備、反應靈敏、上下聯動的中國特色應急管理體制。到2035年,建立與基本實現現代化相適應的中國特色大國應急體系,全面實現依法應急、科學應急、智慧應急,形成共建共治共享的應急管理新格局。
泰瑞數創以十四五規劃應急需求為導向,結合多年行業實踐經驗,依托 “泰瑞SmartEarth數字孿生底座V5.0”平臺,基于自主研發的多元化時空智能引擎體系,形成面向綜合防災減災的“應急數字孿生底座”行業產品體系,其中包括: “應急時空數據底座”、“應急時空數據管理平臺”、“應急時空服務平臺”、“應急系統仿真分析平臺”及“應急專項業務定制”多種應急數字孿生能力服務產品體系,其具備“強GIS、空間仿真、開放共享、EGIS體系匹配、地理實體新型技術融合”等技術特點。
數字孿生底座賦能應急底座
一、應急數據中臺
(時空語義數據結合應急業務知識服務形成面向應急的空間數據集)
1.應急時空數據底座
(1)應急平戰數據獲取解決方案
泰瑞數創針對應急行業特點,形成面向平戰結合的數字孿生數據采集一體化服務體系。面向平時應急數據采集、大面積應急數據構建需求,利用自主研發的航空數據采集設備結合空天地海成熟數據采集儀器,實現對應急數據的快速獲取,利用航空裝備搭載城市可見光、多光譜、激光Lidar等傳感設備實現對應急平時數據的采集與構建;面向應急戰時需求,包括無人喊話、實時數據獲取、物資投遞、高空系留等應用場景提供利用無人機、無人直升機等輕中型設備搭載自研數據采集傳感器對應急戰時災害數據的快速獲取方案。
(2)應急時空數據治理體系
泰瑞數創通過自主研發的空間數據治理軟件體系,實現對多源異構應急空間數據從數據源到空間應急地理實體的快速處理與融合。進而實現應急防災減災業務知識與應急空間語義數據的一體化融合形成時空數據底座,服務于監測預警、防災減災預防、應急救援指揮多個方面。
其處理數據源包含但不限于傾斜數據、衛星遙感、視頻攝像、BIM模型、激光Lidar等數據,生成面向應急行業的大面積時空數據以及區域局部精細化應急管理單元數據,且可實現對應急空間數據進一步進行單體化與語義化處理,將應急管理涉及的道路、橋梁、隧道、水系、山體、樓宇、管網等管理單元進行結構化還原與對象化管理。
同時泰瑞時空數據綜合治理引擎支持對接實景三維數據成果及EGIS平臺應急空間源數據及服務,實現與自然資源數據成果及應急部數據成果的平滑過渡與一體化融合。
2.應急時空數據管理平臺
泰瑞數創自主研發了地理實體數據庫產品,實現對應急時空數據的一碼多態、按需組裝管理。將不同類型的數據按照需求進行組裝,從而實現應急時空數據的多元化展示和靈活運用。
實現將實景三維中國成果數據與應急業務服務相結合,通過對實景三維數據的分析、處理和整合,根據不同的應急服務應用需求,組裝形成應急專業特色服務數據,并提供配套的數據庫服務。可用于實時更新、存儲大量的應急信息、支持數據查詢和分析等功能,從而為應急管理提供可靠的數據支撐和決策依據。
二、應急服務中臺
(應急系統仿真算法結合可視化引擎及服務平臺形成應急服務中臺)
3.應急時空服務平臺
應急時空服務平臺作為一種高級的技術平臺,可以為應急管理提供更加高效和準確的支持。提供應急地圖服務所需的數據發布、數據分析與可視化呈現能力,為應急管理工作提供重要支持。
平臺還具備可重構性、可擴展性和可定制性等特征。它允許各地應急管理部門根據自身需求對系統進行擴展和定制,滿足應急工作的不斷變化和新需求的不斷涌現。
4.應急系統仿真分析平臺
泰瑞數創提供包括城市內澇、滑坡泥石流、城市生命線預警監測等仿真分析算法模型,同時提供仿真模型管理及成果數據可視化平臺。
應急系統仿真分析平臺專注于面向應急響應提供空間仿真能力服務,利用應急監測數據、應急業務數據和應急空間數據,結合先進的三維可視化技術,在虛擬環境中創建針對洪澇、泥石流、城市內澇、城市生命線、消防應急以及危化品安全監管等多個方向的空間仿真模型。這些模型不僅可以展現災害事件的動態演變過程,還能幫助決策者更好地理解和評估應急情況,指導災害應對和救援工作。
平臺利用應急實時與歷史業務數據作為算例進行演練,實現基于應急業務的空間仿真分析與可視化分析服務能力。在應急演練過程中,可以對不同應急場景進行評估和分析,提高應急反應速度和效率。能夠進行基于空間數據的可視化呈現,對各種仿真模型的結果和預測進行可視化展示,提高決策者對預測結果和安全措施的了解。平臺還支持與云平臺和大數據平臺實現能力共享,基于大量算力與算例的仿真運算成果進行空間仿真推演,支持多維度的數據展示和實時數據分析,更好地幫助應急管理部門應對緊急情況。
三、應急業務中臺
(依托底座能力體系,形成面向防災減災各個方向信息化服務能力)
5.應急數字孿生底座產品應用支撐
泰瑞形成面向城市生命線、公共安全、生產安全及自然災害等城市多災種的定制化開發能力服務體系。通過集成先進的技術、專業知識和硬件資源,以輔助提升城市的持續健康運行和居民的安全系數。通過提供監測預警、救援指揮、災后恢復等多個不同階段的解決方案,增強城市的應對能力和韌性。這種定制化的開發能力體系可為各個城市量身打造解決方案,滿足其特定的需求和條件,推動城市可持續發展和社會穩定。
01、城市生命線感知與運營平臺
城市生命線感知與運營平臺根據政府監管要求,綜合運用云計算、大數據、物聯網、人工智能、區塊鏈等先進技術,建立涵蓋數據、平臺、應用和安全等標準的技術體系,圍繞城市生命線形成“感知、分析、預警、指揮”全生命周期的閉環綜合管理平臺,全面提升政府綜合管理能力,構建安全穩固的城市 “生命線”感知與安全運營。
02、公共安全專項服務平臺
泰瑞數創利用其先進的技術平臺,基于數字孿生底座服務于消防應急、危樓防治等多個城市公共安全方向。其中城市消防物聯網遠程監控系統平臺實現各級社會單位消防數據實時匯聚到物聯網監測平臺,為監管部門針對轄區內消防監管與防火監督提供有效的技術支撐,形成以信息化手段為技術支撐的火災風險防控體系,加強消防社會單位的管理、落實社會消防單位消防工作主體責任、降低火災事故發生率、確保各類消防設施設備可用、好用。
城市危房安全監管平臺,以實現“城市精細化管理”為目標,重點針對城市老舊房治理的堵點難點問題,運用數字孿生技術,對老舊房管理處置的流程進行數字化改造,變原先“人工巡邏、肉眼觀測”為“數字巡檢、系統研判”,重塑部門監管服務職能,優化日常考核督查體系,實現全鏈條閉環管理,提升城市治理能力。
03、生產安全專項服務平臺
泰瑞數創搭建包括工廠、礦山、危化品監管等多個生產安全方向的數字孿生信息化能力平臺。其中危險化學品全域監管系統實現危化品企業數據統計和預報預警、應急處置,具有動態監測、實時預警、統計分析、安全提示、應急處置、監管服務等功能。橫向連接燃氣、消防、應急等部門;縱向與加油站、加氣站、危化品企業對接。
工廠安全監管系統集成多源異構多模態全息工業數據,成為工業運行的“骨架”。對接工廠各生產系統數據、設備屬性數據、監控系統數據、人員定位及信息數據等,實現互聯互通和業務整合,將工業化和信息化深度融合,提高工廠安全監管自動化和信息化水平。
礦山安全監管平臺通過對接采掘、運輸、排水、供電、通風等系統數據,集成礦山管理及生產經營數據,實現對礦山人員、設備、生產進度的可視化安全管控。
04、自然災害預報預警平臺
利用數字孿生技術構建集水旱、城市內澇、防風防臺、滑坡泥石流等方向的信息化系統,通過實時數據監測、模擬仿真和預測預警等手段,提高自然災害防治能力。系統集成各種傳感器網絡和監測設備,實時收集并分析環境參數、氣象信息、地質地貌數據等關鍵信息。通過建立精準的數學模型和計算機仿真,可以模擬不同自然災害發生的情況,預測其可能的影響范圍和嚴重程度。通過對歷史災害數據的深度學習和分析,可以發現災害發生的規律和趨勢,為預防措施和應對策略的制定提供科學依據。通過數字孿生技術構建的信息化系統,將成為預防和防治自然災害的重要工具,為社會和經濟發展提供更加可持續和安全的環境。
05、城市內澇仿真預警平臺
以“降雨-產流-匯流-演進-淹沒”為抓手,防洪“四預”體系化能力建設為措施,降雨預報模型、水文水力學模型及排水分析模型系統仿真為核心,綜合貫通流域河道重點斷面、重要防洪區段、重要防洪工程、重要建構筑物、重要排水設施及重要城市防范區等防洪關注對象,建立面向水利流域系統仿真的一體化防洪調度體系。形成面向事前、事中、事后的多時空尺度分析單元,強化防洪基礎預報、前哨預警、核心預演、目標預案的系統化能力建設。建立以水利語義實體為中心、流域系統仿真決策為重要判定依據的多防洪因素影響分析,提升防洪、抗洪、治洪決斷能力,加強城市河道上游來水、內部降水、管網排水的多要素系統仿真分析,提升防洪內澇決策科學化。
結束語
泰瑞數創依托其“數字孿生底座產品體系”,提供面向應急時空方向集“數據采集”、“數據治理”、“數據管理”、“平臺服務”、“系統仿真”、“可視呈現”及“業務定制”多個領域為一體化解決方案。