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1、王田田、潘越上海城市地理信息系统发展有限公司目录01项 目 背 景02关 键 技 术03项 目 概 述04建 设 内 容05应 用 成 效P A R T0 1项目背景项目背景项目背景-交通行业数字化转型为深入贯彻落实中共中央关于加快数字化发展,建设网络中国、数字中国、交通强国的战略部署,践行“人民城市人民建,人民城市为人民”发展理念,落实上海市委、市政府关于全面推进上海城市数字化转型的意见的工作要求,支撑建成能级更高、功能更强、品质更优的综合交通体系,上海市交通委发布上海市首个行业数字化转型实施意见。意见指出“以数字感知、智慧底座”为核心,构建数字交通底座,打造交通行业数字孪生系统,建设高品质
2、智慧航道、智慧港口,发展人-车-路-环境高度协同的智慧道路,推广公交、轨道、停车等智慧场(站),通过交通领域新基建,带动产业应用,经济发展。项目背景-交通行业数字化转型上海市交通行业积极推进数字化转型,立足夯实数字底座,促进基础设施融合发展、监管模式重塑迭代,围绕“观、管、防”,形成交通治理新模式。交通行业数字孪生就是不断探索和实践的重要成果,第一步就是实现虚实映射,进而按照虚实分析、虚实优控、虚实共生等目标逐步推进。为进一步推动交通行业高质量发展、高效能治理,为广大市民创造高品质生活将持续拓展数字孪生应用的深度和广度,全面融入城市运行“一网统管”体系,至2025年底实现建成全路域多业态融合的
3、城市重大交通基础设施群数字孪生目标。项目背景-港航行业发展现状利用最新的信息化技术提升水上监管水平势在必行利用最新的信息化技术提升水上监管水平势在必行!航道感知能力差、监管方式比较落后船舶航行潜在事故风险多、危害大港航行业监管力量分散,未实现跨部门闭环管理P A R T0 2关键技术关键技术关键技术-基于人工智能对违规行为进行智能识别船舶名称遮挡船舶名称遮挡货物未覆盖货物未覆盖船舶名称识别船舶名称识别未穿救生衣未穿救生衣船舶货物超载船舶货物超载国旗未悬挂国旗未悬挂关键技术-利用数字孪生技术实现船舶多源信息融合GPSGPSAISAISRFIDRFID视频抓拍视频抓拍激光扫测激光扫测数 据比对数
4、据比对&数据 融合数据 融合多 源监测 信息融 合多 源监测 信息融 合航 行轨迹 的预测航 行轨迹 的预测多 源监测 信息融 合多 源监测 信息融 合航道高精度模型数据航道高精度模型数据航道预测概率分布表航道预测概率分布表监测设施空间数据监测设施空间数据修 正后的 航道预 测概率 分布表修 正后的 航道预 测概率 分布表船 舶身份 信息表船 舶身份 信息表关键技术-利用数字孪生技术实现船舶多源信息融合关键技术-基于多源水深数据构建航道数字水深模型多密度数据融合后的高分辨网格插值建模低分辨率网格次低分辨率网格高分辨率网格多分辨率模型融合高分辨率的空值依次用低分辨率的值填充图:叠加融合多分辨率网
5、格流程一般使用数字高程模型(DEM)来表达地形,但是航道水深所用的深度基准面,与陆地高程所采用的高程基准面不同,且随时间等因素的不同而变化。因此本次项目采用数字水深模型来构建航道水深模型。数字水深模型构建航道水深数字水深模型构建航道水深数字水深模型是一种反映水深变化的数字化模型,也是用深度表达水底地形特征的一种三维数字模型。计算公式:计算公式:DDM=(M,DDM=(M,=E(P,)IP;(xuy;D;)ES)=E(P,)IP;(xuy;D;)ES)保留高密度数据的细节减少稀疏数据区域差值伪影的产生保留高密度数据的细节减少稀疏数据区域差值伪影的产生P A R T0 3项目概述项目概述项目概述系
6、统架构图N个智能应用场景智慧航道、智慧港口、智慧水运、智慧海事、安全监管、行业监管一套业务系统港航综合管理与服务系统一张地图基于数字孪生技术的港航一张图两个中台数据中台、业务中台两个底座系统底座、数据底座数字孪生港航系统建设目标:“可观”:一图观港航搭建数字孪生底座,结合港航行业物联感知数据、业务运行等数据,在虚拟世界实现对港航运行态势进行实时仿真、全程在线、精准监测。航道设施10公里航道及周边60多个码头、岸线业务运营作业|运营|管理物联感知水位|气象|环境航道视频1000多路视频船舶轨迹上海区域每天5千艘船舶AIS轨迹掌握港航运行动态港航基础设施作业生产活动物联感知数据全息二三维地图真实物
7、理世界船流,物流掌握港航运行逻辑宏观/中观/微观水上水下一体化/水域陆域一体化/动态静态一体化时空动态一张底图,港航运行一屏观建设目标:“可管”:全流程闭环管理利用数字孪生、人工智能、大数据技术主动发现案件,通过技术与管理上的融合,实现资源聚合、力量融合,为跨部门、跨系统的全流程闭环管理增效赋能。水上客运监管航道疏浚监管非现场执法船舶运行监控港口运营监管建设目标:“可防”:防患于未然围绕港航行业安全生产的痛点、风险点,构建风险预警模型库,实现对风险预警研判、快速响应。桥梁碰撞预警超等级靠泊预警码头淹没预警航道回淤风险预警P A R T0 4建设内容建设内容建设内容0102040305航道疏浚快
8、速、精准地发现航道淤积区域,保障航道的畅通有序。水上客运坚持条块联动,突出问题导向,推动水上客运安全、高效运行。运营监管满足对港口运营动态宏观、微观不同应用场景的管理需求。交通安全辅助管理人员对航道运营情况及运行态势进行实时监控。卡口监控对过往船舶动态信息进行实时感知、违规行为智能分析。建设内容:港航数字孪生底座通过对航道水上水下、周边设施进行高精度建模,搭建港航数字孪生底座,融合港航物联感知数据、业务运行等数据,支持港航行业监管水上水下一体化水域路域一体化动态静态一体化港航数字孪生底座:水上水下一体化展示港航数字孪生底座:水域陆域一体化展示港航数字孪生底座:动态静态一体化展示建设内容:水上客
9、运浦江游览 对游览客流态势进行动态监测 对船舶实时信息进行动态感知 对船舶航行行为进行动态分析 对船舶航行线路进行动态模拟模拟驾驶01航行预警水上客运-浦江游览建设内容:水上客运对江轮渡 对轮渡客流态势进行动态监测 对船舶实时信息进行动态感知 对船舶航行行为进行动态分析 对轮渡航线准点率进行智能评估准点率检测02航行预警水上客运-轮渡监控航道疏浚-水下地形水下地形通过多波束激光扫测技术对黄浦江航道水下地形进行扫测,构建航道水上水下一体化的三维高精度模型。水下地形沉浸查看航道水下地形起伏情况淤积预警快速、精准地发现航道淤积区域工程监控实时掌握航道疏浚工程运行情况航道疏浚-水下地形航道疏浚-淤积预
10、警水下地形沉浸查看航道水下地形起伏情况淤积预警快速、精准地发现航道淤积区域工程监控实时掌握航道疏浚工程运行情况淤积预警通过自动比对黄浦江航道水深模型与航道维护水深数据,对产生回淤风险的区域进行智能预警。航道疏浚-工程监控工程监控获取疏浚船舶实时位置,还原疏浚工程挖泥船、运泥船运行情况,并对船舶行为进行监控。水下地形沉浸查看航道水下地形起伏情况淤积预警快速、精准地发现航道淤积区域工程监控实时掌握航道疏浚工程运行情况航道疏浚-航道疏浚监控交通安全-航道环境对黄浦江区域内的船舶身份进行智能识别。在虚拟世界中,可以根据船舶类型、船舶大小、船舶位置以及船舶行驶速度等信息对船舶实时状态进行1:1的真实还原
11、。交通安全船舶航行1:1还原实时船舶航行位置与情况航道监控真实还原航道实际通航环境交通安全-船舶航行交通安全-航道环境在数字孪生系统中展示黄浦江核心区域的掉头区、锚地、警戒区、水上绿色综合服务区、航标等航道设施,对相关航道运行态势进行真实还原。交通安全船舶监控1:1还原实时船舶航行位置与情况航道监控真实还原航道实际通航环境交通安全-航道监控运营监管-港口态势监控港口态势监控查看黄浦江港口企业当天货物装卸信息,以便管理人员可以查看企业实时动态情况,了解当前码头运营或作业态势。行为动态分析对经营企业违规动态的智能分析,对涉嫌存在超等级靠泊行为的船舶进行预警研判,为行业监管和行政执法提供措施和线索。
12、运营监管-码头淹没预警运营监管-超等级靠泊预警卡口监控01建设亮点卡口监控对卡口周边的桥梁、航道、感知设施、设备进行三维建模,构建船舶地理实体,融合船舶现场多源感知信息,对过往的船舶进行1:1还原,提高系统对过往船舶的名称识别率。02船舶身份识别集成多种感知设备,对过往船舶动态信息进行实时感知、自动抓拍、船舶识别。非现场执法对经过卡口船舶的违法行为进行智能识别,有力提升了水上执法工作效率和现场监管精细化管理水平。卡口监控:非现场执法船舶航行监测船舶身份识别违规行为识别证据信息生产违规案件推送一键立案违规船舶行政处罚卡口监控:非现场执法P A R T0 5应用成效应用成效应用成效1通过建设航道的
13、物联感知设备,融合港航行业多源感知信息,打造覆盖全域的航道感知网络,提高港航动态感知能力数据赋能提高港航动态信息感知能力2重新梳理行业监管流程,以完善处理机制、增强管理能力、提升服务水平导向,通过对现场监管流程的一系列“流程细化再造”,形成港航行业监管闭环管理。服务赋能优化港航行业监管流程3围绕行业痛点堵点构建风险预警模型库,在实战中不断完善模型,提高预警模型的精准。以船舶污染物排放预警为例,目前预警准确率达到97%以上。技术赋能搭建港航行业风险预警模型4整合多个水上管理部门管理职能,打通行业管理全部环节。是践行城市数字化转型的“行业治理模式创新、治理方式重塑、治理体系重构”要求。示范赋能打造港航行业治理新模式超越时代前沿,越过未来创新