数字孪生技术助力港航行业数字转型.pdf

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