数字孪生智慧实验室研究案例

当今物联网时代下，建筑行业走向智慧化道路必然是时代所向、大势所趋。随着数字孪生技术的迅猛发展，为智慧建筑的建设提供了坚实的技术支撑。数字孪生教学楼正是在此背景下，致力于实现建筑的智能化与智慧化的一次积极探索，其对建筑的节能降耗、安全性能和系统运行有效性的提高以及可视化展示等方面具有积极的意义。

凭借领先的技术基础，智汇云舟持续助力各行业数字化转型，以及推动产业协作的数字化升级。公司先后参与了许多重点项目建设，应用领域涉及智慧城市、智慧园区、数字乡村、工业制造、轨道交通、军工、雪亮工程（平安城市）、司法监管、应急指挥、机场、学校、医院、水利、电力等全行业场景。

一、数字孪生教学实验室能耗管理

数字孪生技术能耗管理是指对教学楼运维过程中水、电、热、气等能源消耗进行监测、分析、控制和优化等，针对能源消耗量巨大、能源利用率低、能源的有限性等问题对能源进行精细化管理，实现能耗最优管控。根据相关设备收集到的高保真实时数据，虚拟模型对教学楼实体运维状态进行模拟、仿真和预测，通过虚实之间的实时交互，运维方案得以进行动态调整和优化，实现对实体中相关能耗设备的控制。以地源热泵空调子系统为例，通常人体对湿度、温度及室 内空气质量是有存在舒适感知区间的，一成不变的能耗支出并不能带来很好的舒适感。依托能耗管理功能可对教学楼内部相关设备的运行效率、温度、CO2 浓度等进行实时监测，同时根据实时数据动态调整地源热泵空调子系统相关参数，控制风、热等的排出量。

二、数字孪生教学实验室故障预测与健康管理

数字孪生技术故障预测与健康管理是指利用各类传感器和监测设备对数据进行采集和处理，对设备健康状况进行评估并对其做出预测，针对教学楼运维模式被动、设备状态难以把握等问题，实现由传统低效率的事后维修到高效率的事前保养、维护等转变，从而提高设备寿命和促进其健康运行。教学楼中难以监测到的隐蔽工程将彻底展现在视野下，各个设备都将实现全生命周期数字化管控。

三、数字孪生教学实验室消防安全管理

数字孪生技术安全是智慧建筑所应具备的最基础也是最重要的功能。以消防安全为例，教学楼实体通过物联网技术和传感器设备（烟感、温感）可组装智能报警装置和喷淋装置，根据事先设定的报警程序，当传感器感受到高于常规值的温度、烟雾时，相关数据会实时传输至虚拟模型进行模拟和仿真，服务系统对运维方案和相关要素进行调整和调动。在下达指令控制教学楼实体做出反应的同时，根据实体反映的实时数据，虚拟模型不断对其进行模拟、仿真和优化，服务系统对应对方案作出动态调整直至消除危险。教学楼中发生火灾时，若火情处于萌芽状态，运维平台会迅速启动喷淋装置灭之；若发生爆炸造成火势突发蔓延，在启动消防警报鸣笛的同时，教学楼将进入应急状态，相应的后备电源、喷淋装置、安全电梯、紧急通道等设施均会在运维平台的调度下协调运作，确保人身安全、建筑安全。