目前，我國大部分園區的管理方式都比較粗放，并存在一定的局限性，大多數園區缺乏規劃和布局，同時存在安全、應急、能耗、節能環保的實時監控和及時反饋。隨著工業互聯網技術的快速推進，新一輪數據驅動園區的創新發展是提升園區的管理效率新方向。因此，構建一個接近于真實場景的數字園區十分必要，另外在數字園區實時監測各狀態和數據也是迫在眉睫。智慧園區平臺的建設，通過技術手段，帶動產業、人才的聚集，從而實現園區數字化轉型升級，促進園區和園內企業智能化、綠色化、高效化發展。

在數字空間，再造一個與現實物理園區匹配對應的數字園區，通過構建物理園區與數字園區一一對應、協同交互、智能操控的復雜系統，使其與物理園區平行運轉，實現園區全要素數字化和虛擬化、全狀態實時化和可視化、園區運行管理協同化智能化，通過模擬、監控、診斷、預測和控制，解決園區規劃、設計、建設、管理、服務的復雜性和不確定性。

數字孿生智慧園區管理平臺，通過數字孿生技術構建了一個萬物感知、萬物互聯和萬物智聯的智慧園區平臺，同時通過數字孿生技術實現了園區總貌、設備、環境、安全、環保的模擬場景，實現了對智慧園區的多層級、智能化管控。根據業務不同實現駕駛艙、安防、能源、環保、生產、設備等管理業務的可視化。

1.數字孿生系統架構

感知層：感知層主要包括物理實體中搭載先進物聯網技術的各類新型基礎設施。

數據層：數據層主要包括保證運算準確性的高精度的數據采集、保證交互實時性的高速率數據傳輸、保證存取可靠性的全生命周期數據管理。

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

功能層：功能層是數字變生體的直接價值體現，實現系統認知、系統分析、故障診斷、預測推演功能，從而起到輔助決策作用。系統認知，數字孿生體能夠真實描述及呈現物理實體的狀態，它是實現數字孿生體其它高級和智能化功能的基礎。系統分析可實現數字孿生體的狀態監測功能，發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，了解現象背后的原因。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字孿生體的最終價值體現，具體表現為不同行業的各種產品，能夠明顯推動各行各業的數字化轉型。

2.數字孿生系統的典型特征

等價映射：數字孿生體是對物理實體的等價描述，是對物理實體進行數字化而松建的模型數字孿生體的變化能夠真實反映現實世界中的物理實體的變化。數字孿生體能夠實現雙向映射、數據連接和狀態交互，起到“數化”、“保真”效果。

實時交互：基于實時傳感等多元數據的獲取，孿生體可全面、精準、動態反映物理對象的狀態變化，包括外觀、性能、位置、異常等。“實時”體現數字孿生體所處狀態是物理實體狀態的實時虛擬映射;“交互”體現數字孿生體與物理實體間存在數據及指令互動。

共生演進：“共生”體現在數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。共智體現在三個層面:孿生體與孿生對象間共享智慧(包括:數據、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。

預測優化：根據物理實體的各項真實數據，通過數字孿生體進行仿真，實現對物理實體未來狀態的預測，預先知曉未來狀態能夠輔助用戶做出更合理的決策。根據物理實體的實時運行狀態，通過數字孿生體進行監測，實現對系統不穩定狀態的預測，預先覺察即將可能發生的不穩定狀態，使用戶更從容地處理該問題。

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

3.智慧園區數字孿生監控運維系統

（1）設施管理

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

（2）人流優化

園區數字孿生可以對園區的人流進行模擬和優化。通過數字孿生技術，可以實時監測園區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，數字孿生還可以幫助園區進行人員分布的規劃，確保人流的均衡和流動性。

（3）交通管控

園區數字孿生可以幫助園區進行交通的模擬和管控。通過數字孿生技術，可以實時監測園區內的交通狀況，包括道路擁堵、停車位利用等問題，提前進行交通調度和優化。此外，數字孿生還可以幫助園區進行交通規劃和道路布局，提高園區的交通效率和安全性。

（4）能源管理

園區數字孿生可以實現對能源的模擬和管理。通過數字孿生技術，可以實時監測園區的能源消耗和供應情況，預測能源的需求和供給，優化能源的使用方式。此外，數字孿生還可以幫助園區進行能源規劃和節能措施的實施，提高園區的能源利用效率。

（5）園區應急管理

數字孿生園區應急管理實現了GIS平臺的數據疊加能力、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、環境監控、視頻等融合到三維可視化平臺。通過數字孿生技術實時展示應急資源信息，為園區管理提供了應急數據信息，提高應急管理效率。

（6）安全管理

數字孿生園區安全管理實現了園區安全生產、危險源等“三重一高”的數據統一采集，為園區日常的監管和應急救援指揮提供數據服務。智慧園區安全管理實現了園區企業的“人、機、物、環、管”進行可視化的監察和預警，整體提高了園區安全生產監管效能，同時充分利用數字孿生技術實時監測重大安全事故，通過數據分析實現提前預警和救援等安全管理方面提供業務支持，及時為園區安全監管部門提供準確有效的數據信息和數字孿生可視化，提高園區安全生產及其監察的科學性，大大降低事故發生率，大幅度減少重特大災害事故，為提升園區安全生產監察整體水平提供強有力的技術支撐。