璀璨煙花點(diǎn)亮國家體育場上空，五環(huán)旗下，寫有參賽國家、地區(qū)名字的“小雪花”飄進(jìn)“鳥巢”，晶瑩五環(huán)“破冰”徐徐升起，悠揚(yáng)童聲中，朵朵“小雪花”最終凝結(jié)成一朵“大雪花”，以“微火”點(diǎn)亮主火炬……一段關(guān)于綠色、共享、開放、廉潔的故事就此上演。

　　從北京冬奧會(huì)到冬殘奧會(huì)，一場場精彩絕倫的開閉幕式，讓“鳥巢”成為世界矚目的焦點(diǎn)，全球數(shù)億人感受奧林匹克帶來的喜悅、溫暖和希望。

　　這背后，“數(shù)字孿生操作系統(tǒng)”的全天候保障功不可沒。同時(shí)，8000余個(gè)物聯(lián)設(shè)備深入“鳥巢”末梢，使得整座場館實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)時(shí)“感知”自身的設(shè)備運(yùn)行、能源優(yōu)化、環(huán)境變化、人流信息等狀態(tài)，精準(zhǔn)分析，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)能源，形成綠色低碳的最優(yōu)解方案。

　　“從這座數(shù)字孿生的‘鳥巢’開始，我們致力于打造一個(gè)個(gè)城市智能‘微單元’，讓冬奧科技在北京開花結(jié)果，讓這座城市更智慧、更節(jié)能、更有溫度?！北本┲悄芙ㄖ萍加邢薰荆ㄒ韵潞喎Q“北智建”）首席執(zhí)行官朱杰說，自2020年2月團(tuán)隊(duì)成立至今，這套人工智能物聯(lián)網(wǎng)智能建筑操作系統(tǒng)，不僅應(yīng)用在一座座冬奧場館，還走進(jìn)產(chǎn)業(yè)園區(qū)、居民人家，打造了多項(xiàng)綠色低碳示范標(biāo)桿，不斷探索智慧城市建設(shè)新模式。

　　“復(fù)刻”一個(gè)新“鳥巢”

　　國家體育場零層，智能管理運(yùn)營中心里，一塊巨型的大屏“復(fù)刻”場館25.8萬平方米建筑空間，以及周邊55平方公里城市空間——大屏中間，場館的數(shù)字模型清晰呈現(xiàn)，交通、環(huán)境、設(shè)備、安防等不同模塊內(nèi)，各種彩色的柱狀圖、餅狀圖上，8000余個(gè)設(shè)備終端實(shí)時(shí)傳輸回來的數(shù)據(jù)一目了然。

　　“建筑空間和設(shè)備信息模型完美融合，實(shí)現(xiàn)‘鳥巢數(shù)字孿生’?！敝旖苤钢笃辽厦苊苈槁榈膱D表，細(xì)細(xì)解讀：應(yīng)用5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)，這套系統(tǒng)為“鳥巢”裝上了“神經(jīng)末梢”，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)場館內(nèi)全要素的監(jiān)測，涵蓋能源優(yōu)化智控、設(shè)備監(jiān)測預(yù)警、健康環(huán)境智控、智能安防、交通調(diào)度保障、共享停車服務(wù)、公眾服務(wù)和數(shù)字消費(fèi)8大功能。

　　如此龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，搭建起來是不是很費(fèi)勁？朱杰笑著搖搖頭：“為冬奧服務(wù)，任何付出都是應(yīng)該的?！?/p>

　　時(shí)間回溯到兩年前。

　　2021年初，一份來自北京冬奧組委技術(shù)部的邀約，給北智建這支年輕的團(tuán)隊(duì)送來好消息：北京市認(rèn)定其作為北京冬奧會(huì)和北京市智能建筑集成系統(tǒng)的平臺(tái)公司，承擔(dān)2022年北京冬奧會(huì)智能建筑標(biāo)準(zhǔn)制定與頂層設(shè)計(jì)，并主導(dǎo)完成國家體育場智慧化建設(shè)和升級(jí)。

　　這是2022年北京冬奧會(huì)首個(gè)智能場館示范項(xiàng)目，全面應(yīng)用后，將填補(bǔ)原有智能建筑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的空白，重要性和受關(guān)注度不言而喻。團(tuán)隊(duì)中都是80后、90后，每個(gè)人都充滿干勁兒：又快又好地創(chuàng)建“鳥巢數(shù)字孿生”！

　　數(shù)字孿生，簡簡單單的四個(gè)字，實(shí)現(xiàn)起來并不容易。團(tuán)隊(duì)需要根據(jù)真實(shí)世界的“鳥巢”再創(chuàng)一個(gè)與之1比1映射的數(shù)字虛擬“鳥巢”，讓應(yīng)用方可以在數(shù)字空間中預(yù)演、監(jiān)測真實(shí)世界的各種情況，實(shí)現(xiàn)智能控制。這也意味著，實(shí)體空間里，成千上萬個(gè)點(diǎn)位，要布設(shè)或升級(jí)物聯(lián)設(shè)備，落到“信息維度”，需要上億個(gè)數(shù)據(jù)支撐，形成數(shù)十種人工智能算法……這項(xiàng)任務(wù)的難度不亞于重建一個(gè)場館。

　　為了最大限度地還原所有實(shí)際應(yīng)用場景，團(tuán)隊(duì)在真實(shí)空間和虛擬空間各搭建了一個(gè)“樣板”——“鳥巢”零層，運(yùn)營中心里，臨時(shí)租一塊顯示屏，用簡易桌椅擺出操控座席；大屏上，虛擬的“鳥巢”也就位了，實(shí)時(shí)監(jiān)測場館內(nèi)環(huán)境、重要機(jī)房、大型機(jī)電設(shè)備等。“不同于傳統(tǒng)的項(xiàng)目開發(fā)，我們不是給應(yīng)用方提供一份文字或平面的圖畫，而是真正搭建一個(gè)立體樣板，讓‘?dāng)?shù)字鳥巢’先運(yùn)作起來，各方在此基礎(chǔ)上提出改進(jìn)需求，不斷完善?！北敝墙?xiàng)目中心負(fù)責(zé)人李然是“鳥巢”數(shù)字孿生系統(tǒng)項(xiàng)目的首席工程師，“樣板”從雛形到落地的每個(gè)細(xì)節(jié)，他至今記憶猶新，“一群敲代碼的技術(shù)人員，不懂運(yùn)維管理的業(yè)務(wù)，為此我們專門從物業(yè)行業(yè)挖來一個(gè)團(tuán)隊(duì)，對(duì)接應(yīng)用方的工程、安防、管理等部門，把各方想要達(dá)到的功能需求‘翻譯’給技術(shù)人員。”

　　應(yīng)用方提出的每一個(gè)改進(jìn)需求，團(tuán)隊(duì)都不敢怠慢：他們分成多個(gè)小組，走遍場館每個(gè)角落，加裝物聯(lián)感知和控制節(jié)點(diǎn)；不斷積累環(huán)境、能源、設(shè)備、人車等數(shù)據(jù)，優(yōu)化人工智能算法；配合應(yīng)用方各部門，反復(fù)調(diào)試系統(tǒng)……朱杰回憶，那段時(shí)間，大家就睡在現(xiàn)場，搭個(gè)紙箱、架上電腦就工作，機(jī)房里大型設(shè)備運(yùn)行聲音震耳，調(diào)試系統(tǒng)時(shí)，每個(gè)人既要忍受噪音、還要經(jīng)受半開放場館里的“嚴(yán)寒”考驗(yàn)。

　　經(jīng)過雙方將近1年的磨合，搭載80余種人工智能算法的鳥巢數(shù)字孿生操作系統(tǒng)最終在冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)開閉幕式“上崗”，為觀眾、運(yùn)營保障人員提供全方位服務(wù)保障——通過實(shí)時(shí)監(jiān)測區(qū)域能耗及需求、統(tǒng)計(jì)計(jì)量分析，推送用能節(jié)能策略等，在不降低舒適度的情況下，為場館節(jié)能20%至30%；實(shí)時(shí)監(jiān)測預(yù)警確保了250余臺(tái)大型機(jī)電設(shè)備安全運(yùn)行；場內(nèi)的空氣品質(zhì)、熱舒適、光環(huán)境等實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。

　　由于在“鳥巢”的出色表現(xiàn)，北智建的數(shù)字孿生系統(tǒng)還在國家速滑館“冰絲帶”、延慶冬奧村、北京冬奧村成功實(shí)施，保障了各大冬奧場館的平穩(wěn)運(yùn)行。

　　打造智慧“碳中和”園區(qū)

　　以冬奧場館為起點(diǎn)，北智建團(tuán)隊(duì)的目光放得更長遠(yuǎn)——他們將“冬奧經(jīng)驗(yàn)”遷移至更多大型公共建筑智能化的升級(jí)改造，讓“智慧觸角”延伸到城市管理的各個(gè)角落。

　　從國家體育場一直向南40公里，位于大興區(qū)黃村的金隅高新產(chǎn)業(yè)園，上個(gè)月剛剛完成智慧升級(jí)。

　　走進(jìn)園區(qū)，一棟棟現(xiàn)代風(fēng)格的建筑高低錯(cuò)落，從園區(qū)大門到各樓宇入口，無需停下來向任何人報(bào)備，一路暢行無阻?！斑@就是‘無感安防’在起作用，它背后是支持整個(gè)園區(qū)運(yùn)營的低碳智能園區(qū)平臺(tái)，能實(shí)現(xiàn)很多看不見、想不到的功能?！睅е浾咦哌M(jìn)位于A1棟的智能控制中心，一塊顯示屏清晰呈現(xiàn)整個(gè)園區(qū)的數(shù)字孿生三維模型，北智建項(xiàng)目經(jīng)理黃付軍迫不及待地打開話匣子，“和‘鳥巢’里那塊大屏相比，我們這塊可能沒那么‘炫’，但是更實(shí)用?！?/p>

　　顯示屏正中間，一幅三維立體圖可以一覽園區(qū)內(nèi)所有主干道、各類樓宇、公共區(qū)域的實(shí)時(shí)場景，這是一個(gè)園區(qū)的等比例“孿生”模型；圖像上方實(shí)時(shí)顯示著五組數(shù)據(jù)：園區(qū)總面積27.8萬平方米、企業(yè)數(shù)量38個(gè)、員工數(shù)量1643人、連接系統(tǒng)總數(shù)12個(gè)、設(shè)備總數(shù)846臺(tái)。立體圖兩側(cè)密密麻麻分布著各類監(jiān)測內(nèi)容，左側(cè)是能源碳排模塊，包括水、電等每日的用能，停車場照明節(jié)能改造面積，溫室氣體排放量等；右側(cè)是安防通行模塊，涵蓋AI攝像機(jī)、智能門禁等重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域，以及入園人員和車輛的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

　　“這些物聯(lián)數(shù)據(jù)，整合了園區(qū)現(xiàn)有地源熱泵自控系統(tǒng)、變配電、給排水等基礎(chǔ)子系統(tǒng)，通過采集、匯總，集成在一個(gè)綜合中控平臺(tái)上?！秉S付軍帶著記者走進(jìn)一間中控室，一張長桌上，并排放著4臺(tái)電腦——最左邊的一臺(tái)是園區(qū)能源碳排管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)能耗、碳排數(shù)據(jù)的全量監(jiān)測和智能分析，提供能源碳排定額管理、用能診斷、效能評(píng)價(jià)和碳資產(chǎn)管理工具，為園區(qū)碳中和提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)依據(jù)；其余3臺(tái)分別對(duì)應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)、地源熱泵自控系統(tǒng)、配電智能監(jiān)控系統(tǒng)，它們背后連接著成百上千個(gè)物聯(lián)設(shè)備，能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷和智能預(yù)警，實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)重要設(shè)備集中值守，讓用能設(shè)備更安全，服務(wù)更高效。

　　“這個(gè)平臺(tái)相當(dāng)于園區(qū)的‘?dāng)?shù)字中樞’，可以幫助物業(yè)管理人員更快發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)處理?！秉S付軍說，為了建設(shè)好這一“中樞”，團(tuán)隊(duì)也下了不少功夫，“以變配電系統(tǒng)為例，光是排查園區(qū)每個(gè)配電室原有設(shè)備、劃分線路，就需要十幾個(gè)工程師花上大半個(gè)月時(shí)間，這些內(nèi)容理順了之后，還要錄入新規(guī)劃的設(shè)備信息，反復(fù)校對(duì)測試。”

　　項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還聚焦“低碳智能”的理念，針對(duì)園區(qū)內(nèi)寫字樓、科創(chuàng)企業(yè)、酒店等不同業(yè)態(tài)的建筑，設(shè)計(jì)了不同的用能模型，最終形成一套完整的能源碳排管理系統(tǒng)。同時(shí)，升級(jí)改造了園區(qū)的地源熱泵自控系統(tǒng)、空調(diào)末端群控系統(tǒng)、智慧灌溉系統(tǒng)等節(jié)能工程。黃付軍介紹，園區(qū)管理者通過能源碳排管理平臺(tái)，對(duì)于重點(diǎn)區(qū)域的空調(diào)、照明等重點(diǎn)用能設(shè)備進(jìn)行智能分析和調(diào)控，實(shí)現(xiàn)按需供能，降低能源消耗和碳排放；利用閑置屋頂面積大、無遮擋等優(yōu)勢條件，進(jìn)行分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)規(guī)劃，為園區(qū)提供綠色能源，直接替代傳統(tǒng)電力、降低碳排。

　　平臺(tái)正式上線后，園區(qū)運(yùn)營更加“智慧”。金隅高新產(chǎn)業(yè)園獲得了由中國質(zhì)量認(rèn)證中心簽發(fā)的“碳中和證書”，成為金隅集團(tuán)首個(gè)“碳中和”園區(qū)。

　　讓溫暖“精準(zhǔn)”入戶

　　“往年冬天，一趕上大風(fēng)天兒或者突然降溫，屋里就冷颼颼的。今年一直挺暖和，只穿一件單衣就行了。”談起對(duì)今年供暖季的感受，朝陽區(qū)和平街十區(qū)的居民們連連豎起大拇指。

　　這個(gè)有著1300余戶居民、60多年樓齡的老小區(qū)在2022年10月完成了智慧化供熱改造，實(shí)現(xiàn)溫暖“精準(zhǔn)”入戶，依托的也是北智建的科技力量。

　　冬奧會(huì)剛結(jié)束，北京首開城市運(yùn)營服務(wù)集團(tuán)有限公司（簡稱“首開城運(yùn)集團(tuán)”）就向北智建遞出橄欖枝。在北京市城市管理委員會(huì)的指導(dǎo)下，作為北京市智慧熱力三大試點(diǎn)之一，北智建配合該集團(tuán)率先開展161.5萬平方米的居民社區(qū)建筑智能化供熱改造工作。

　　“從20多萬平方米，到160多萬平方米，從一座場館、一個(gè)園區(qū)，到城市中的一片區(qū)域，我們面對(duì)的挑戰(zhàn)升級(jí)了?！苯拥饺蝿?wù)后，朱杰默默在心里算了筆賬，“表面上看到的是建筑面積翻了8倍，更深層的難點(diǎn)是，相較于單一的場館和建筑，本次試點(diǎn)范圍內(nèi)的供熱建筑相對(duì)復(fù)雜，其中包括不少老舊小區(qū)，很多問題需要我們?nèi)ガF(xiàn)場調(diào)研，逐一解決?！?/p>

　　要趕在2022年冬季供暖之前，完成首開城運(yùn)集團(tuán)在管的朝陽區(qū)、豐臺(tái)區(qū)多個(gè)街道所屬的10余個(gè)小區(qū)近20處鍋爐房和熱力站的智慧供熱改造，留給團(tuán)隊(duì)的時(shí)間緊迫。從初春到仲夏，李然帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，一次次調(diào)研、詳細(xì)摸排試點(diǎn)小區(qū)的實(shí)際情況，協(xié)力合作，拿出了一份詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案。

　　從場館、園區(qū)保障，轉(zhuǎn)到城市供熱，變化在哪？李然解釋，在真實(shí)空間里，每個(gè)小區(qū)點(diǎn)位需要布設(shè)大約1000個(gè)物聯(lián)設(shè)備，首開城運(yùn)集團(tuán)在管12個(gè)行政區(qū)、115個(gè)街道所屬的400余個(gè)小區(qū)，這意味著40萬余個(gè)物聯(lián)設(shè)備將接入城市“微單元”，再將這些“末梢”與虛擬空間里的數(shù)字平臺(tái)連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)點(diǎn)位的“智控”，精準(zhǔn)按需供熱，達(dá)到節(jié)能減排的效果。

　　“相比‘鳥巢’的8000個(gè)點(diǎn)位，智慧供熱平臺(tái)要一下接入50倍量級(jí)的數(shù)據(jù)，對(duì)平臺(tái)并發(fā)處理數(shù)據(jù)的能力要求更高了。”李然說，為了保證項(xiàng)目從試點(diǎn)順利過渡到全面應(yīng)用，團(tuán)隊(duì)做好萬全的準(zhǔn)備，運(yùn)用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、地理信息系統(tǒng)及數(shù)字孿生技術(shù)，打造了一個(gè)更加高效的智慧供熱平臺(tái)，“在虛擬空間里構(gòu)建數(shù)字供熱場景，數(shù)據(jù)處理效率提升幾十倍，實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)空間內(nèi)的全量物聯(lián)感知監(jiān)測、深度分析、智能策略控制等?！?/p>

　　2022年11月，智慧供熱平臺(tái)正式上線，在首開城運(yùn)集團(tuán)的中控大廳里，一塊顯示屏上，縱橫交錯(cuò)的黃色線條組成一張城市供暖平面圖，通過電腦端控制，這張圖還能變“立體”——移動(dòng)鼠標(biāo)，輕點(diǎn)屏幕，一個(gè)個(gè)建筑樓宇呈現(xiàn)在平臺(tái)上，選擇某個(gè)小區(qū)、某棟樓宇，顯示的畫面更細(xì)，鍋爐房內(nèi)每一根管線都被完整“復(fù)刻”。

　　“從設(shè)備級(jí)到建筑級(jí)，再到城市級(jí)，我們讓城市的供熱場景實(shí)現(xiàn)了由微觀到宏觀的‘?dāng)?shù)字孿生’?！敝旖芙榻B，這個(gè)智慧供熱平臺(tái)涵蓋熱源端、熱力站、單元樓棟和居民用戶在內(nèi)的整個(gè)供熱環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)能源計(jì)量與數(shù)據(jù)采集、能源智能控制、數(shù)據(jù)交互與分析管理，通過負(fù)荷預(yù)測、數(shù)據(jù)分析和運(yùn)行策略優(yōu)化，取代以往的人工手動(dòng)設(shè)置供熱，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，按需供熱、精準(zhǔn)供熱。

　　“智控”如何實(shí)現(xiàn)？朱杰解釋，以往供熱一線的工人是按照經(jīng)驗(yàn)，通過主觀判斷和計(jì)算來進(jìn)行分配式的供熱，像調(diào)節(jié)熱力閥這樣的技術(shù)活兒，機(jī)器必須充分領(lǐng)會(huì)工人師傅們的智慧，讓冷冰冰的算法變得更有溫度。

　　為此，北智建團(tuán)隊(duì)中的數(shù)據(jù)分析師、算法工程師與首開城運(yùn)集團(tuán)的供熱運(yùn)營專家們合作，在平臺(tái)驗(yàn)證階段再次到現(xiàn)場實(shí)地走訪、調(diào)研，向一線工人們請(qǐng)教不同天氣、不同樓宇采用的供暖策略，學(xué)習(xí)供暖系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)等技巧，“比如熱力閥門的開度是二分之一還是四分之一，這些需要人工上手調(diào)節(jié)的環(huán)節(jié)，我們要讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也用‘手’實(shí)現(xiàn)。”

　　最終，經(jīng)過多輪探討、反復(fù)驗(yàn)證，一套“監(jiān)管控”一體化智慧供熱管理系統(tǒng)問世。

　　“這套系統(tǒng)中，凝結(jié)了供熱專家們常年在現(xiàn)場總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，也融入了人工智能、物聯(lián)網(wǎng)的智慧。”朱杰打了個(gè)形象的比方，它就像一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富、24小時(shí)不休息的“供熱站長”——融合了多種智能算法的數(shù)字供熱場景模型，就是智慧供熱系統(tǒng)的“大腦”；小區(qū)樓宇加裝的溫度、壓力、流量、熱量以及居民家中的室溫采集器，就相當(dāng)于智慧供熱系統(tǒng)的“眼睛”；建筑物內(nèi)安裝的自動(dòng)化調(diào)節(jié)電動(dòng)閥門和裝置，就是智慧供熱系統(tǒng)的“手”?！安粌H能實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶用熱和溫度數(shù)據(jù)的全量采集和監(jiān)控，還能根據(jù)不同樓層、不同朝向住戶實(shí)際的溫度，合理調(diào)節(jié)供熱量，使按需供熱成為常態(tài)。”

　　率先完成160余萬平方米的智慧供熱試點(diǎn)建設(shè)后，在未來的三個(gè)供暖季，智慧供熱平臺(tái)覆蓋面積將擴(kuò)大到2489萬平方米。

　　北智建技術(shù)人員全部守候智慧供熱平臺(tái)，隨時(shí)待命。“萬一出現(xiàn)故障，加緊排除，確保整套系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、可靠?！敝旖苷f，從低碳建筑到低碳城市，助力建筑、園區(qū)、城市的低碳智能建設(shè)，他和團(tuán)隊(duì)期待著，為更多城市“微單元”裝上“神經(jīng)末梢”，打造北京智慧城市建設(shè)新模式。