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

　　從北京冬奧會到冬殘奧會，一場場精彩絕倫的開閉幕式，讓“鳥巢”成為世界矚目的焦點，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，8000余個物聯(lián)設備深入“鳥巢”末梢，使得整座場館實現(xiàn)智能運轉(zhuǎn)，實時“感知”自身的設備運行、能源優(yōu)化、環(huán)境變化、人流信息等狀態(tài)，精準分析，動態(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個城市智能‘微單元’，讓冬奧科技在北京開花結果，讓這座城市更智慧、更節(jié)能、更有溫度。”北京智能建筑科技有限公司（以下簡稱“北智建”）首席執(zhí)行官朱杰說，自2020年2月團隊成立至今，這套人工智能物聯(lián)網(wǎng)智能建筑操作系統(tǒng)，不僅應用在一座座冬奧場館，還走進產(chǎn)業(yè)園區(qū)、居民人家，打造了多項綠色低碳示范標桿，不斷探索智慧城市建設新模式。

　　“復刻”一個新“鳥巢”

　　國家體育場零層，智能管理運營中心里，一塊巨型的大屏“復刻”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余個設備終端實時傳輸回來的數(shù)據(jù)一目了然。

　　“建筑空間和設備信息模型完美融合，實現(xiàn)‘鳥巢數(shù)字孿生’。”朱杰指著大屏上密密麻麻的圖表，細細解讀：應用5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術，這套系統(tǒng)為“鳥巢”裝上了“神經(jīng)末梢”，能夠?qū)崿F(xiàn)對場館內(nèi)全要素的監(jiān)測，涵蓋能源優(yōu)化智控、設備監(jiān)測預警、健康環(huán)境智控、智能安防、交通調(diào)度保障、共享停車服務、公眾服務和數(shù)字消費8大功能。

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

　　時間回溯到兩年前。

　　2021年初，一份來自北京冬奧組委技術部的邀約，給北智建這支年輕的團隊送來好消息：北京市認定其作為北京冬奧會和北京市智能建筑集成系統(tǒng)的平臺公司，承擔2022年北京冬奧會智能建筑標準制定與頂層設計，并主導完成國家體育場智慧化建設和升級。

　　這是2022年北京冬奧會首個智能場館示范項目，全面應用后，將填補原有智能建筑相關標準的空白，重要性和受關注度不言而喻。團隊中都是80后、90后，每個人都充滿干勁兒：又快又好地創(chuàng)建“鳥巢數(shù)字孿生”！

　　數(shù)字孿生，簡簡單單的四個字，實現(xiàn)起來并不容易。團隊需要根據(jù)真實世界的“鳥巢”再創(chuàng)一個與之1比1映射的數(shù)字虛擬“鳥巢”，讓應用方可以在數(shù)字空間中預演、監(jiān)測真實世界的各種情況，實現(xiàn)智能控制。這也意味著，實體空間里，成千上萬個點位，要布設或升級物聯(lián)設備，落到“信息維度”，需要上億個數(shù)據(jù)支撐，形成數(shù)十種人工智能算法……這項任務的難度不亞于重建一個場館。

　　為了最大限度地還原所有實際應用場景，團隊在真實空間和虛擬空間各搭建了一個“樣板”——“鳥巢”零層，運營中心里，臨時租一塊顯示屏，用簡易桌椅擺出操控座席；大屏上，虛擬的“鳥巢”也就位了，實時監(jiān)測場館內(nèi)環(huán)境、重要機房、大型機電設備等。“不同于傳統(tǒng)的項目開發(fā)，我們不是給應用方提供一份文字或平面的圖畫，而是真正搭建一個立體樣板，讓‘數(shù)字鳥巢’先運作起來，各方在此基礎上提出改進需求，不斷完善?！北敝墙椖恐行呢撠熑死钊皇恰傍B巢”數(shù)字孿生系統(tǒng)項目的首席工程師，“樣板”從雛形到落地的每個細節(jié)，他至今記憶猶新，“一群敲代碼的技術人員，不懂運維管理的業(yè)務，為此我們專門從物業(yè)行業(yè)挖來一個團隊，對接應用方的工程、安防、管理等部門，把各方想要達到的功能需求‘翻譯’給技術人員?！?/p>

　　應用方提出的每一個改進需求，團隊都不敢怠慢：他們分成多個小組，走遍場館每個角落，加裝物聯(lián)感知和控制節(jié)點；不斷積累環(huán)境、能源、設備、人車等數(shù)據(jù)，優(yōu)化人工智能算法；配合應用方各部門，反復調(diào)試系統(tǒng)……朱杰回憶，那段時間，大家就睡在現(xiàn)場，搭個紙箱、架上電腦就工作，機房里大型設備運行聲音震耳，調(diào)試系統(tǒng)時，每個人既要忍受噪音、還要經(jīng)受半開放場館里的“嚴寒”考驗。

　　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)最終在冬奧會和冬殘奧會開閉幕式“上崗”，為觀眾、運營保障人員提供全方位服務保障——通過實時監(jiān)測區(qū)域能耗及需求、統(tǒng)計計量分析，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%；實時監(jiān)測預警確保了250余臺大型機電設備安全運行；場內(nèi)的空氣品質(zhì)、熱舒適、光環(huán)境等實現(xiàn)動態(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、北京冬奧村成功實施，保障了各大冬奧場館的平穩(wěn)運行。

　　打造智慧“碳中和”園區(qū)

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

　　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，上個月剛剛完成智慧升級。

　　走進園區(qū)，一棟棟現(xiàn)代風格的建筑高低錯落，從園區(qū)大門到各樓宇入口，無需停下來向任何人報備，一路暢行無阻?！斑@就是‘無感安防’在起作用，它背后是支持整個園區(qū)運營的低碳智能園區(qū)平臺，能實現(xiàn)很多看不見、想不到的功能。”帶著記者走進位于A1棟的智能控制中心，一塊顯示屏清晰呈現(xiàn)整個園區(qū)的數(shù)字孿生三維模型，北智建項目經(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)域的實時場景，這是一個園區(qū)的等比例“孿生”模型；圖像上方實時顯示著五組數(shù)據(jù)：園區(qū)總面積27.8萬平方米、企業(yè)數(shù)量38個、員工數(shù)量1643人、連接系統(tǒng)總數(shù)12個、設備總數(shù)846臺。立體圖兩側密密麻麻分布著各類監(jiān)測內(nèi)容，左側是能源碳排模塊，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；右側是安防通行模塊，涵蓋AI攝像機、智能門禁等重點監(jiān)控區(qū)域，以及入園人員和車輛的實時統(tǒng)計數(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、給排水等基礎子系統(tǒng)，通過采集、匯總，集成在一個綜合中控平臺上?！秉S付軍帶著記者走進一間中控室，一張長桌上，并排放著4臺電腦——最左邊的一臺是園區(qū)能源碳排管理平臺，實現(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、效能評價和碳資產(chǎn)管理工具，為園區(qū)碳中和提供基礎數(shù)據(jù)依據(jù)；其余3臺分別對應監(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物聯(lián)設備，能夠?qū)崟r進行遠程診斷和智能預警，實現(xiàn)園區(qū)內(nèi)重要設備集中值守，讓用能設備更安全，服務更高效。

　　“這個平臺相當于園區(qū)的‘數(shù)字中樞’，可以幫助物業(yè)管理人員更快發(fā)現(xiàn)問題，及時處理。”黃付軍說，為了建設好這一“中樞”，團隊也下了不少功夫，“以變配電系統(tǒng)為例，光是排查園區(qū)每個配電室原有設備、劃分線路，就需要十幾個工程師花上大半個月時間，這些內(nèi)容理順了之后，還要錄入新規(guī)劃的設備信息，反復校對測試?！?/p>

　　項目團隊還聚焦“低碳智能”的理念，針對園區(qū)內(nèi)寫字樓、科創(chuàng)企業(yè)、酒店等不同業(yè)態(tài)的建筑，設計了不同的用能模型，最終形成一套完整的能源碳排管理系統(tǒng)。同時，升級改造了園區(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，對于重點區(qū)域的空調(diào)、照明等重點用能設備進行智能分析和調(diào)控，實現(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。

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

　　讓溫暖“精準”入戶

　　“往年冬天，一趕上大風天兒或者突然降溫，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，實現(xiàn)溫暖“精準”入戶，依托的也是北智建的科技力量。

　　冬奧會剛結束，北京首開城市運營服務集團有限公司（簡稱“首開城運集團”）就向北智建遞出橄欖枝。在北京市城市管理委員會的指導下，作為北京市智慧熱力三大試點之一，北智建配合該集團率先開展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、一個園區(qū)，到城市中的一片區(qū)域，我們面對的挑戰(zhàn)升級了?！苯拥饺蝿蘸螅旖苣谛睦锼懔斯P賬，“表面上看到的是建筑面積翻了8倍，更深層的難點是，相較于單一的場館和建筑，本次試點范圍內(nèi)的供熱建筑相對復雜，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，完成首開城運集團在管的朝陽區(qū)、豐臺區(qū)多個街道所屬的10余個小區(qū)近20處鍋爐房和熱力站的智慧供熱改造，留給團隊的時間緊迫。從初春到仲夏，李然帶領團隊，一次次調(diào)研、詳細摸排試點小區(qū)的實際情況，協(xié)力合作，拿出了一份詳細的設計方案。

　　從場館、園區(qū)保障，轉(zhuǎn)到城市供熱，變化在哪？李然解釋，在真實空間里，每個小區(qū)點位需要布設大約1000個物聯(lián)設備，首開城運集團在管12個行政區(qū)、115個街道所屬的400余個小區(qū)，這意味著40萬余個物聯(lián)設備將接入城市“微單元”，再將這些“末梢”與虛擬空間里的數(shù)字平臺連接，實現(xiàn)對每個點位的“智控”，精準按需供熱，達到節(jié)能減排的效果。

　　“相比‘鳥巢’的8000個點位，智慧供熱平臺要一下接入50倍量級的數(shù)據(jù)，對平臺并發(fā)處理數(shù)據(jù)的能力要求更高了?！崩钊徽f，為了保證項目從試點順利過渡到全面應用，團隊做好萬全的準備，運用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、地理信息系統(tǒng)及數(shù)字孿生技術，打造了一個更加高效的智慧供熱平臺，“在虛擬空間里構建數(shù)字供熱場景，數(shù)據(jù)處理效率提升幾十倍，實現(xiàn)對真實空間內(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，智慧供熱平臺正式上線，在首開城運集團的中控大廳里，一塊顯示屏上，縱橫交錯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”——移動鼠標，輕點屏幕，一個個建筑樓宇呈現(xiàn)在平臺上，選擇某個小區(qū)、某棟樓宇，顯示的畫面更細，鍋爐房內(nèi)每一根管線都被完整“復刻”。

　　“從設備級到建筑級，再到城市級，我們讓城市的供熱場景實現(xiàn)了由微觀到宏觀的‘數(shù)字孿生’?！敝旖芙榻B，這個智慧供熱平臺涵蓋熱源端、熱力站、單元樓棟和居民用戶在內(nèi)的整個供熱環(huán)節(jié)，實現(xiàn)能源計量與數(shù)據(jù)采集、能源智能控制、數(shù)據(jù)交互與分析管理，通過負荷預測、數(shù)據(jù)分析和運行策略優(yōu)化，取代以往的人工手動設置供熱，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，按需供熱、精準供熱。

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

　　為此，北智建團隊中的數(shù)據(jù)分析師、算法工程師與首開城運集團的供熱運營專家們合作，在平臺驗證階段再次到現(xiàn)場實地走訪、調(diào)研，向一線工人們請教不同天氣、不同樓宇采用的供暖策略，學習供暖系統(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)，我們要讓計算機系統(tǒng)也用‘手’實現(xiàn)?！?/p>

　　最終，經(jīng)過多輪探討、反復驗證，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，凝結了供熱專家們常年在現(xiàn)場總結的經(jīng)驗，也融入了人工智能、物聯(lián)網(wǎng)的智慧?！敝旖艽蛄藗€形象的比方，它就像一個經(jīng)驗豐富、24小時不休息的“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，就相當于智慧供熱系統(tǒng)的“眼睛”；建筑物內(nèi)安裝的自動化調(diào)節(jié)電動閥門和裝置，就是智慧供熱系統(tǒng)的“手”?！安粌H能實現(xiàn)對用戶用熱和溫度數(shù)據(jù)的全量采集和監(jiān)控，還能根據(jù)不同樓層、不同朝向住戶實際的溫度，合理調(diào)節(jié)供熱量，使按需供熱成為常態(tài)?！?/p>

　　率先完成160余萬平方米的智慧供熱試點建設后，在未來的三個供暖季，智慧供熱平臺覆蓋面積將擴大到2489萬平方米。

　　北智建技術人員全部守候智慧供熱平臺，隨時待命?！叭f一出現(xiàn)故障，加緊排除，確保整套系統(tǒng)運轉(zhuǎn)穩(wěn)定、可靠。”朱杰說，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，他和團隊期待著，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新模式。