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基于数字孪生的智慧燃气管网设计

2021-12-23

基于数字孪生的智慧燃气管网设计主要包括需求分析、设计仿真及施工交互三个步骤,数字孪生技术可实现市场需求分析与预测、设计方案仿真验证、施工辅助等作用,使物理设计与数字孪生设计同步,如图所示。


 智慧燃气管网


1、需求分析


在物理过程中,对历史需求、市场情况等需求信息进行收集或调研并进行用户建档,如用户数量、类型、地理分布、城市规划建设、其他管网建设等数据。基于得到的数据并参考已有用户需求管理模型,虚拟模型可进行用户需求分析与预测、市场策略制定、工程概算等工作,如计算用户规模、预测用气量分布等。


2、设计仿真


设计仿真主要包括总体设计、详细设计及方案评价三项工作。规划设计人员在物理世界进行管网设计的同时,利用虚拟模型进行可视化交互,并对设计方案全寿命周期内的输配调度、完整性管理、应急响应等各项燃气应用进行仿真,验证方案的安全性、可靠性、经济性等指标。经过迭代优化,确定最终方案,即管网设计阶段的智慧燃气管网数字孪生模型。


3、施工交互


施工交互主要包括施工数据采集、施工协同、施工辅助三项工作。在施工过程中,利用传感器、三维扫描仪、人工测量等方式采集管网施工数据。同时,对比实测数据与设计方案,核验施工过程并及时调整。在施工过程中,利用虚拟模型辅助操作预演、参数确定、进度预测等作业,提高施工效果和效率。


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