兄弟软件提出城市数字孪生体LOD分层模型意见稿

随着我国城镇化水平的不断提高,城市基础设施的建设也日新月异。基建狂魔们以令人惊叹的速度,改造着中国城市的面貌,也令很多国人分外自豪。

但纵观全球,这种大规模的基础设施建设并非仅有,美国、日本、欧洲在经济高速发展阶段,也都经历了类似的阶段。
 时过境迁,当经济降速、债务剧增、国家财力捉襟见肘之际,这些国家的城市基础设施却同时开始老化。美国与日本电网的规模化停电事故频发,意大利与日本的桥梁隧道大多临近设计期限,对经济发展与社会运行造成了重大隐患。而中国也将在可预见的将来,面对城市基础设施老化的困境。
 值得庆幸的是,通过感知、分析、仿真等技术的综合运用,中国的各级基础设施可以在健康阶段就提前做好准备,预知扩容更新,提高风险防控,延长使用寿命。这个准备工作,其核心就是构建各级基础设施的数字孪生体(Digital Twin)。

但是,城市的构成实在过于复杂,宏观层面,需要关注国土、水体、植被等基础资源,以及电网、水务、燃气、热力、通信等基础设施;微观层面,重点园区/街区/厂区、重点建筑,都各有其需关注之处。若无一套统一的城市数字孪生体标准,各类IT系统必将陷入各自为战的不利局面。
 作为国内较早探索城市数字孪生领域的企业,兄弟软件参照CityGML虚拟三维城市模型数据交换与存储标准,提出了城市数字孪生体LOD分层模型意见稿。
 兄弟软件将城市数字孪生体分为7层。
 LOD0 - 城市级。本层次重点关注城市基础资源,包括2.5D地形、以屋顶边缘多边形所表示的建筑、行政规划、水体分布、矿产分布、植被分布等。

LOD1 - 城市级。本层次重点关注城市级基础设施,包括2.5D地形、以棱柱体和水平屋顶所表示的建筑、交通路桥分布及交通流量、电力设施/水务设施/成品油设施/燃气设施/热力设施/通信设施/管廊设施分布及运行状态等。

LOD2 - 城区级。本层次重点关注城区级基础设施,包括3D地形、以可区分的屋顶结构及外立面所表示的建筑、前述基础设施城区级分布及运行状态。

LOD3 - 园区/街区/厂区级。本层次重点关注园区/街区/厂区级基础设施,包括3D地形、以细节的屋顶结构及墙体门窗结构所表示的建筑、前述基础设施园区/街区/厂区级分布及运行状态。

LOD4 - 建筑级。本层次重点关注建筑内部结构,包括分层、房间格局及功能定位。

LOD5 - 建筑级。本层次重点关注建筑内各通用子系统及行业专用子系统的设备及管道点位、外观及核心设备构造、运行状态。通用子系统包括电力、照明、消防、安防、供水、空调/暖通、燃气、电梯、停车场等;行业专用子系统则范围广泛,由该建筑的服务职能决定。

LOD6 - 建筑级。本层次重点关注建筑内人员分布、运维管理组织架构、工作流程、SOP规范等。
 其中,LOD0~LOD4,与CityGML标准中关于虚拟三维城市的定义要求保持一致,并在其基础上进行扩展。LOD5~LOD6,则为商业楼宇、交通枢纽、文体场馆、供水厂站、学校医院等建筑级数字孪生体提供精细化描述的依据。
 兄弟软件提出的城市数字孪生体LOD分层模型意见稿,涵盖了从宏观到微观的城市基础设施的描述思路,可作为构建城市级数字孪生体的参考模型。兄弟软件也将会与各行业专家机构合作,不断完善此模型,为城市数字孪生体的发展奠定基础。