璀璨煙花點(diǎn)亮國家體育場(chǎng)上空，五環(huán)旗下，寫(xiě)有參賽國家、地區名字的“小雪花”飄進(jìn)“鳥(niǎo)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(diǎn)亮主火炬……一段關(guān)于綠色、共享、開(kāi)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(chǎng)場(chǎng)精彩絕倫的開(kāi)閉幕式，讓“鳥(niǎo)巢”成為世界矚目的焦點(diǎn)，全球數億人感受奧林匹克帶來(lái)的喜悅、溫暖和希望。

　　這背后，“數字孿生操作系統”的全天候保障功不可沒(méi)。同時(shí)，8000余個(gè)物聯(lián)設備深入“鳥(niǎo)巢”末梢，使得整座場(chǎng)館實(shí)現智能運轉，實(shí)時(shí)“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(dòng)態(tài)調節能源，形成綠色低碳的最優(yōu)解方案。

　　“從這座數字孿生的‘鳥(niǎo)巢’開(kāi)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(kāi)花結果，讓這座城市更智慧、更節能、更有溫度。”北京智能建筑科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“北智建”）首席執行官朱杰說(shuō)，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，不僅應用在一座座冬奧場(chǎng)館，還走進(jìn)產(chǎn)業(yè)園區、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(gè)新“鳥(niǎo)巢”

　　國家體育場(chǎng)零層，智能管理運營(yíng)中心里，一塊巨型的大屏“復刻”場(chǎng)館25.8萬(wàn)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(chǎng)館的數字模型清晰呈現，交通、環(huán)境、設備、安防等不同模塊內，各種彩色的柱狀圖、餅狀圖上，8000余個(gè)設備終端實(shí)時(shí)傳輸回來(lái)的數據一目了然。

　　“建筑空間和設備信息模型完美融合，實(shí)現‘鳥(niǎo)巢數字孿生’。”朱杰指著(zhù)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(shù)，這套系統為“鳥(niǎo)巢”裝上了“神經(jīng)末梢”，能夠實(shí)現對場(chǎng)館內全要素的監測，涵蓋能源優(yōu)化智控、設備監測預警、健康環(huán)境智控、智能安防、交通調度保障、共享停車(chē)服務(wù)、公眾服務(wù)和數字消費8大功能。

　　如此龐大復雜的系統，搭建起來(lái)是不是很費勁？朱杰笑著(zhù)搖搖頭：“為冬奧服務(wù)，任何付出都是應該的。”

　　時(shí)間回溯到兩年前。

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

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

　　數字孿生，簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的四個(gè)字，實(shí)現起來(lái)并不容易。團隊需要根據真實(shí)世界的“鳥(niǎo)巢”再創(chuàng )一個(gè)與之1比1映射的數字虛擬“鳥(niǎo)巢”，讓?xiě)梅娇梢栽跀底挚臻g中預演、監測真實(shí)世界的各種情況，實(shí)現智能控制。這也意味著(zhù)，實(shí)體空間里，成千上萬(wàn)個(gè)點(diǎn)位，要布設或升級物聯(lián)設備，落到“信息維度”，需要上億個(gè)數據支撐，形成數十種人工智能算法……這項任務(wù)的難度不亞于重建一個(gè)場(chǎng)館。

　　為了最大限度地還原所有實(shí)際應用場(chǎng)景，團隊在真實(shí)空間和虛擬空間各搭建了一個(gè)“樣板”——“鳥(niǎo)巢”零層，運營(yíng)中心里，臨時(shí)租一塊顯示屏，用簡(jiǎn)易桌椅擺出操控座席；大屏上，虛擬的“鳥(niǎo)巢”也就位了，實(shí)時(shí)監測場(chǎng)館內環(huán)境、重要機房、大型機電設備等。“不同于傳統的項目開(kāi)發(fā)，我們不是給應用方提供一份文字或平面的圖畫(huà)，而是真正搭建一個(gè)立體樣板，讓‘數字?zhù)B巢’先運作起來(lái)，各方在此基礎上提出改進(jìn)需求，不斷完善。”北智建項目中心負責人李然是“鳥(niǎo)巢”數字孿生系統項目的首席工程師，“樣板”從雛形到落地的每個(gè)細節，他至今記憶猶新，“一群敲代碼的技術(shù)人員，不懂運維管理的業(yè)務(wù)，為此我們專(zhuān)門(mén)從物業(yè)行業(yè)挖來(lái)一個(gè)團隊，對接應用方的工程、安防、管理等部門(mén)，把各方想要達到的功能需求‘翻譯’給技術(shù)人員。”

　　應用方提出的每一個(gè)改進(jìn)需求，團隊都不敢怠慢：他們分成多個(gè)小組，走遍場(chǎng)館每個(gè)角落，加裝物聯(lián)感知和控制節點(diǎn)；不斷積累環(huán)境、能源、設備、人車(chē)等數據，優(yōu)化人工智能算法；配合應用方各部門(mén)，反復調試系統……朱杰回憶，那段時(shí)間，大家就睡在現場(chǎng)，搭個(gè)紙箱、架上電腦就工作，機房里大型設備運行聲音震耳，調試系統時(shí)，每個(gè)人既要忍受噪音、還要經(jīng)受半開(kāi)放場(chǎng)館里的“嚴寒”考驗。

　　經(jīng)過(guò)雙方將近1年的磨合，搭載80余種人工智能算法的鳥(niǎo)巢數字孿生操作系統最終在冬奧會(huì )和冬殘奧會(huì )開(kāi)閉幕式“上崗”，為觀(guān)眾、運營(yíng)保障人員提供全方位服務(wù)保障——通過(guò)實(shí)時(shí)監測區域能耗及需求、統計計量分析，推送用能節能策略等，在不降低舒適度的情況下，為場(chǎng)館節能20%至30%；實(shí)時(shí)監測預警確保了250余臺大型機電設備安全運行；場(chǎng)內的空氣品質(zhì)、熱舒適、光環(huán)境等實(shí)現動(dòng)態(tài)調節。

　　由于在“鳥(niǎo)巢”的出色表現，北智建的數字孿生系統還在國家速滑館“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(chǎng)館的平穩運行。

　　打造智慧“碳中和”園區

　　以冬奧場(chǎng)館為起點(diǎn)，北智建團隊的目光放得更長(cháng)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(gè)角落。

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

　　走進(jìn)園區，一棟棟現代風(fēng)格的建筑高低錯落，從園區大門(mén)到各樓宇入口，無(wú)需停下來(lái)向任何人報備，一路暢行無(wú)阻。“這就是‘無(wú)感安防’在起作用，它背后是支持整個(gè)園區運營(yíng)的低碳智能園區平臺，能實(shí)現很多看不見(jiàn)、想不到的功能。”帶著(zhù)記者走進(jìn)位于A(yíng)1棟的智能控制中心，一塊顯示屏清晰呈現整個(gè)園區的數字孿生三維模型，北智建項目經(jīng)理黃付軍迫不及待地打開(kāi)話(huà)匣子，“和‘鳥(niǎo)巢’里那塊大屏相比，我們這塊可能沒(méi)那么‘炫’，但是更實(shí)用。”

　　顯示屏正中間，一幅三維立體圖可以一覽園區內所有主干道、各類(lèi)樓宇、公共區域的實(shí)時(shí)場(chǎng)景，這是一個(gè)園區的等比例“孿生”模型；圖像上方實(shí)時(shí)顯示著(zhù)五組數據：園區總面積27.8萬(wàn)平方米、企業(yè)數量38個(gè)、員工數量1643人、連接系統總數12個(gè)、設備總數846臺。立體圖兩側密密麻麻分布著(zhù)各類(lèi)監測內容，左側是能源碳排模塊，包括水、電等每日的用能，停車(chē)場(chǎng)照明節能改造面積，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(mén)禁等重點(diǎn)監控區域，以及入園人員和車(chē)輛的實(shí)時(shí)統計數據。

　　“這些物聯(lián)數據，整合了園區現有地源熱泵自控系統、變配電、給排水等基礎子系統，通過(guò)采集、匯總，集成在一個(gè)綜合中控平臺上。”黃付軍帶著(zhù)記者走進(jìn)一間中控室，一張長(cháng)桌上，并排放著(zhù)4臺電腦——最左邊的一臺是園區能源碳排管理平臺，實(shí)現能耗、碳排數據的全量監測和智能分析，提供能源碳排定額管理、用能診斷、效能評價(jià)和碳資產(chǎn)管理工具，為園區碳中和提供基礎數據依據；其余3臺分別對應監控系統、地源熱泵自控系統、配電智能監控系統，它們背后連接著(zhù)成百上千個(gè)物聯(lián)設備，能夠實(shí)時(shí)進(jìn)行遠程診斷和智能預警，實(shí)現園區內重要設備集中值守，讓用能設備更安全，服務(wù)更高效。

　　“這個(gè)平臺相當于園區的‘數字中樞’，可以幫助物業(yè)管理人員更快發(fā)現問(wèn)題，及時(shí)處理。”黃付軍說(shuō)，為了建設好這一“中樞”，團隊也下了不少功夫，“以變配電系統為例，光是排查園區每個(gè)配電室原有設備、劃分線(xiàn)路，就需要十幾個(gè)工程師花上大半個(gè)月時(shí)間，這些內容理順了之后，還要錄入新規劃的設備信息，反復校對測試。”

　　項目團隊還聚焦“低碳智能”的理念，針對園區內寫(xiě)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。同時(shí)，升級改造了園區的地源熱泵自控系統、空調末端群控系統、智慧灌溉系統等節能工程。黃付軍介紹，園區管理者通過(guò)能源碳排管理平臺，對于重點(diǎn)區域的空調、照明等重點(diǎn)用能設備進(jìn)行智能分析和調控，實(shí)現按需供能，降低能源消耗和碳排放；利用閑置屋頂面積大、無(wú)遮擋等優(yōu)勢條件，進(jìn)行分布式光伏發(fā)電系統規劃，為園區提供綠色能源，直接替代傳統電力、降低碳排。

　　平臺正式上線(xiàn)后，園區運營(yíng)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(shū)”，成為金隅集團首個(gè)“碳中和”園區。

　　讓溫暖“精準”入戶(hù)

　　“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。”談起對今年供暖季的感受，朝陽(yáng)區和平街十區的居民們連連豎起大拇指。

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

　　冬奧會(huì )剛結束，北京首開(kāi)城市運營(yíng)服務(wù)集團有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“首開(kāi)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(huì )的指導下，作為北京市智慧熱力三大試點(diǎn)之一，北智建配合該集團率先開(kāi)展161.5萬(wàn)平方米的居民社區建筑智能化供熱改造工作。

　　“從20多萬(wàn)平方米，到160多萬(wàn)平方米，從一座場(chǎng)館、一個(gè)園區，到城市中的一片區域，我們面對的挑戰升級了。”接到任務(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(chǎng)館和建筑，本次試點(diǎn)范圍內的供熱建筑相對復雜，其中包括不少老舊小區，很多問(wèn)題需要我們去現場(chǎng)調研，逐一解決。”

　　要趕在2022年冬季供暖之前，完成首開(kāi)城運集團在管的朝陽(yáng)區、豐臺區多個(gè)街道所屬的10余個(gè)小區近20處鍋爐房和熱力站的智慧供熱改造，留給團隊的時(shí)間緊迫。從初春到仲夏，李然帶領(lǐng)團隊，一次次調研、詳細摸排試點(diǎn)小區的實(shí)際情況，協(xié)力合作，拿出了一份詳細的設計方案。

　　從場(chǎng)館、園區保障，轉到城市供熱，變化在哪？李然解釋?zhuān)谡鎸?shí)空間里，每個(gè)小區點(diǎn)位需要布設大約1000個(gè)物聯(lián)設備，首開(kāi)城運集團在管12個(gè)行政區、115個(gè)街道所屬的400余個(gè)小區，這意味著(zhù)40萬(wàn)余個(gè)物聯(lián)設備將接入城市“微單元”，再將這些“末梢”與虛擬空間里的數字平臺連接，實(shí)現對每個(gè)點(diǎn)位的“智控”，精準按需供熱，達到節能減排的效果。

　　“相比‘鳥(niǎo)巢’的8000個(gè)點(diǎn)位，智慧供熱平臺要一下接入50倍量級的數據，對平臺并發(fā)處理數據的能力要求更高了。”李然說(shuō)，為了保證項目從試點(diǎn)順利過(guò)渡到全面應用，團隊做好萬(wàn)全的準備，運用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數據、地理信息系統及數字孿生技術(shù)，打造了一個(gè)更加高效的智慧供熱平臺，“在虛擬空間里構建數字供熱場(chǎng)景，數據處理效率提升幾十倍，實(shí)現對真實(shí)空間內的全量物聯(lián)感知監測、深度分析、智能策略控制等。”

　　2022年11月，智慧供熱平臺正式上線(xiàn)，在首開(kāi)城運集團的中控大廳里，一塊顯示屏上，縱橫交錯的黃色線(xiàn)條組成一張城市供暖平面圖，通過(guò)電腦端控制，這張圖還能變“立體”——移動(dòng)鼠標，輕點(diǎn)屏幕，一個(gè)個(gè)建筑樓宇呈現在平臺上，選擇某個(gè)小區、某棟樓宇，顯示的畫(huà)面更細，鍋爐房?jì)让恳桓芫€(xiàn)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(chǎng)景實(shí)現了由微觀(guān)到宏觀(guān)的‘數字孿生’。”朱杰介紹，這個(gè)智慧供熱平臺涵蓋熱源端、熱力站、單元樓棟和居民用戶(hù)在內的整個(gè)供熱環(huán)節，實(shí)現能源計量與數據采集、能源智能控制、數據交互與分析管理，通過(guò)負荷預測、數據分析和運行策略?xún)?yōu)化，取代以往的人工手動(dòng)設置供熱，實(shí)現自動(dòng)調節，按需供熱、精準供熱。

　　“智控”如何實(shí)現？朱杰解釋?zhuān)酝嵋痪€(xiàn)的工人是按照經(jīng)驗，通過(guò)主觀(guān)判斷和計算來(lái)進(jìn)行分配式的供熱，像調節熱力閥這樣的技術(shù)活兒，機器必須充分領(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，北智建團隊中的數據分析師、算法工程師與首開(kāi)城運集團的供熱運營(yíng)專(zhuān)家們合作，在平臺驗證階段再次到現場(chǎng)實(shí)地走訪(fǎng)、調研，向一線(xiàn)工人們請教不同天氣、不同樓宇采用的供暖策略，學(xué)習供暖系統水力平衡調節等技巧，“比如熱力閥門(mén)的開(kāi)度是二分之一還是四分之一，這些需要人工上手調節的環(huán)節，我們要讓計算機系統也用‘手’實(shí)現。”

　　最終，經(jīng)過(guò)多輪探討、反復驗證，一套“監管控”一體化智慧供熱管理系統問(wèn)世。

　　“這套系統中，凝結了供熱專(zhuān)家們常年在現場(chǎng)總結的經(jīng)驗，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)驗豐富、24小時(shí)不休息的“供熱站長(cháng)”——融合了多種智能算法的數字供熱場(chǎng)景模型，就是智慧供熱系統的“大腦”；小區樓宇加裝的溫度、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的“眼睛”；建筑物內安裝的自動(dòng)化調節電動(dòng)閥門(mén)和裝置，就是智慧供熱系統的“手”。“不僅能實(shí)現對用戶(hù)用熱和溫度數據的全量采集和監控，還能根據不同樓層、不同朝向住戶(hù)實(shí)際的溫度，合理調節供熱量，使按需供熱成為常態(tài)。”

　　率先完成160余萬(wàn)平方米的智慧供熱試點(diǎn)建設后，在未來(lái)的三個(gè)供暖季，智慧供熱平臺覆蓋面積將擴大到2489萬(wàn)平方米。

　　北智建技術(shù)人員全部守候智慧供熱平臺，隨時(shí)待命。“萬(wàn)一出現故障，加緊排除，確保整套系統運轉穩定、可靠。”朱杰說(shuō)，從低碳建筑到低碳城市，助力建筑、園區、城市的低碳智能建設，他和團隊期待著(zhù)，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。