冬奧一周年(nián)｜北京日(rì)報專訪北智建冬奧科(kē)技的市場化應用

 

Olympic

       2022年(nián)北京冬奧會上，“科(kē)技冬奧”吸引了全世界的關注，讓人(rén)們領略了科(kē)技的魅力。北京冬奧會舉辦一周年(nián)之際，冬奧科(kē)技再度引發社會和媒體(tǐ)的廣泛關注。作(zuò)爲智慧冬奧國(guó)家重點項目頂層設計(jì)單位和核心實施單位，北京中安瑞視智能化建築工程有限公司CEO朱傑再次接受北京日(rì)報的深度訪談，講述冬奧科(kē)技背後的故事(shì)，分(fēn)享冬奧科(kē)技走進千家萬戶，成爲推動建築、集團、城(chéng)市低碳智能發展的核心力量。 

北智建CEO朱傑接受北京日(rì)報專訪

 

以下文章(zhāng)轉自(zì)《北京日(rì)報》

2023年(nián)2月16日(rì)《北京日(rì)報》

 

 

“複刻”一個新“鳥巢”

       璀璨煙花點亮國(guó)家體(tǐ)育場上空，五環旗下，寫有參賽國(guó)家、地區名字的“小雪花”飄進“鳥巢”，晶瑩五環“破冰”徐徐升起，悠揚童聲中，朵朵“小雪花”最終凝結成一朵“大(dà)雪花”，以“微火(huǒ)”點亮主火(huǒ)炬……一段關于綠色、共享、開放(fàng)、廉潔的故事(shì)就(jiù)此上演。

       從(cóng)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”成爲世界矚目的焦點，全球數億人(rén)感受奧林匹克帶來(lái)的喜悅、溫暖和希望。

       這背後，“數字孿生(shēng)操作(zuò)系統”的全天候保障功不可(kě)沒。同時，8000餘個物聯設備深入“鳥巢”末梢，使得(de)整座場館實現智能運轉，實時“感知”自(zì)身(shēn)的設備運行、能源優化、環境變化、人(rén)流信息等狀态，精準分(fēn)析，動态調節能源，形成綠色低碳的最優解方案。

       “從(cóng)這座數字孿生(shēng)的‘鳥巢’開始，我們緻力于打造一個個城(chéng)市智能‘微單元’，讓冬奧科(kē)技在北京開花結果，讓這座城(chéng)市更智慧、更節能、更有溫度。”北京中安瑞視智能化建築工程有限公司（以下簡稱“北智建”）首席執行官朱傑說(shuō)，自(zì)2020年(nián)2月團隊成立至今，這套人(rén)工(gōng)智能物聯網智能建築操作(zuò)系統，不僅應用在一座座冬奧場館，還(hái)走進産業園區、居民(mín)人(rén)家，打造了多項綠色低碳示範标杆，不斷探索智慧城(chéng)市建設新模式。

       國(guó)家體(tǐ)育場零層，智能管理(lǐ)運營中心裡(lǐ)，一塊巨型的大(dà)屏“複刻”場館25.8萬平方米建築空間，以及周邊55平方公裡(lǐ)城(chéng)市空間——大(dà)屏中間，場館的數字模型清晰呈現，交通、環境、設備、安防等不同模塊内，各種彩色的柱狀圖、餅狀圖上，8000餘個設備終端實時傳輸回來(lái)的數據一目了然。

鳥巢數字孿生(shēng)操作(zuò)系統

       “建築空間和設備信息模型完美融合，實現‘鳥巢數字孿生(shēng)’。”朱傑指着大(dà)屏上密密麻麻的圖表，細細解讀(dú)：應用5G、物聯網、人(rén)工(gōng)智能等技術(shù)，這套系統爲“鳥巢”裝上了“神經末梢”，能夠實現對場館内全要素的監測，涵蓋能源優化智控、設備監測預警、健康環境智控、智能安防、交通調度保障、共享停車服務、公衆服務和數字消費8大(dà)功能。

       如(rú)此龐大(dà)複雜的系統，搭建起來(lái)是不是很費勁？朱傑笑(xiào)着搖搖頭：“爲冬奧服務，任何付出都(dōu)是應該的。”

       時間回溯到兩年(nián)前。

 

       2021年(nián)初，一份來(lái)自(zì)北京冬奧組委技術(shù)部的邀約，給北智建這支年(nián)輕的團隊送來(lái)好消息：北京市認定其作(zuò)爲北京冬奧會和北京市智能建築集成系統的平台公司，承擔2022年(nián)北京冬奧會智能建築标準制定與頂層設計(jì)，并主導完成國(guó)家體(tǐ)育場智慧化建設和升級。

國(guó)家速滑館數字孿生(shēng)操作(zuò)平台

       這是2022年(nián)北京冬奧會首個智能場館示範項目，全面應用後，将填補原有智能建築相(xiàng)關标準的空白(bái)，重要性和受關注度不言而喻。團隊中都(dōu)是80後、90後，每個人(rén)都(dōu)充滿幹勁兒：又快(kuài)又好地創建“鳥巢數字孿生(shēng)”！

       數字孿生(shēng)，簡簡單單的四個字，實現起來(lái)并不容易。團隊需要根據真實世界的“鳥巢”再創一個與之1比1映射的數字虛拟“鳥巢”，讓應用方可(kě)以在數字空間中預演、監測真實世界的各種情況，實現智能控制。這也意味着，實體(tǐ)空間裡(lǐ)，成千上萬個點位，要布設或升級物聯設備，落到“信息維度”，需要上億個數據支撐，形成數十種人(rén)工(gōng)智能算法……這項任務的難度不亞于重建一個場館。

延慶冬奧村數字孿生(shēng)操作(zuò)系統

       爲了最大(dà)限度地還(hái)原所有實際應用場景，團隊在真實空間和虛拟空間各搭建了一個“樣闆”——“鳥巢”零層，運營中心裡(lǐ)，臨時租一塊顯示屏，用簡易桌椅擺出操控座席；大(dà)屏上，虛拟的“鳥巢”也就(jiù)位了，實時監測場館内環境、重要機(jī)房(fáng)、大(dà)型機(jī)電設備等。“不同于傳統的項目開發，我們不是給應用方提供一份文字或平面的圖畫(huà)，而是真正搭建一個立體(tǐ)樣闆，讓‘數字鳥巢’先運作(zuò)起來(lái)，各方在此基礎上提出改進需求，不斷完善。”北智建項目中心負責人(rén)李然是“鳥巢”數字孿生(shēng)系統項目的首席工(gōng)程師(shī)，“樣闆”從(cóng)雛形到落地的每個細節，他(tā)至今記憶猶新，“一群敲代碼的技術(shù)人(rén)員(yuán)，不懂(dǒng)運維管理(lǐ)的業務，爲此我們專門(mén)從(cóng)物業行業挖來(lái)一個團隊，對接應用方的工(gōng)程、安防、管理(lǐ)等部門(mén)，把各方想要達到的功能需求‘翻譯’給技術(shù)人(rén)員(yuán)。”

 

       應用方提出的每一個改進需求，團隊都(dōu)不敢怠慢(màn)：他(tā)們分(fēn)成多個小組，走遍場館每個角落，加裝物聯感知和控制節點；不斷積累環境、能源、設備、人(rén)車等數據，優化人(rén)工(gōng)智能算法；配合應用方各部門(mén)，反複調試系統……朱傑回憶，那段時間，大(dà)家就(jiù)睡在現場，搭個紙箱、架上電腦就(jiù)工(gōng)作(zuò)，機(jī)房(fáng)裡(lǐ)大(dà)型設備運行聲音震耳，調試系統時，每個人(rén)既要忍受噪音、還(hái)要經受半開放(fàng)場館裡(lǐ)的“嚴寒”考驗。

北京冬奧村數字孿生(shēng)操作(zuò)系統

       經過雙方将近1年(nián)的磨合，搭載80餘種人(rén)工(gōng)智能算法的鳥巢數字孿生(shēng)操作(zuò)系統最終在冬奧會和冬殘奧會開閉幕式“上崗”，爲觀衆、運營保障人(rén)員(yuán)提供全方位服務保障——通過實時監測區域能耗及需求、統計(jì)計(jì)量分(fēn)析，推送用能節能策略等，在不降低舒适度的情況下，爲場館節能20%至30%；實時監測預警确保了250餘台大(dà)型機(jī)電設備安全運行；場内的空氣品質、熱(rè)舒适、光(guāng)環境等實現動态調節。

       由于在“鳥巢”的出色表現，北智建的數字孿生(shēng)系統還(hái)在國(guó)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(dà)冬奧場館的平穩運行。

 

打造智慧“碳中和”園區

       以冬奧場館爲起點，北智建團隊的目光(guāng)放(fàng)得(de)更長遠(yuǎn)——他(tā)們将“冬奧經驗”遷移至更多大(dà)型公共建築智能化的升級改造，讓“智慧觸角”延伸到城(chéng)市管理(lǐ)的各個角落。

       從(cóng)國(guó)家體(tǐ)育場一直向南(nán)40公裡(lǐ)，位于大(dà)興區黃(huáng)村的金隅高新産業園，上個月剛剛完成智慧升級。

       走進園區，一棟棟現代風(fēng)格的建築高低錯落，從(cóng)園區大(dà)門(mén)到各樓宇入口，無需停下來(lái)向任何人(rén)報備，一路(lù)暢行無阻。“這就(jiù)是‘無感安防’在起作(zuò)用，它背後是支持整個園區運營的低碳智能園區平台，能實現很多看(kàn)不見(jiàn)、想不到的功能。”帶着記者走進位于A1棟的智能控制中心，一塊顯示屏清晰呈現整個園區的數字孿生(shēng)三維模型，北智建項目經理(lǐ)黃(huáng)付軍迫不及待地打開話(huà)匣子，“和‘鳥巢’裡(lǐ)那塊大(dà)屏相(xiàng)比，我們這塊可(kě)能沒那麽‘炫’，但(dàn)是更實用。”

       顯示屏正中間，一幅三維立體(tǐ)圖可(kě)以一覽園區内所有主幹道、各類樓宇、公共區域的實時場景，這是一個園區的等比例“孿生(shēng)”模型；圖像上方實時顯示着五組數據：園區總面積27.8萬平方米、企業數量38個、員(yuán)工(gōng)數量1643人(rén)、連接系統總數12個、設備總數846台。立體(tǐ)圖兩側密密麻麻分(fēn)布着各類監測内容，左側是能源碳排模塊，包括水、電等每日(rì)的用能，停車場照(zhào)明節能改造面積，溫室氣體(tǐ)排放(fàng)量等；右側是安防通行模塊，涵蓋AI攝像機(jī)、智能門(mén)禁等重點監控區域，以及入園人(rén)員(yuán)和車輛(liàng)的實時統計(jì)數據。

金隅高新産業園低碳智慧平台

       “這些物聯數據，整合了園區現有地源熱(rè)泵自(zì)控系統、變配電、給排水等基礎子系統，通過采集、彙總，集成在一個綜合中控平台上。”黃(huáng)付軍帶着記者走進一間中控室，一張長桌上，并排放(fàng)着4台電腦——最左邊的一台是園區能源碳排管理(lǐ)平台，實現能耗、碳排數據的全量監測和智能分(fēn)析，提供能源碳排定額管理(lǐ)、用能診斷、效能評價和碳資産管理(lǐ)工(gōng)具，爲園區碳中和提供基礎數據依據；其餘3台分(fēn)别對應監控系統、地源熱(rè)泵自(zì)控系統、配電智能監控系統，它們背後連接着成百上千個物聯設備，能夠實時進行遠(yuǎn)程診斷和智能預警，實現園區内重要設備集中值守，讓用能設備更安全，服務更高效。

       “這個平台相(xiàng)當于園區的‘數字中樞’，可(kě)以幫助物業管理(lǐ)人(rén)員(yuán)更快(kuài)發現問(wèn)題，及時處理(lǐ)。”黃(huáng)付軍說(shuō)，爲了建設好這一“中樞”，團隊也下了不少功夫，“以變配電系統爲例，光(guāng)是排查園區每個配電室原有設備、劃分(fēn)線路(lù)，就(jiù)需要十幾個工(gōng)程師(shī)花上大(dà)半個月時間，這些内容理(lǐ)順了之後，還(hái)要錄入新規劃的設備信息，反複校(xiào)對測試。”

       項目團隊還(hái)聚焦“低碳智能”的理(lǐ)念，針對園區内寫字樓、科(kē)創企業、酒店(diàn)等不同業态的建築，設計(jì)了不同的用能模型，最終形成一套完整的能源碳排管理(lǐ)系統。同時，升級改造了園區的地源熱(rè)泵自(zì)控系統、空調末端群控系統、智慧灌溉系統等節能工(gōng)程。黃(huáng)付軍介紹，園區管理(lǐ)者通過能源碳排管理(lǐ)平台，對于重點區域的空調、照(zhào)明等重點用能設備進行智能分(fēn)析和調控，實現按需供能，降低能源消耗和碳排放(fàng)；利用閑置屋頂面積大(dà)、無遮擋等優勢條件(jiàn)，進行分(fēn)布式光(guāng)伏發電系統規劃，爲園區提供綠色能源，直接替代傳統電力、降低碳排。

       平台正式上線後，園區運營更加“智慧”。金隅高新産業園獲得(de)了由中國(guó)質量認證中心簽發的“碳中和證書(shū)”，成爲金隅集團首個“碳中和”園區。

 

讓溫暖“精準”入戶

       “往年(nián)冬天，一趕上大(dà)風(fēng)天兒或者突然降溫，屋裡(lǐ)就(jiù)冷(lěng)飕飕的。今年(nián)一直挺暖和，隻穿一件(jiàn)單衣就(jiù)行了。”談起對今年(nián)供暖季的感受，朝陽區和平街十區的居民(mín)們連連豎起大(dà)拇指。

       這個有着1300餘戶居民(mín)、60多年(nián)樓齡的老小區在2022年(nián)10月完成了智慧化供熱(rè)改造，實現溫暖“精準”入戶，依托的也是北智建的科(kē)技力量。

       冬奧會剛結束，北京首開城(chéng)市運營服務集團有限公司（簡稱“首開城(chéng)運集團”）就(jiù)向北智建遞出橄榄枝。在北京市城(chéng)市管理(lǐ)委員(yuán)會的指導下，作(zuò)爲北京市智慧熱(rè)力三大(dà)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(mín)社區建築智能化供熱(rè)改造工(gōng)作(zuò)。

        “從(cóng)20多萬平方米，到160多萬平方米，從(cóng)一座場館、一個園區，到城(chéng)市中的一片區域，我們面對的挑戰升級了。”接到任務後，朱傑默默在心裡(lǐ)算了筆賬，“表面上看(kàn)到的是建築面積翻了8倍，更深層的難點是，相(xiàng)較于單一的場館和建築，本次試點範圍内的供熱(rè)建築相(xiàng)對複雜，其中包括不少老舊小區，很多問(wèn)題需要我們去(qù)現場調研，逐一解決。”

       要趕在2022年(nián)冬季供暖之前，完成首開城(chéng)運集團在管的朝陽區、豐台區多個街道所屬的10餘個小區近20處鍋爐房(fáng)和熱(rè)力站(zhàn)的智慧供熱(rè)改造，留給團隊的時間緊迫。從(cóng)初春到仲夏，李然帶領團隊，一次次調研、詳細摸排試點小區的實際情況，協力合作(zuò)，拿出了一份詳細的設計(jì)方案。

       “從(cóng)設備級到建築級，再到城(chéng)市級，我們讓城(chéng)市的供熱(rè)場景實現了由微觀到宏觀的‘數字孿生(shēng)’。”朱傑介紹，這個智慧供熱(rè)平台涵蓋熱(rè)源端、熱(rè)力站(zhàn)、單元樓棟和居民(mín)用戶在内的整個供熱(rè)環節，實現能源計(jì)量與數據采集、能源智能控制、數據交互與分(fēn)析管理(lǐ)，通過負荷預測、數據分(fēn)析和運行策略優化，取代以往的人(rén)工(gōng)手動設置供熱(rè)，實現自(zì)動調節，按需供熱(rè)、精準供熱(rè)。

       “智控”如(rú)何實現？朱傑解釋，以往供熱(rè)一線的工(gōng)人(rén)是按照(zhào)經驗，通過主觀判斷和計(jì)算來(lái)進行分(fēn)配式的供熱(rè)，像調節熱(rè)力閥這樣的技術(shù)活兒，機(jī)器必須充分(fēn)領會工(gōng)人(rén)師(shī)傅們的智慧，讓冷(lěng)冰冰的算法變得(de)更有溫度。

       爲此，北智建團隊中的數據分(fēn)析師(shī)、算法工(gōng)程師(shī)與首開城(chéng)運集團的供熱(rè)運營專家們合作(zuò)，在平台驗證階段再次到現場實地走訪、調研，向一線工(gōng)人(rén)們請(qǐng)教不同天氣、不同樓宇采用的供暖策略，學習供暖系統水力平衡調節等技巧，“比如(rú)熱(rè)力閥門(mén)的開度是二分(fēn)之一還(hái)是四分(fēn)之一，這些需要人(rén)工(gōng)上手調節的環節，我們要讓計(jì)算機(jī)系統也用‘手’實現。”

       最終，經過多輪探討(tǎo)、反複驗證，一套“監管控”一體(tǐ)化智慧供熱(rè)管理(lǐ)系統問(wèn)世。

       “這套系統中，凝結了供熱(rè)專家們常年(nián)在現場總結的經驗，也融入了人(rén)工(gōng)智能、物聯網的智慧。”朱傑打了個形象的比方，它就(jiù)像一個經驗豐富、24小時不休息的“供熱(rè)站(zhàn)長”——融合了多種智能算法的數字供熱(rè)場景模型，就(jiù)是智慧供熱(rè)系統的“大(dà)腦”；小區樓宇加裝的溫度、壓力、流量、熱(rè)量以及居民(mín)家中的室溫采集器，就(jiù)相(xiàng)當于智慧供熱(rè)系統的“眼睛”；建築物内安裝的自(zì)動化調節電動閥門(mén)和裝置，就(jiù)是智慧供熱(rè)系統的“手”。“不僅能實現對用戶用熱(rè)和溫度數據的全量采集和監控，還(hái)能根據不同樓層、不同朝向住戶實際的溫度，合理(lǐ)調節供熱(rè)量，使按需供熱(rè)成爲常态。”

       率先完成160餘萬平方米的智慧供熱(rè)試點建設後，在未來(lái)的三個供暖季，智慧供熱(rè)平台覆蓋面積将擴大(dà)到2489萬平方米。

       北智建技術(shù)人(rén)員(yuán)全部守候智慧供熱(rè)平台，随時待命。“萬一出現故障，加緊排除，确保整套系統運轉穩定、可(kě)靠。”朱傑說(shuō)，從(cóng)低碳建築到低碳城(chéng)市，助力建築、園區、城(chéng)市的低碳智能建設，他(tā)和團隊期待着，爲更多城(chéng)市“微單元”裝上“神經末梢”，打造北京智慧城(chéng)市建設新模式。