伴随着城镇化和工业化的高速发展，城市垃圾处理压力日益增大，水污染问题越来越严峻，在此背景下，环境保护作为保障和改善民生的重要工作也逐渐成为各级政府的共识。

进入“十四五”时期以来，我国先后发布了多项政策支持污水处理行业发展，强化污水治理。作为污水处理的关键环节，污水处理厂的自动化和信息化建设，对于改善城镇人居环境、加快生态文明建设、推进城市治理体系和治理能力现代化等具有重要作用。

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污水处理厂是一个多变量、非稳定、时变的复杂系统。在当前行业不断加强监管以及人力成本不断上升与企业盈利模式固化的矛盾影响下，污水处理自动化和信息化水平也急需得到新的发展。

近些年来，随着物联网、大数据、人工智能、数字孪生的新兴技术的不断发展和应用，数字孪生智慧污水处理厂应运而生，其本质不仅仅是用设备自动化去替代人工管理，而是通过提高污水处理厂的运行效率、业务处理效率以及安全事件应对效率，让平台和系统变得更为可靠和稳定，让人从繁琐的事务中解放出来。物理空间下的污水厂重点解决从接纳原污水至净化处理排出达标污水的全过程的管理和运维保障，数字孪生世界中的污水处理厂则是以数字化方式为物理对象创建虚拟模型，进而模拟其在环境中的运行和呈现，通过搭建和整合流程的虚拟化系统，实现全过程数字化，将运营效率和运行水准提升到全新高度，让管理工作变得更加轻松和简单。

中控信息结合多年的行业经验，依托自研的数字孪生平台，可以实现污水处理厂数字孪生一体化管控平台低成本高效率的便捷交付，通过利用数字孪生技术真实还原污水处理厂整体运行状态，可以将实时运行、设备状态及运营管理等多源数据快速接入展示，助力解决污水厂工艺流程管理、运行监管、设备保养、智慧巡检、运营安全以及辅助分析等问题，实现污水处理厂数字化管理，提高整体的运营效率，为管理者提供决策支持服务。

（1）态势感知

三维数字化全景展示把“实体空间”和“虚拟呈现”融合在一起，通过传感器采集“实体空间”生产制造过程中的所有实时数据，在“虚拟呈现”的三维环境中集成展示，并实现分析、模拟、演练、培训和监控等功能，结合人机交互技术，使虚拟环境中的生产仿真与现实中的生产无缝融合，促进厂区高效运行。

（2）工艺流程

工艺流程是污水处理厂的核心，通过对各工艺流程单元进行三维建模，实时监测各工艺单元的运行指标、运行状态以及相关设备的状态信息，同时采用模拟仿真技术对工艺流程的运行状态进行动态效果演示，真实反映污水处理厂整体的污水处理过程，使工艺流程管理更加直观便捷。

（3）设备管理

通过对设备拆解组成结构的资料进行三维建模，可以实现设备的爆炸拆解效果展示，直观呈现各设备主要部件的内部构成，并配以文字说明介绍其主要特性，结合设备动画展示设备的运行状态，在维修、培训等领域提供直观、亲手操作的效果。

（4）管网管理

在孪生场景中按照污水处理厂管网的实际分布情况进行展示，并用不同的颜色对不同的管线类型进行区分，如产生管线、自用水管、污水管、排泥管、回用管等，同时还可以通过对管道进行剖切展示，实时模拟管道内的水流方向、水质、流量等信息，方便运维人员实时了解厂区污水管网的整体运行状态。

（5）智慧巡检

智慧巡检是指以第一人称漫游的方式，在污水厂的三维模型内进行空间自动巡检。在巡检过程中，系统通过调用不同的巡查路线数据，自动在巡检过程中对视频监控、设备的状态信息、维保信息、运行参数、水流方向等涉及生产运营管理相关的数据进行逐一展示。同时，当发现有异常情况时，可实时联动周边摄像机，对异常点位进行查看，以便及时发现及时应对，从而达到降低污水处理厂运维工作压力、提升管理及决策效率的目标。

将“数字孪生”的理念和技术应用到智慧污水处理厂，结合孪生场景进行综合展示，从软件角度解决污水处理厂的工艺流程管理、运行监管、设备维保、智慧巡检、运营安全以及辅助分析管理等问题，使污水处理工作从以前的被动状态变为主动，从静态到动态，从无序到有序，从粗放变为精细，最终实现科学管理，智能维护、远程诊断，有利于工作效率的高效提升，打造企业持久竞争力，赋予产业新的能量。

中控信息数字孪生平台作为一站式物联孪生应用快速构建平台为厂区数字孪生提供工程化场景配置和设备级精细管理。支持便捷地物联数据接入、高效的模型轻量化处理、设备实例化管理和流程化绑定，从而实现设备状态的全面感知。

中控信息数字孪生平台具备四大产品优势：微服务架构、开箱即用、二次开发和灵活发布。

（1）一站式孪生应用构建

提供孪生应用全链路所需的数据、引擎、服务和平台，包括行业空间数据、地图服务、设备模型、场景构建、可视化引擎和应用开发。

多种建模方式：可以根据不同的业务场景，提供手动、自动、参数化等多种建模方式，也可以能够根据客户实际需求，使用cad、bim、效果图等参考资料，并结合现场勘测数据进行模型制作。

内置丰富资源：平台提供丰富的行业组件、二三维场景组件、行业模板，可以通过拖拉拽的方式进行开发。最大程度的让应用开发者聚焦业务，降低软件开发成本，提升行业数字孪生应用的交付效率。

（2）动态物联数据融合

物联设备数据融合：无缝链接行业aiot平台，提供快捷的三维模型和物联绑定，建立物联设备孪生。提供标准的设备接入接口规范，能快速集成第三方物联平台。

业务数据接口集成：支持各类数据库、数据平台等多源数据接入，支持api接口的统一管理和数据处理。

（3）双核孪生可视化引擎

平台内置两种三维渲染引擎，包括基于webgl的可视化引擎和基于云渲染技术的可视化引擎。其中webgl适合场景较小、设备动画复杂、科技风、gis地图的应用，而云渲染引擎则很好地适配了场景较大、影视级效果、实景三维场景的应用效果，用户可以根据需求自助选择。