港口是综合交通运输枢纽，也是经济社会发展的战略资源和重要支撑，党中央高度重视港口发展，交通运输部、国家发改委等多部门陆续印发了支持和引导港口行业的发展政策，并规划到2025年我国世界一流港口建设取得重要进展，主要港口绿色、智慧、安全发展实现重大突破。

(资料图)

中科星图瑞云科技有限公司（以下简称“星图瑞云”）依托GEOVIS数字地球和空天大数据优势，融合数字孪生、5G移动通信、人工智能等前沿技术，探索港口多能融合数字孪生智慧能源的典型应用，进一步提升港口用能效率，推动智慧绿色数字化港口建设，为港口碳达峰与碳中和的具体实施贡献力量。

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产品架构

基于物联网感知网络，构建港区电水汽热、新能源等重点设备的在线监测平台，结合数字孪生引擎，实现能源综合管控、重点设备管理、能耗分析、能耗预警、节能监管、能源报告、碳排放管理等。通过量化用能指标，指导节能评估，辅助研判用能形势，实现节能减排，降低港区整体用能指标。

全域数据采集平台

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基于物联网将相关数据采集接入到该平台上，实现动力系统（包括供配电系统、水气热系统）、新能源系统（风电、光伏、储能）、视频系统的智慧化运行监控。

智慧能源大脑

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实现数据的采集、传输、汇聚、数据治理、数据分析和数据集成，实现电、水、热等综合管控、设备管理、能耗分析等场景应用，从而为智慧化管控提供辅助决策。

数智化统一管控平台

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实现能耗管理的统一入口、统一分析、统一管理和展示平台。

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产品特点

数字孪生时空底座

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系统基于GEOVIS数字地球底座，利用北斗立体网格码、数字孪生、物联网、云计算、大数据、GIS 等新一代信息技术，实现物理世界到数字孪生世界的“多尺度-分布式-多层次”全面多维精细刻画及动态模拟，为港口用能全要素表达、全属性分析、全编码查询、全拓扑追溯、全系列演化提供支撑；实现对港口承载的各类数据进行跨类型、跨数据库的数据统一组织与网格索引，提供多源异构数据多尺度网格嵌套的查询能力；对影像、地形、港口环境、风力发电、光伏发电、储能、供水、供热、碳排放等多源异构数据的集成、二三维一体化展示及综合分析，实现三级融会贯通及一体化的数字融合，辅助业务精细化管理与决策。

港口用能实时监测

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基于实景孪生承载底座，利用创新性的实景孪生技术，综合运用GIS、三维模型、监控视频、智能分析、物联传感等多源数据打造三维立体时空一体的实景孪生港口，通过物联网设备获取站所、供配电系统、风力发电、光伏发电、储能等的监测数据，在三维实景图上更新对应的人员、物体、设备、事件的状态信息，实现港口用能业务应用的实时实景一张图综合管理，全新赋能港口精细化管理与精准指挥调度。

风力发电监测

风机运行中的状态监测和故障判断是保障风电机组安全运行、获得长期稳定收益的重要因素。因此，除对主轴承、齿轮箱、发电机等机舱内设备进行在线监测外，还应对叶片、螺栓等重要部件进行监测。针对不同的应用场景和特征，对风机运行参数实时展示，实时显示、判断风机的运行状况，及时提示告警信息。

光伏发电监测

基于半监督机器学习算法(semi-supervised machine learning，SSML)的光伏阵列故障诊断模型，利用参考光伏组件将光伏阵列电压与电流归一化，通过半监督机器学习算法分析光伏阵列工作点状态，检测故障和识别故障类型。

储能监测

平台支持储能电站主动安全预警，包括：

故障风险源在线识别：通过对全站运行数据的实时分析，识别电池故障风险源，针对不同故障隐患推送响应的维护措施，排除外部风险隐患。

电池故障早期预警：持续检测电池模组的故障特征，进行异常识别及故障诊断，排除电池早期故障。

热失控提前预警：持续检测热失控发生前的异常现象，主动进行热管理，避免事故扩大。

港口全过程能效分析

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以采集数据为依据，实现对港口能源购入、储存、加工转换、使用外销情况、能源消费构成、生产工艺及设备能量平衡和能源使用效率的综合统计分析，把握港口能效趋势，为绩效考核、成本核算提供决策依据。

港口碳排放成效

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提供碳排放的总体状况，以及按能源品种、用能单位/设备统计排放情况。全景网格化碳排放数据，结合数字孪生引擎框架，将港区碳排放的时空动态从 “过去时”推进到“现在时”，从“抽象化描述”变为“显性化表达”。

数字化智能运维

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依托远程在线监测、设备状态感知、故障预测、能耗诊断分析、线下运维派单等功能，助力传统运维向数字化智能运维转型升级。平台提供系统化、标准化的运维工作处理流程，根据故障紧急程度、处理优先级等对告警信息进行筛选和排序，自动或手动生成运维工单。完整记录工单分派，转交，处理，协同，评价，事件进展一目了然，保障工作流程运作标准化、专业化。

平台持续对危险源进行动态监测，当发生应急事件时，将事故影响的设备、物体等在三维实景图上标记出来，点击地图上的告警标记来进一步展示事件的信息、视频。支持处置后对处置过程进行复盘。

无人机自动巡检

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采用无人机对港口内敏感目标区域自动巡检，若发现火情则使用无人机搭载水基灭火弹扑灭。平台采用先进的机器学习技术和视觉模式识别算法对巡检结果进行分析和识别，从而快速准确地判断火灾发生位置和规模，帮助管理人员全面了解火源。利用无人机在空中搭载水基灭火弹，在空中对火灾点进行精准灭火，避免了人员受到伤害和环境污染，同时降低了人力物力成本，提高了效率。借助系统配备的无人机控制平台和操作界面，实时监测和控制无人机的巡检和灭火操作，并且能够实现对数据、图像的实时传输和处理，大大提高了操作的可视化程度。

北斗导航助力港口节能减排

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港口在货物运输或者货物中转的过程中停留时间的长短，标志着货物换装速度的快慢和作业效率的高低，提高港口运作效率的方法之一就是使用高精度的导航和更加快捷的通讯方式，即北斗卫星导航系统和5G通讯技术。

在集装箱作业方面，为避免港口“错箱”事件的发生，通过给集装箱和集卡安装北斗终端，利用北斗系统精准地完成集装箱装卸及集卡行驶工作。集装箱、集卡信息可以在数字孪生实景中展示，平台甚至可以为集卡规划最优路线，缩短作业时间。

在自动化操控方面，通过应用北斗系统、5G通信技术、无人驾驶、可视化技术等相关技术，将自动化码头的岸桥、场桥、拖车等港口作业设施在平台中实现了3D实时全景显示，保障了司机在远程操控中心操控的准确性。

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未来展望

基于数字地球的精细化能源监管平台，能够帮助港口构建更加完善的能源领域设备管理体系，增强港区能源智慧管理能力；节省用能以及运维管理成本，带来经济效益；降低碳排放，推动智慧绿色数字化港口建设。

星图瑞云是中科星图智慧科技有限公司旗下子公司，以自主研发为基础，以客户需求为导向，提供专业软硬件产品解决方案，致力于数字化乡村、国企数字化转型、工业物联网建设、赋能城镇更新，产品种类丰富，并和各行各业的合作伙伴共同成长，积累了大量的行业成功案例。公司拥有一批高级工程技术人才，核心技术成员均来自国内外顶尖院校，具有较强的软件、硬件及结构设计开发能力，专注于大数据、物联网和人工智能的研发和产业化落地，坚持自主创新并持续加大研发投入，拥有扎实的技术积累和服务经验沉淀。