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一、項(xiàng)目背景

2022年冬奧會(huì)是中國(guó)歷史上第一次舉辦冬季奧運(yùn)會(huì)，北京、張家口同為主辦城市，也是中國(guó)繼北京奧運(yùn)會(huì)、南京青奧會(huì)之后的中國(guó)第三次舉辦的奧運(yùn)賽事重大盛會(huì)，屆時(shí)必將吸引來(lái)自各國(guó)的大量運(yùn)動(dòng)員、官員及觀眾。鑒于當(dāng)前國(guó)際環(huán)境的復(fù)雜性和奧運(yùn)安保對(duì)象與范圍的復(fù)雜性，安全保衛(wèi)工作將成為整個(gè)奧運(yùn)賽事組織、籌備和運(yùn)行的重要保障基礎(chǔ)。

為應(yīng)對(duì)復(fù)雜的安保形勢(shì)，圓滿(mǎn)完成冬奧會(huì)舉辦的任務(wù)，迫切的需要對(duì)國(guó)家體育場(chǎng)（鳥(niǎo)巢）進(jìn)行一次智能化的提升，迫切需要綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、生物識(shí)別、地理信息、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，構(gòu)建點(diǎn)、線、面全覆蓋的立體化安保防護(hù)網(wǎng)，并實(shí)現(xiàn)“感知的全、掌握的準(zhǔn)、調(diào)度的快、追溯的到”的立體化智慧安保方案。

新冠疫情之后，日常工作生活中的疫情防控將成為新常態(tài)，此次突發(fā)疫情引發(fā)對(duì)公共場(chǎng)所室內(nèi)環(huán)境健康的高度關(guān)注。體育場(chǎng)館室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量直接影響到運(yùn)動(dòng)員、觀眾、媒體等的運(yùn)動(dòng)工作效率與身體健康。然而，由于體育場(chǎng)館存在人員聚集密度高，通風(fēng)方式相對(duì)簡(jiǎn)單，導(dǎo)致容易產(chǎn)生室內(nèi)污染物濃度超標(biāo)、環(huán)境質(zhì)量差等問(wèn)題。因此，作為大型體育場(chǎng)館的典型案例，國(guó)家體育場(chǎng)亟需建立疫情防控的一體化解決方案，建立應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警及保障機(jī)制，落實(shí)疫情防控常態(tài)化管理，改善體育場(chǎng)館環(huán)境品質(zhì)，保障公眾健康。 

二、規(guī)劃構(gòu)思及主要內(nèi)容

研究國(guó)際大型體育場(chǎng)館智能化發(fā)展方向，圍繞數(shù)字孿生平臺(tái)、場(chǎng)館智能安防、智能觀眾體驗(yàn)等要素，結(jié)合國(guó)家體育場(chǎng)（鳥(niǎo)巢）的具體情況，通過(guò)關(guān)鍵技術(shù)的集成、測(cè)試和迭代，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，利用冬奧契機(jī)，建設(shè)大型體育場(chǎng)館智能化改造的示范項(xiàng)目，探索公共建筑智慧化改造運(yùn)營(yíng)的新模式。

本項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容分為：一張數(shù)字底圖，八個(gè)示范性應(yīng)用，一個(gè)中控中心。分別介紹如下： 

1．一張數(shù)字底圖（數(shù)字孿生平臺(tái)）

基于GIS、BIM、CAD、3Dmax等數(shù)據(jù)模型形成的高精度模型，為鳥(niǎo)巢構(gòu)建物理空間的數(shù)字虛擬映射，構(gòu)建鳥(niǎo)巢及周邊三維場(chǎng)景，真實(shí)還原場(chǎng)景。其中，核心區(qū)三維模型具備三維仿真級(jí)精度，滿(mǎn)足正常景色和夜景需求，并搭建鳥(niǎo)巢主體建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型以及設(shè)施設(shè)備BIM模型，實(shí)現(xiàn)孿生鳥(niǎo)巢可視化、場(chǎng)景要素可視化。

2．八個(gè)示范性應(yīng)用

（1）智慧健康環(huán)境管理：通過(guò)建設(shè)“環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)感知系統(tǒng)——環(huán)境AI評(píng)估系統(tǒng)——環(huán)境治理系統(tǒng)”形成全閉環(huán)系統(tǒng)以最終實(shí)現(xiàn)場(chǎng)館室內(nèi)健康微環(huán)境的保障效果。根據(jù)大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)的環(huán)境感知，構(gòu)建場(chǎng)館不同細(xì)分區(qū)域的環(huán)境基線模型，實(shí)現(xiàn)潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。

（2）能源管理物聯(lián)網(wǎng)：針對(duì)鳥(niǎo)巢空間大、設(shè)備多、使用場(chǎng)景復(fù)雜、改造周期短、可持續(xù)利用要求高等難點(diǎn)，采用基于群智能技術(shù)的能源優(yōu)化管理系統(tǒng)，可以在保證滿(mǎn)足賽時(shí)和賽后、滿(mǎn)場(chǎng)和局部、分時(shí)和分地的溫濕度、空氣品質(zhì)及光環(huán)境使用需求的同時(shí)達(dá)到能源管理的全局優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)備故障診斷，提高運(yùn)維效率，實(shí)現(xiàn)能源節(jié)省20%-30%。

（3）設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)與預(yù)警：考慮鳥(niǎo)巢本次改造需求，既有新增智能物聯(lián)設(shè)備，也有消防、電梯、廣播等子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，并且需要與鳥(niǎo)巢數(shù)字底圖、智慧健康環(huán)境管理、能源管理物聯(lián)網(wǎng)、智慧安防平臺(tái)對(duì)接，為消防系統(tǒng)誤報(bào)警診斷、暖通系統(tǒng)故障預(yù)警、雨污排放監(jiān)測(cè)預(yù)警功能提供數(shù)據(jù)支撐和業(yè)務(wù)應(yīng)用。

（4）智能安防系統(tǒng)：充分利用當(dāng)前人工智能、行為識(shí)別、圖像大數(shù)據(jù)以及生物識(shí)別等技術(shù)，構(gòu)建國(guó)家體育場(chǎng)（鳥(niǎo)巢）點(diǎn)線面立體化、全覆蓋安保防護(hù)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)“感知的全、掌握的準(zhǔn)、調(diào)度的快、追溯的到”的立體化實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用，更好的服務(wù)于冬奧會(huì)期間的安全保障工作。

（5）互動(dòng)型交通調(diào)度系統(tǒng)：通過(guò)互動(dòng)型交通調(diào)度子系統(tǒng)的搭建，形成鳥(niǎo)巢交通與城市交通的互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鳥(niǎo)巢大型活動(dòng)從入場(chǎng)誘導(dǎo)系統(tǒng)，到散場(chǎng)疏散系統(tǒng)的全過(guò)程調(diào)控，使得鳥(niǎo)巢交通不會(huì)對(duì)城市交通產(chǎn)生過(guò)于負(fù)面的影響；同時(shí)，引導(dǎo)鳥(niǎo)巢交通快速疏散，實(shí)現(xiàn)30分鐘內(nèi)鳥(niǎo)巢及周邊城市交通恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

（6）共享智慧停車(chē)：在國(guó)家體育館周邊2km范圍內(nèi)公共停車(chē)場(chǎng)建立數(shù)據(jù)共享平臺(tái)及智能共享智慧停車(chē)誘導(dǎo)體系。通過(guò)停車(chē)與智能硬件、物聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合，數(shù)字化管理冬奧會(huì)期間鳥(niǎo)巢及周邊交通組織及停車(chē)工作，促進(jìn)鳥(niǎo)巢周邊停車(chē)資源開(kāi)放共享、高效利用，提升賽事期間鳥(niǎo)巢停車(chē)效率，減少交通擁堵及快速入、離場(chǎng)。

（7）智能觀眾服務(wù)：采用先進(jìn)的視覺(jué)定位、圖像識(shí)別、人工智能、語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)義理解、語(yǔ)音合成等技術(shù)，主要針對(duì)場(chǎng)館智能服務(wù)的要求，從觀眾觀看賽事活動(dòng)、出行、餐飲、購(gòu)物、娛樂(lè)等方面的對(duì)場(chǎng)館的服務(wù)設(shè)施進(jìn)行全面升級(jí)。智能觀眾服務(wù)系統(tǒng)包括場(chǎng)館定位導(dǎo)航子系統(tǒng)、多語(yǔ)言智能翻譯子系統(tǒng)、智能售賣(mài)子系統(tǒng)三個(gè)部分。

（8）智能數(shù)字消費(fèi)：包括360度自由視角直播系統(tǒng)與智能售賣(mài)機(jī)器人兩部分。在冬奧會(huì)及大型活動(dòng)期間，采用360度覆蓋全場(chǎng)的拍攝相機(jī)，可以讓觀看賽事的觀眾具有身臨其境的觀看體驗(yàn)，通過(guò)自由選擇觀看視角，模擬變速效果，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化的慢鏡頭、時(shí)間靜止等效果，帶來(lái)沉浸式體驗(yàn)。

3．一個(gè)中控中心

中控中心包括指揮中心基礎(chǔ)建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)。指揮中心基礎(chǔ)建設(shè)以打造安全舒適、簡(jiǎn)捷易用、視聽(tīng)豐富的環(huán)境為目標(biāo)，滿(mǎn)足鳥(niǎo)巢中央操控、會(huì)議匯報(bào)、政務(wù)接待、信息發(fā)布、展覽展示的需求。

三、技術(shù)創(chuàng)新與特色/項(xiàng)目特點(diǎn)

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)符合國(guó)家政策和主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。方案先進(jìn)、智能化程度高、實(shí)施方案可行，能夠滿(mǎn)足國(guó)家體育場(chǎng)（鳥(niǎo)巢）智能化改造提升的需求，在公共建筑智能化建設(shè)領(lǐng)域具備很高的示范效應(yīng)以及推廣價(jià)值。

數(shù)字底圖是構(gòu)建數(shù)字孿生平臺(tái)空間可視化的基石，可基于二三維空間數(shù)據(jù)（以三維數(shù)據(jù)為主）整合多來(lái)源數(shù)據(jù)并提供數(shù)據(jù)服務(wù)，為數(shù)據(jù)提供統(tǒng)一入口。通過(guò)一張圖平臺(tái)提供的數(shù)據(jù)服務(wù)，支持場(chǎng)館人員進(jìn)出全方位感知，支持實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)呈現(xiàn)等，是鳥(niǎo)巢達(dá)到可感、可知、可控、可決策的信息化管理水平的基石，可大大提升場(chǎng)館運(yùn)營(yíng)維護(hù)水平，為探索未來(lái)大型體育場(chǎng)館及公共建筑智能化改造運(yùn)營(yíng)的新模式奠定基礎(chǔ)。

智慧健康環(huán)境管理一方面是構(gòu)建數(shù)字孿生平臺(tái)環(huán)境專(zhuān)項(xiàng)的重要構(gòu)成要素之一，另一方面對(duì)落實(shí)疫情防控常態(tài)化管理、改善體育場(chǎng)館環(huán)境品質(zhì)、保障公眾健康具有重要意義。通過(guò)在場(chǎng)館建設(shè)“環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)感知系統(tǒng)——環(huán)境AI評(píng)估系統(tǒng)——環(huán)境治理系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，及時(shí)聯(lián)動(dòng)通風(fēng)空調(diào)等環(huán)境設(shè)備設(shè)施，在提高場(chǎng)館環(huán)境管理效率的同時(shí)，打造安全、健康、舒適的環(huán)境空間。

能源管理及設(shè)備巡檢、故障預(yù)警可有效提升場(chǎng)館運(yùn)行效率和質(zhì)量，指導(dǎo)運(yùn)維人員對(duì)重點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行針對(duì)性的檢測(cè)與維護(hù)，降低設(shè)備故障發(fā)生頻率，有力保障鳥(niǎo)巢重大賽事和活動(dòng)期間的供冷和供熱。其中，暖通系統(tǒng)故障預(yù)警具有一定創(chuàng)新性，其建議對(duì)系統(tǒng)故障診斷算法進(jìn)行綜合分析，避免單一的故障指標(biāo)導(dǎo)致對(duì)設(shè)備故障作出誤判和漏判。

互動(dòng)型交通調(diào)度系統(tǒng)和共享智慧停車(chē)方面，有助于充分挖掘和利用現(xiàn)有鳥(niǎo)巢周邊道路交通系統(tǒng)、公共交通及軌道交通資源，通過(guò)智慧、高效、便捷的調(diào)度系統(tǒng)提升區(qū)域交通管理水平，為其他大型體育場(chǎng)館及大型活動(dòng)組織提供示范作用，為未來(lái)北京構(gòu)建更大規(guī)模智慧城市、智慧交通平臺(tái)積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

四、項(xiàng)目實(shí)施成果及社會(huì)影響

本項(xiàng)目將以冬奧會(huì)開(kāi)閉幕式國(guó)際重大活動(dòng)為契機(jī)，通過(guò)對(duì)鳥(niǎo)巢體育場(chǎng)館的智能化改造，形成包括數(shù)字孿生、能源管理物聯(lián)網(wǎng)、環(huán)境管理、大型活動(dòng)組織管理體系和建模方法等全套智能化場(chǎng)館和重大活動(dòng)保障的完整技術(shù)管理體系、標(biāo)準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)針對(duì)智慧化場(chǎng)館的大數(shù)據(jù)仿真推演、態(tài)勢(shì)感知、指揮管理、反向控制、全域防控等多種智能化應(yīng)用的全面管理體系建設(shè)，樹(shù)立大型場(chǎng)館智能化建設(shè)的標(biāo)桿，全面構(gòu)建我國(guó)自主智能建筑技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)生態(tài)，全面提升我國(guó)大型建筑智能化水平。

智慧健康環(huán)境管理系統(tǒng)的建設(shè)，有助于建立重大突發(fā)公共衛(wèi)生事件下應(yīng)對(duì)室內(nèi)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警及保障機(jī)制，對(duì)落實(shí)疫情防控常態(tài)化管理、改善體育場(chǎng)館環(huán)境品質(zhì)、保障公眾健康具有重要意義。環(huán)境品質(zhì)讓用戶(hù)產(chǎn)生直接感知，符合人民對(duì)健康室內(nèi)環(huán)境的需求，促進(jìn)了傳統(tǒng)環(huán)境設(shè)施的數(shù)字化改造，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

通過(guò)對(duì)奧運(yùn)場(chǎng)館周邊停車(chē)資源的數(shù)字化、網(wǎng)格化、感知化的組網(wǎng)升級(jí)，將極大降低賽事期間由于停車(chē)效率低而帶來(lái)的交通擁堵；通過(guò)“北斗高精度定位技術(shù)＋物聯(lián)網(wǎng)感知誘導(dǎo)設(shè)施”，實(shí)現(xiàn)“車(chē)位級(jí)”智能精準(zhǔn)引導(dǎo)，大幅度降低汽車(chē)污染物的排放和交通事故的發(fā)生。奧運(yùn)賽事結(jié)束后智慧停車(chē)系統(tǒng)的持續(xù)服務(wù)，也將為周?chē)用駧?lái)良好的停車(chē)服務(wù)體驗(yàn)。