下基础设施数字孪生成熟度评价指南.docx

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1、地下基础设施数字学生成熟度评价指南一、标准名称：地下基础设施数字学生成熟度评价指南二、项目提出单位：上海市交通委员会三、起草单位：主要起草单位为同济大学。四、立项理由：1国家对基础设施数字挛生技术的政策要求建设数字中国是数字时代推进中国式现代化的重要引擎，是构筑国家竞争新优势的有力支撑。加快数字中国建设，对全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴具有重要意义和深远影响。基础设施数字化是现代化建设的重要一环,在国家层面,基础设施数字化、数字字生技术等相关政策也陆续出台。2018年4月，中共中央国务院在关于对河北雄安新区规划纲要的批复中提出“坚持数字城市与现实城市同步规划、同步建设”要

2、求以来，中央和多部委相继出台政策文件，加快数字挛生技术、应用、产业的发展。2019年国务院印发的交通强国建设纲要中提出推进数据资源赋能交通发展，加速交通基础设施网、运输服务网、能源网与信息网络融合发展，构建泛在先进的交通信息基础设施的战略目标。同年，交通运输部印发的数字交通发展规划纲要中提出了“推动交通基础设施规划、设计、建造、养护、运行管理等全要素、全周期数字化，实现对物理设施的三维数字化呈现”和“加快完善面向数字交通应用的交通基础设施工程建设标准，推动信息基础设施与交通基础设施同步规划、同步设计、同步建设、同步运维。按照交通运输信息化标准体系，持续完善相关标准”的规划目标。隧道、地铁等地下

3、基础设施是国家交通基础设施的重要组成部分，加强信息化、数字化技术在隧道等交通基建全寿命周期的应用，推动新型交通基础设施建设，己成为当前国家和地方的重要战略规划。2023年“十四五”规划纲要提出，“十四五”时期要统筹推进传统基础设施和新型基础设施建设，打造系统完备、高效实用、智能绿色、安全可靠的现代化基础设施体系。包括交通、能源、水利、物流等传统基础设施以及以信息网络为核心的新型基础设施,在国家发展全局中具有战略性、基础性、先导性作用。其中也提出了“智慧城市”建设的目标，数字化基础设施也是智慧城市建设的重要组成部分。2023年数字中国建设整体布局规划提出，要加快推进数字基础设施建设，推动数字挛生

4、技术在制造、交通、能源等领域的应用，促进数字经济高质量发展。其次指出，要优化数字化发展环境，建设公平规范的数字治理生态。为了响应国家发展战略，上海市在数字化和数字挛生领域也提出了一些政策要求。上海市全面推进城市数字化转型“十四五”规划明确提出“面向数字时代的城市功能定位，加强软硬协同的数字化公共供给，加快推动城市形态向数字挛生演进，构筑城市数字化转型新底座此外，上海市还提出了若干政策表明了城市数字化发展、基础设施数字挛生的发展方向。如，上海城市数字化转型标准化建设实施方案，上海市标准化发展纲要，上海市智能交通系统顶层实际（2023-2025年）。本标准的编写，不仅可以直接助力数字挛生技术在地下

5、基础设施中的应用，规范数字挛生技术发展方向，也是对建设“数字中国”的积极响应，加快城市数字化转型的进程。2 .地下基础设施的特殊性地下工程相较于其他建筑工程具有复杂的地质条件、恶劣的施工环境、较高的安全风险和维护成本等特殊性。这些特殊性意味着地下基础设施建设、运营和维护中需要处理大量的数据和信息，以确保工程的安全性、可靠性和经济性。地下基础设施建设需要面对复杂的地质条件，如不同密度的土层、地下水位变化、断层和岩石等，这些因素都会对地下基础设施的建设和运行产生影响。数字挛生技术可以通过各种传感器和监测设备获取大量的地质信息，建立地质模型,模拟地质条件的变化和影响，以评估工程的安全性和可行性。地下

6、基础设施建设需要在狭小、湿润、高风险等恶劣的施工环境中进行。数字挛生技术可以通过建立施工模型，模拟不同施工条件下的影响，预测施工中可能出现的问题和风险，以提前采取措施，保证施工的安全性和质量。其次，通过数字挛生技术，实现地下基础设施工程的自动化建造或智能建造，可以极大提高地下基础设施工程的效率和安全性。地下基础设施建设面临地层变形、地下水涌入、建筑物沉降等风险。数字挛生技术可以通过建立工程模型，实时监测工程的运行状态，预测潜在的风险和危险，及时采取措施避免事故的发生。地下基础设施建设后，其维护和管理成本较高，需要采用先进的设备和技术手段，进行长期的监测和维护，以延长工程的寿命和使用期限。数字挛

7、生技术可以通过建立设施模型，实时监测设施的运行状态和维护需求，对地下基础设施全寿命周期进行监测，及时预测设施的维护需求，制定科学有效的维护计划，减少维护成本和资源浪费。综上，地下基础设施工程由于其隐蔽性和复杂性，对数字挛生技术有更为紧迫的需求。本标准的编写，可以推进数字挛生技术在地下基础设施建设和运维中的应用，加快地下基础设施数字化进展。3 .行业对数字李生技术成熟度评价的需求地下基础设施应用数字挛生技术是未来的发展方向，是建设智慧城市的必经之路，但目前地下基础设施数字挛生项目缺乏统一的评价方法。该评价标准正是为解决这一问题所提出的。（1）为数字挛生技术在地下基础设施中的发展与应用提供依据与标

8、准。在地下基础设施建设和运维中，数字挛生技术可以有效地监测、分析和优化结构和环境的安全性、稳定性和可靠性，提高工程质量和效率。因此，建立一套科学合理、操作简便、适用广泛的数字挛生技术成熟度评价体系，对于指导数字挛生技术在岩土工程中的发展与应用具有重要意义。（2）明确数字挛生技术研发目标，促进技术与产品朝向全要素、深层次发展。数字挛生技术涉及多个学科领域和多种专业知识，需要综合考虑数据采集、传输、处理、表达、分析、服务等多个方面的问题，并不断地进行验证、测试和改进。通过对数字挛生技术成熟度进行评价，可以明确当前技术水平与期望水平之间的差距，确定研发目标和方向，促进技术与产品从单一功能向多功能、从

9、表面信息向深层信息、从静态模拟向动态模拟等方面进行创新和提升。（3）促进数字挛生技术的大范围、高质量工程应用。数字挛生技术作为一种前沿且具有广阔应用前景的地下基础设施智能化手段，已经引起了行业内的普遍重视，并开展了大量研究与试运行。然而，由于缺乏统一规范和标准，不同地区或单位对于数字挛生技术的认识、要求、发展方向可能存在差异或偏差，影响了其推广普及效果。通过建立并执行统一权威的数字挛生技术成熟度评价体系，可以规范并提高应用水平，并根据评价结果进行持续改进或优化调整。五、主要内容（标准标题）：地下基础设施数字挛生:地下基础设施的建设及运维过程在信息空间的多物理、超写实的动态仿真映射，其通过传感器

10、与控制器实现对实体的高保真描述、模拟、预测与反馈，并通过自学习实现对物理实体的不断逼近。数字挛生成熟度:对数字挛生技术功能完整性、成效、应用广度与深度的综合评价方法与指标体系，用于数字挛生技术水平的定性与定量化评价。数字挛生成熟度评价方法:用于数字挛生成熟度进行定量化评价的指标计算方法与参数确定手段。数字挛生成熟度主要分级:根据数字挛生核心功能实现程度定性划分的成熟度等级，包括以虚推实、以虚映实、以虚挖实、以虚预实、以虚优实、以虚控实、虚实共生7个主要等级.数字挛生成熟度评价指标:从数据功能完整度、数据符合度、数据覆盖度、直接数据比、效率优势、成本优势6个方面，分别通过定量化计算方法，根据数字挛生对地下基础设施应用的深度与广度，以及产生的效果，得到的量化评价结果.标准技术内容分为6个部分，分别为：1 .范围2 .规范性引用文件3 .术语和定义4 .缩略语5 .地下基础设施数字挛生成熟度的分级指标6 .地下基础设施数字挛生成熟度评价方法六、适用范围：本文件规定了地下基础设施数字挛生成熟度的评价标准，其中包括术语与定义、缩略语、地下基础设施数字挛生成熟度评价指标、地下基础设施数字挛生成熟度评价方法。本文件适用于地下基础设施数字挛生技术的研发与应用成熟度评价，可作为其他类似信息化系统项H建设参考。