在这个日新月异的科技时代，3D技术犹如一股强劲的飓风，正以前所未有的速度改变着我们的生产与生活。越来越多的互联网应用开始以3D的方式呈现给用户，包括网络视讯、电子阅读、网络游戏、虚拟社区、电子商务、远程教育等。甚至对于智慧能源管理行业，3D互联网也为能耗监管与节约做出了巨大贡献。

作为智慧能源管理行业的先行者，广元科技始终站在低碳赋能技术前沿，不断探索与实践，在3D选型领域积累了丰富的经验，并取得了令人瞩目的成果。

一、3D技术在能源管理行业的应用

目前，能源管理大多应用在大型工厂、园区、建筑中，由于计量单位多，分类复杂，有一定阅览难度，对管理人员的管理水平要求高。许多企业希望能借助数字孪生技术，对园区内用能设备及管网系统以3D建模的形式在能源管理系统当中体现出来，方便用户远程实时了解园区生产运行状态，将能源实时消耗情况在互联网上进行展示，特殊化、个性化、真实化的生产运行展示被大多数大型企业纳入能源管理范畴中。只有看到能，看清能，才能更好地管理能，节约能。

广元科技在了解到用户需求后，引入3D建模及数字孪生技术，对已搭建的能源管理系统进行智慧模块升级，升级后智慧能源管理系统可利用实时数据对企业能源消耗进行优化，打造可提高企业整体能源绩效的软件平台。借助3D建模技术，来自各种传感器和设备的实时能源数据可全自动输入到现有的BIM模型，并向用户提供园区能源消耗全面视图。管理人员可根据可视化大屏信息实时监控能源使用情况、识别异常情况，并做出明智的决策，以优化能源效率、减少浪费和成本。

将3D建模技术与智慧能源管理系统相结合，可以更好地监测和控制能源消耗。3D模型提供有关能源使用情况的实时数据，从而帮助用户深入了解需要优化的领域。通过识别能源效率并根据用能情况做出数据驱动等决策，用户可显著减少环境足迹和能源成本。

二、基于数字孪生技术的智慧能源虚拟模型

数字孪生技术充分利用精细化物理模型、智能传感器数据、运维历史等数据，集成电、磁、热、流体等多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成对智慧能源系统的映射；数字孪生实例反映对应智能设备的全生命周期过程，能够实时更新与动态演化，进而实现对智慧能源系统的真实映射。

应用虚拟现实（VR）、增强现实（AR）以及混合现实（MR）的 3R 技术，数字孪生技术可建立可视化程度极高的智慧能源系统虚拟模型，提升可视化展示效果。利用计算机生成视、听、嗅等感官信号，将现实与虚拟的信息融为一体，增强用户在虚拟世界中的体验感和参与感，辅助技术人员更为直观、高效地洞悉用能设备当前运行信息和用能联系。

基于数字孪生的智慧能源系统虚拟模型不再仅仅是传统的平面式展示或简单三维展示，而是实现用户与模型之间的实时深度交互。利用语音、姿态、视觉追踪等技术，建立用户与智能设备之间的通道，实现多通道交互体系来进行精准交互，以支持对电力网、燃气网、热力网、交通网、供水网等多能耦合的能源系统的高效精准控制和交互。

整体来看，数字孪生既不是对物理系统进行单纯的数值模拟仿真，也不是进行常规的状态感知，更不是仅仅进行简单的 AI、机器学习等数据分析，而是将这三方面的技术都有机整合于其中。数字孪生对能源系统进行数字化建模，并在数字空间与物理空间实现信息交互；首先应用完整信息和明确机理预测未来用能情况，再发展到基于不完全信息和不确定性机理推测未来，最终实现能源系统的数字孪生体之间共享智慧、共同进化的孪生共智状态。

三、3D技术在能源管理当中的应用

目前，北京广元运用数字孪生技术搭建出来的3D智慧化能源管理系统主要能帮助用户实现以下功能：

（一）场景切换

对3D搭建出来的园区模型，系统不仅可完成昼、夜切换，同时还支持对晴天、雨天、雪天、多云、雷雨、雾霾、暴雪等天气进行修改。帮助企业快速了解在不同天气下的园区能源使用情况。

（二）能源站高亮

系统内的3D建模系统除对园区环境进行模拟外，还可对园区内能源站及能源流向情况进行模拟。当用户查看能源流向时，系统将自动将建筑切换为透明模式，同时对能源站进行高亮描边突出，同时对能源站之间的能源冷热流动进行突出显示。

（三）能源巡游

根据企业需求，系统可定制能源巡游路线，企业管理人员可通过已设定巡游路线对企业用能设备进行监控管理，设备参数直接放入3D场景中，巡游路线可以通过滑条进行进度控制，可以前进/后退到具体位置。此外，用户还可从定制巡游路线切换为键盘操控效果（WASD控制前进后退，鼠标左键可以控制视角方向）。

（四）生产环境模拟

借助数字孪生3D模拟技术，系统可对企业或工厂内生产环境进行模拟，对生产流程的全生命周期进行实时监控，帮助管理人员远程监管生产流程。以北大荒能源数字化工厂项目为例，系统借助数字孪生技术，打造透明、真实的数字车间，从原材料仓储，到清洗、去石、蒸汽、去皮、千刷、质检、称重、切削、漂烫、冷却、蒸煮、干燥、包装，全方位监控。帮助用户数字化智能管理企业用能状况，快速获取生产信息，节省人力成本约80%。