数字大庆：5G智慧城市

产品功能及原型设计理念和框架

项目背景：

大庆市争当全国资源型城市排头兵，在“十四五”战略指引下，为加快三个城市建设（ 世界著名的资源转型创新城市、中国新兴的数产深度融合城市及全省领先的高质量发展城市 ），推动5G在数字经济发展和城市转型振兴中的全面参与，将数字大庆项目作为落实网络强国、数字中国、智慧社会战略部署的具体举措和推动大庆高质量发展的关键路径。

       数字大庆中心作为大庆市四个中心的核心（旅游服务中心、城市文化中心、城市精神中心和数字大庆中心），承载着5G基础网络建设、城市管理、社会治安、交通管控、应急指挥等领域的数字化水平。

大庆市牢牢把握数字经济发展机遇，按照数字产业化、产业数字化发展方向，努力推动数字经济与实体经济深度融合，加快实现以数字赋能引领全产业链协同转型，不断提升经济转型效能。据统计，截至目前，全市建设5G基站近5000个，建设5G高标准示范基地72个，建成市域高速宽带网络，实现所有企业光纤全覆盖。

痛点问题：

第一，炼油产能过剩，基础石化原料保障能力优化度不够，乙烯、芳烃原料成本高。2016年我国炼油装置的平均开工率仅接近70%，但乙烯和芳烃的自给率仅分别为46%和45%，因此如何实现炼油与乙烯和芳烃生产平衡发展是未来石化工业需要解决的问题。

第二，传统产能过剩，高端产品供应不足，其中既有产品结构性短缺问题，也有产品竞争力问题。高新材料和高端专用化学品供应不足，新产品对快速发展的高科技领域供应能力滞后，化学新材料和专用化学品对汽车轻量化和轨道交通以及航空产业、城市建设、基础设施和电子信息及智能化产业的配套能力不足。

第三，企业布局分散和风险源过多，存在环保和安全隐患。我国现有各类化工企业3万余家，近年来退城入园”解决部分企业的问题，但仍有部分企业未实现园区化，发展存在一定的风险隐患。

针对以上问题，数字大庆采用一脑汇聚、一网统管、多源服务的方式，打造石化行业的核心智脑，通过对行业数据的加工，形成有效的数据服务支撑。

首先炼油产能过剩，石化产品优化不足问题，加大联盟产业链中化工企业的合作，打造基于5G融合技术的智慧化化工工厂，提升产能水平，实现化工原料的自己自足以及对外提供，从而将“油头化尾”推向新的阶段。

其次高端产品供应不足问题，加大5g+工业互联网平台的建设，围绕石油石化装备制造、汽车制造等重点领域，加强本地工业互联网标识解析体系建设，推动高端产品的产出与客户关系网的建设。

再次企业布局分散和风险源过多问题，通过数字大庆建设起来的产业联盟，将企业间的合作关系建立起来，同时建立化工园区，通过园区基础资源的保障形成大的产业联合体，从而解决布局分散问题，针对风险源过多，我们加大信息化手段的支持，通过5G+AI进行视频分析实时发现存在的问题，通过5G+AIot实现全域感知，实现细微问题实时发现、实时预警、实时处理的目的，同时根据数据建模可以对未来危险源的发展趋势进行有效分析，为领导分析决策、生产实时监控、职工家属民生服务等提供保障，让数据在石化城市发挥其价值。

建设思路：

在建设过程中逐渐形成石化城市在数字化转型过程中的“一链一城一联盟一平台+M企业+N应用”的标准化体系。

一链：大庆主导的石化优势产业链。

一城：建设数字化城市智治体系。

一联盟：建立联盟机制，利用联盟内成员企业（组织）领导人员在社会组织中兼职的身份，引进社会组织的成员单位参与数字城市建设，进而形成“产业联盟、产业社群”，更有利于构建与目标企业建立长期、稳定的关系，形成产业生态，增强对企业的影响力和凝聚力。

一平台：搭建合作平台（能力平台）。

M企业：引进产业链内企业进驻。

N应用：开发N个与石化产业链需求高度适配的应用。

总体架构：

建设架构总体上可以概括为“八个一”，即：依托一朵云、建好一套库、整合一张图、打通一张网、集成一中台、汇聚一个脑、展示一组屏、管好一座城。

完成核心智脑建设：数字化转型的背后是“智慧大脑”––大庆油田智慧指挥中心的支撑。技术人员可以对油田12万多口油气水井，8100座油气站库、10万公里油气管道、3万公里的电力线路进行统一管控，实现了队伍在哪里、设备在哪里、现场在哪里，智慧指挥中心的调度管控就覆盖到哪里。通过对企业已有的信息系统（视频监控平台、时空信息平台、物联网平台等）进行数据拉通，与相关管理部门数据进行整合建模，形成石化城市数据模型标准，为上层应用与展现提供能力支持（数据采集、数据治理、数据加工、数据建模、数据服务等），现阶段已采集大庆市42个委办厅局及企业的6000余个数据目录，共采集数据2.5亿余条，通过这些数据的融合为生产工作提供有力支撑。过去启停一口抽油机至少需要40分钟，现在只需点一下鼠标，几秒钟就能完成。目前，大庆油田已累计对3.1万口油水井完成了数字化改造，159座联合站实现集中监控，259座所站实现无人值守，数字化转型、智能化发展正在加速为老油田的高质量发展“赋能”。

打造城市一张网 ：升级完善互联网、电子政务外网以及业务专网，打造全市互联互通“一张网”，加快政务系统上云步伐，促进资源高效合理利用和统一安全防护。建设5G传输网，以大数据中心和市政府为核心，构建东、西环两个传输环网，覆盖奥体中心、公安科信、萨尔图区政府、高新区管委会、华为云数据中心、建设大厦等13个汇聚节点，为39个厅局委办局、市政府、人大数据中心的信息传输及承载提供互联通道，并形成完善环网保护。

建成工业互联网平台：围绕石油石化装备制造、汽车制造等重点领域，推动建设覆盖全区各行业的低成本、低时延、高可靠、广覆盖的工业互联网网络基础设施，加强本地工业互联网标识解析体系建设。引导平台增强5G、人工智能、区块链、增强现实/虚拟现实等新技术支撑能力，强化设计、生产、运维、管理等全流程数字化功能集成，提升企业生产力。以工业互联网平台为基础向下整合各种设备，向上承载海量工业应用，为制造业提供应用支撑和数据服务，加强云计算产业链合作和生态体系及应用服务体系建设。积极推动工业互联网应用，鼓励企业基于工业互联网开展设备健康维护、生产管理优化、协同设计制造、制造资源租用等应用创新服务。积极推动企业上云，借助工业大数据等支持重点产业数字化转型。

提供制造创新平台：建立大庆特色的石化产业联盟，建设数字经济孵化中心，为智能制造领域的企业、研究机构、个人提供技术交流平台和展演宣传平台，推动智能制造领域产、官、学、研、用等的联合及互动，为供需双方提供 信息交流、需求调研、技术咨询、技术转移、技术合作、解决方案等服务，有效贯通智能制造创新链、产业链和金融链，提升大庆智能制造的竞争力和影响力。

打造多个5G智能工厂：利用各种5G、人工智能等现代化技术，实现工厂的办公、管理及生产自动化，达到加强及规范企业管理、减少工作失误、堵塞各种漏洞、提高工作效率、进行安全生产、提供决策参考，高水平建设智能工厂。大力培育示范企业和智能工厂，发挥典型示范作用，鼓励行业龙头企业在5G、工业互联网、智能制造等领域开展先行先试，利用工业互联网平台，不断扩大对外开放合作，将产品设计、生产制造等业务流程和采购、销售等管理体系向产业链上下游企业延伸，带动中小企业开展网络化、数字化改造。

完成5G数字油田建设：开展5G在油气行业的应用场景探索，研究5G+云+AI在内的新一代信息技术在资源勘探发掘领域的应用。完成基于5G的智慧油井数据回传，开发5G+智能监控、5G+智能数据采集、5G+地质勘测、5G+远程控制、5G+移动办公等创新应用场景。实现油田的智能化管理，从而提升油田的经济效益和人均生产管理效率，助力油田数字化转型。

打造智慧石化体系：通过5G+智慧化建设，强化石化行业发展的三大基石：生产、安全、环保。安全生产方面，基于5G+云+AI，实现危化品/危险源智能化监管、人员作业SOP规范化监控、设备装置状态预测性维护，整体增强石化安全生产的感知、监测、预警、处置和评估能力，加速安全生产从静态分析向动态感知、事后应急向事前预防、单点防控向全局联防的转变。降本增效方面，通过自动化的方式实现机器代人，如AGV、无人巡逻车等方式，降低人力投入，促进生产模式的升级。满足无线化、移动化业务需求，5G生产过程实时监测和控制，有效提升产品质量。

石化城市智慧化管理：

5G+智慧城管，依托5G、移动互联网、物联网、云计算、大数据、空间地理信息技术等新一代信息技术，以统一的路桥 GIS 数据库为基础，建设路桥资产调查、养护计划、路桥巡查、技术状况评定、科学决策、绩效考核、路长制、在线监测等业务数据和道桥设施管理、道路档案信息管理、桥梁档案信息管理、日常巡查管理、定期检测报告管理、桥梁监测数据采集、桥梁结构监控评估分析、实时视频监控、维修费用清单管理等系统功能。搭建人、车、物、事、财整合管控的智慧道桥平台，实现路桥养护管理和决策的智慧化。建设城管综合大数据分析子系统。围绕城市管理、行业发展、监督检查、协同办公等核心业务，采用大数据、地理信息和模型化技术，集数据共享服务、数据融合、数据资源目录等模块为一体。展示路桥、供热、停车、供水、燃气、绿化、环卫、城管执法等 13 个行业部门专项数据，做到“一库融合”，最终形成统一的城管信息中心。充分发挥大数据分析的作用，实现城管业务全方位监管，城市管理数据集中展示，有效支撑领导对城市管理的决策与指挥调度。

5G+智慧应急，在城市视频监控领域，“超高清、更智能“未来发展的主要方向之一。5G的高传输率、高宽带、高可靠的特性，降低了网络传输速度导致的延迟现象，加速了监控信息的超高清显示，从而助力城市指挥中心平台做出更精确、更有效、更快速的安全防范决策。针对AI技术，AI的深度学习对视频图像解析的突出作用突破原有的限制，将安防监控传统的事后复核转变为事中、甚至于事前的预警布控，为大数据分析研判提供了重要技术支撑。在AI为超高清视频监控提供技术支持的同时，4K超高清也给AI在落地应用中带来了更清晰的图像资源和更多的海量数据。对标应急管理部和黑龙江省应急管理厅下发的地方建设指南和任务书要求，依据事前、事发、事中和事后应急管理全过程业务需求分析，结合大庆市公共安全与应急管理现状，遵循项目的建设目标和范围，应急管理信息化功能需求主要建设应急指挥中心、调度指挥系统、网络安全。

石化城市的智慧化管理覆盖全市五区四县，为大庆市15个监督管理科室提供信息化服务，建设3个行业系统，形成15个专题数据展示。在低洼地区建设25个水尺、25个球形防汛摄像机，接入执法系统、物业管理系统、一网统管系统、维修资金系统的各类接口300余个。

石化城市旅游5G核心应用：

依托于5G融合技术的加持，大庆市作为北方旅游胜地，百湖之城，打造高品质旅游信息化，主要从以下五方面进行建设：

1 景区物联

通过户外全天候数据采集站可定制化接入摄像头、太阳能、液晶显示器、红外报警器、PM2.5监测设备以及各种传感器，采集景区空气中的负离子、温度、湿度、噪音和PM2.5等信息，便于景区管理者直观掌握整个景区运行态势。

2 信令+视频AI监测

基于信令监测系统采集数据，利用数据挖掘和分类统计模型进行数据处理后，提供客源来源地分析、热门景点分析、客源滞留时间分析等功能，基于视频AI技术，实现景区人流密度监测、人流走向分析、异常行为监测预警提示，助力区域安全运营管理。

3 游客画像分析

通过对重点景区节假日期间省、市或区县的游客客流特征、行为特征等进行统计分析，包括游客客流分析、游客客源地分析、游客停留时间分析、游客热力图分析等，帮助景区管理者合理准备人力，为游客在合适的时间和地点提供特定的服务，也便于景区管理者及时调度资源解决安保等问题。

4 舆情监测及预警

通过融合NLP人工智能技术，以旅游关键词作为采集参照，从大众点评、新闻、微博等各种媒体采集舆情信息，将景区的相关评论、热词、口碑变化趋势等信息进行图形化直观展示统计，从而时刻锁定旅游景区相关事件的舆论走势，控制负面消息的发展，尽早制定对应策略或提高景区相关方面服务。

5 数字孪生可视化

基于三维地理信息系统，整合多类型数据，通过三维建模及渲染技术将景区内建筑、基础设施、道路、机动目标等进行全方位展现，直观、完整地呈现景区三维态势，助力管理者运筹帷幄。

    5G+旅游共在大庆市博物馆、连环湖温泉景区等22个景点落地，共建设基础设施设备包括摄像头、传感器等76台套，自项目落地以来，服务游客数量7万多人次，形成了云旅游遍地开花的局面。

创意特色及技术性能

孵化石化行业数字经济：加强产业数据的汇聚、整合、管理，以产业大数据为基础打造产业链云图、产业链治理、产业链精准招商、产业链服务等工具，助推大庆产业高质量发展和高效转型。构建数字大庆项目超市，拓展建设数字经济产业地图，融入产业资源分布、产业发展规划可视化呈现、产业政策清单呈现及产业链企业交互等功能，打造产业服务平台、项目宣介平台，提供项目管理、意见直达、政策落实、委托招商、金融机构对接、人才签约等服务，实现平台增值，吸引更多新型产业发展。

形成数字经济产学研生态体系：构建以企业为主导，产学研用合作的数字经济产业创新联盟。支持骨干企业围绕数据存储和安全、大数据分析、5G+产业融合等重点领域牵头联合省内外高校、科研院所建设工程技术研究中心、重点实验室等研发平台，建立以企业为主导的产业技术创新战略联盟，改善创新研发条件和环境，强化核心技术和新产品研发能力，完善技术研发体系。

多源融合：构建集大数据、物联网、人工智能、时空地理信息、融合通信、视频共享、行业使能等各类通用服务和能力于一体的智能中枢；实现业务融合、数据融合、技术融合和跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务协同，最终达到全域感知、全网协同、全业务融合。推进全市各类视频资源统一联网、按需共享。结合雪亮工程建设，推进公共安全视频监控系统建设、联网和应用。统筹综治、公安、司法、城管、环保、应急、交通、水务、消防、油田等领域视频监控资源需求，建设社会视频监控资源汇聚平台，推动社会视频监控资源接入共享。实现“全域覆盖、全网共享、全时可用、全程可控”。

与5G结合性及强相关性及产业联动效应

   针对城市公共安全管理效果不佳和政务办理效率低下的问题，数字大庆打造“1ms”时延圈理念，连通全城终端与数据中心，实现海量数据高速无损交互，并融合新兴技术促进城市建设的飞跃。

   5G赋能公共安全管理，结合创新抓手，建设实时动态监测、智能分析提早预警、联动响应的城市生命线。

   5G助力政府部门实现全城“一网统管”，实现安全隐患提前预警、应急全局把控，提供精细化公共安全管理。

   5G赋能城市安全运行监控中心，助力建立对致灾因子的动态时空监测和综合风险预判。以OTN网络广泛连接全城空间内各类高精度传感器，尤其是油田采油设备，实时传输监测数据并进行全方位可视化呈现，支持监控中心超高清大屏幕实现显示画面点间距微缩化，画面流畅无撕裂，真正做到“一屏观天下”。

   5G赋能应急指挥中心，助力各部门建立联动响应机制，实现应急措施提质增效。实时稳定连通城市各政府部门建立协同联动应急机制，实现各部门远程互通、同步指挥调度，充分对市、区、街道各级人员和物资进行合理调配，推动抢险救灾从“尽力而为”到“确定性规划”转变。

5G与AI、大数据、先进计算、区块链等技术的融合度

5G网络是支撑经济社会数字化、网络化、智能化转型的关键基础设施。作为新一轮科技革命和产业变革中的关键技术之一，5G将与大数据、云计算、人工智能、区块链等技术深度融合，为经济社会各领域发展赋能。

5G+AI打造智慧眼

在石化行业安全生产的视频监控领域，“超高清、更智能“未来发展的主要方向之一。5G的高传输率、高宽带、高可靠的特性，降低了网络传输速度导致的延迟现象，加速了监控信息的超高清显示，从而助力平台做出更精确、更有效、更快速的安全防范决策。

针对AI技术，AI的深度学习对视频图像解析的突出作用突破原有的限制，将安防监控传统的事后复核转变为事中、甚至于事前的预警布控，为大数据分析研判提供了重要技术支撑。5G在AI为超高清视频监控提供技术支持的同时，4K超高清也给AI在落地应用中带来了更清晰的图像资源和更多的海量数据。

5G+AIot打造安全生产感知体系

在石化行业安全生产环境的关注近年来愈来愈高。目前，在我国，随着传感器和大数据技术走向精细化、智能化，检测者有能力采集甚至于低成本采集数据，数据量的大大增加，将让人们在对各类情况下都能迅速做出更加准确的决策和应对措施。

网格化监测系统，现已成为环境质量控制的利器之一。采用的是多传感器信息融合技术，通过在气象监测站点内安装PM2.5传感器、粉尘颗粒监测传感器等多种气体环境监测传感器，获取实时空气质量数据，借助预警平台进行大数据分析，从而有针对性地开展大气污染防治工作。

5G+区块链打造数据高可信环境。

在5G网络环境下区块链数据可以达到高速同步，减少差异数据的产生，提高共识算法的效率，将极大提升区块链的性能，基于5G网络的数据一致性将会大大改善，进而提升区块链网络的可靠性，减少网络延迟带来的差错和分叉；下游大量连接到5G网络的移动终端和物联网设备，也为开展区块链的大范围规模化应用提供了可以想象的空间；5G时代区块链技术将成为信息传递过程中必不可少的“信任机器”，在从“互联网时代”迈向“物联网时代”的同时，为信息安全上了一把锁。

项目的价值以及市场需求、分析市场容量和

经济效益：数据大庆的建设预计会为电信运营商及相关厂家等带来基础业务收入461万元/年，拉动其他创新业务收入3500余万元/年，为城市节约管理成本170余万元/年。

提高行政效能：通过数字大庆平台实现政府部门之间的互联互通、资源共享，可以实现在农业、城市管理、信用体系、医疗、教育以及时空信息应用等领域，开展大数据采集处理、分析挖掘和创新应用；依托统一的数据中台，可以开展和实现跨部门、跨地域的数据融合应用和协同创新。同时数据共享可以避免各个部门重复采集数据、重复录入，有效提高行政效能，实现协同办公。通过对经济运行专题内容进行动态检测，为领导提供石油石化改变油头化尾产业格局的阶段性检测报告，为领导决策分析提供科学参考，助力产业规划发展。

提升效率：通过数字大庆可以构建起市、县（市、区）、乡镇（街道）、村（社区）四级网络体系，获取全市企业法人单位信息及其他部门的共享信息，以及将各级有关单位的业务应用系统迁移上云，实现互联网+政务服务、互联网+便民服务，开展更加全面、高效、人性化的服务，变“群众跑腿”为“信息跑路”，进一步方便居民和企业办事。在石油石化改变油头化尾格局过程中企业推广应用工业互联网，实现生产流程全流程动态检测，提高生产效率，打通上下游产业链，提高供给效率，达到降本增减目标。

提高管理水平：各个政府部门可以通过数字大秦共享其他部门的信息，全面、及时、准确掌握管理对象的情况，有助于实现精细化管理。信息共享可有效避免信息不对称造成的监管漏洞，有利于开展多个部门的联合监管。加大4G和5G通信技术在工业互联网领域推广应用力度，实现宽窄带和无线通信高效兼容共享，提高数产融合效率，加快产业数字化升级改造。

商业模式

商业模式：

一是服务使用模式。由政府主导搭建平台，将5G资源能力服务化，以数字大庆为例，由大庆市政府进行石化行业相关能力的打造，为石油生产企业、政府委办厅局、企事业单位以及个人提供智脑服务，形成核心能力，提升石化城市整体的数字化水平。

二是“互联网+化工”这种模式逐步深入。借助5G、物联网、云计算、大数据等新一代信息技术构建数字车间、智能工厂建设将企业生产经营的全过程实现模块化数字化自动化，形成互联网+化工新模式。

三是实体经济与金融市场紧密结合。充分利用产业链内企业资源，利用融资租赁等手段，为政府获得了充足低廉的资金，融入到政府主导的企业的经营活动中，为实体经济的发展服务。

数字大庆项目合同文本：

产品原型、logo等设计图片，产品评估验证的图片、评测报告等

1、指挥中心效果图

2、历史轨迹图

3、运动轨迹

4、区域图

5、交通路况图

6、BIM

城市治理专题

经济运行专题

文化旅游专题

建筑外观：

指挥中心

团队介绍及其他

顾问专家：孙九林院士，男，1937年生，江苏盐城人。中国工程院院士。陕西省土地整治重点实验室学位委员会副主任。中科院地理科学与资源研究所研究员、博士生导师。著名资源学家，地球与农业信息科学专家。我国资源环境信息科学与技术、农业信息科学、旅游信息科学的开拓者和奠基人。国家级有突出贡献专家。中国科学院地理科学与资源研究所学术委员会副主任、中国科学院资源环境科学数据中心学术委员会主任、中国科学院科学数据库及信息系统工程专家委员会副主任、中国科学院研究生院终生教授。国家减灾委员会专家委员会委员、国家科学数据共享工程专家委员会委员。国际科联世界数据中心执委会委员兼中国国家协调委员会秘书长。兼任世界数据中心中国可再生资源与环境学科中心主任，国际科联世界数据中心执行委员会委员，中国自然资源学会常务理事、资源信息委员会副主任，中科院科学数据库及信息系统专家委员会副主任，中国地理信息系统协会理事，资源科学杂志编委等职。