沉浸式

首先分享了“变电站智能辅助监控系统”的建设经验与应用心得。该系统采用了核心层、应用层、终端层的系统设计框架，集成了变电站智能辅助控制、安防监控、机器人巡检、在线监测等多个子系统，实现了对SCADA系统数据、设备台账资产数据等业务数据的接入，构成智慧变电站管理体系平台，最终以3D可视化变电站为展现方式，通过AR实景技术提供沉浸式体验。就未来发展而言，凭借变电站智能辅助监控系统的设备、软件平台优势，可进一步拓展系统监控功能的覆盖深度和广度，将现有分散的文明施工监控、现场施工安全、营业厅监控、巡检机器人、输配电在线监测等系统全面整合，形成一个全新的功能更加强大的监控中心，真正做到运用先进的智能管理技术，安全有效地对变电站进行管控。

作为新一轮科技创新和产业变革的制高点，全球业界已开启了下一代移动通信技术（6G）的研究和探索。面向2030+的移动通信系统，6G将进一步通过全新架构、全新能力，并结合社会发展的新需求和新场景，打造6G全新技术生态，推动社会走向虚拟与现实结合的“数字孪生”世界，通过“智慧泛在”实现“6G重塑世界”的宏伟目标。然而，移动通信网络是一个复杂的系统，网络架构作为使能“万物智联，数字孪生”总体愿景的基础支撑，决定整个系统的效率和能力，具有至关重要的作用。特别是沉浸式云XR、全息通信、智慧交互和通信感知融合等新业务、新场景的涌现赋予网络架构传统连接之外的计算、感知、智能、安全等多维能力融合的内在需求，使得未来6G网络架构的设计任重而道远。网络架构的可行性会直接影响6G网络的发展路径和应用成效，必须对6G网络架构进行前瞻性、创新性以及全面性的设计。目前6G的研究在全球范围内仍处于起步阶段，本白皮书旨在梳理6G架构总体技术发展趋势，明确顶层设计原则，定位关键技术，提出面向6G的网络总体架构技术方案，为6G网络发展和关键技术研究提供基础。

该项目属水电数字仿真技术领域，是电力行业和虚拟现实的跨界技术创新融合与集成。项目针对水电行业大型设备复杂隐蔽性对设计制造、生产管理、运行检修维护和教育科研带来的痛难点问题，在水电设备数字化精确建模及处理、沉浸式虚拟仿真软硬件集成及应用、水电数字孪生等方面开展了研究，自主研发了基于沉浸式虚拟现实技术的智慧水电数字孪生仿真平台，建成了首套五面LED-CAVE沉浸式虚拟现实检修仿真平台。 项目成果形成电力行业检修仿真技术标准规范，填补了国内外技术空白，在水电行业生产，制造，高校，设计和科研等单位进行推广，应用于设备数字三维可视化、现场辅助检修及决策、运行维护自主检修、安全应急演练、员工培训评价、三维设计及人机功效分析等业务，具有非常高的经济社会效益，在电力行业智慧化数字化转型升级发展中具有广泛的应用前景和推广价值。

作为”一带一路“和长江经济带的联结点，重庆是中西部高质量发展的重要增长地。西部（重庆）科学城是重庆科技创新的重大平台，重庆AIPARK园区便坐落于重庆市西部科学城核心区域，金融街片区凤鸣湖畔。AIPARK是特斯联打造的人工智能城市项目的先行示范区。是全球首个落地的AICITY微缩旗舰版样板点，建筑面积约6000平米，总投资3亿元，内设多个主题体验厅与智能实验室。包括行走的AI机器人，灯杆、垃圾桶等智能终端、50+IoT协议应用，自研算法加持。从2020年12月19日开始基础施工，2021年4月正式对外开放，目前正常运营。AIPARK以最小可用单元的方式，通过物联网、大数据、人工智能、云计算等创新手段，贯穿云边端全栈技术，基于TacOS城市级操作系统，覆盖智能安防、智能通行、智能停车、智能办公、机器人服务等多个城市核心场景，为园区管理者、入驻企业、员工、访客等带来数字孪生园区运营、“安消”一体化、节能低碳智慧办公、机器人协同等跨场景的服务联动与业务协同，整个园区AI赋能的科技价值随处可见，极富创意的沉浸式智能美学的愉悦体验由此开展。

元宇宙是一种将虚拟与现实相结合的新型互联网应用，它基于扩展现实技术提供沉浸式体验，基于数字孪生技术生成现实世界的镜像，基于区块链技术构建经济体系，将虚拟世界与现实世界全方位、多角度整合，并允许每个用户对其进行创造与编辑。电网元宇宙可涵盖电力系统的底层架构、推动业务数据互联互通和应用创新，提升电网调度、设备、用户之间的迭代效率，促使电力巡检、设备维护等业务产生颠覆性的革命，保障能源生态系统的资源可视化、数据安全化。

空间计算是在利用空间的特有属性来指导计算过程，在三维的基础之上，以人为本，连通及融合虚拟世界与现实世界的一个全新的计算范式。本文首先从技术定义出发，阐明空间计算的概念和发展历程，介绍空间计算全球的政策情况和应用场景，重点从技术流程和产业链两个角度对空间计算行业进行分析，并进一步对全球市场现状和研发进度做了深入的调研定位。空间计算和数字孪生都是构建元宇宙的基础技术，以创造出更加逼真、开放和互动的虚拟世界。下面简要介绍其区别与联系，关于数字孪生的行业分析详见《数字孪生行业图谱》2。空间计算是一种计算范式，它利用空间感知和环境感知技术，将数字信息与物理空间相结合，创造出一种与现实世界更加融合的交互体验。而数字孪生则是一种虚拟模型，它通过收集、整合现实世界物体或系统的数据，实时反映其状态、行为和性能，并且能够模拟其未来发展和行为。空间计算提供了将数字信息与物理空间相结合的能力，而数字孪生则提供了模拟和管理物理系统的能力。空间计算的应用场景可涵盖零售业、远程教育、广告、游戏、医疗、军事、演示、培训、旅游等，为用户提供更加沉浸式、交互性强，并且与现实世界紧密结合的计算体验。空间计算也在仓库自动化、自动驾驶汽车和供应链自动化中发挥作用。从技术角度，空间计算技术链上游为空间数据采集。空间数据可以分为场景数据、网格数据和深度数据，这些数据的采集基于结构光传感器、飞行时间传感器等。中游包括空间数据处理、空间数据显示，空间数据处理涉及到空间计算芯片和机器学习、数据处理算法，以实现空间定位、运动跟踪、手势交互等功能。空间数据显示在硬件上主要分为光学器件和显示屏，在算法上包括场景渲染、环境映射、虚实整合等。下游为空间数据交互，硬件上为终端，软件上包括操作系统、开发工具和内容应用部分。从产业角度，产业链核心技术集中在上中游，硬件方面包括传感器、芯片和光学器件的制造，算法方面包括动态环境建模、实时3D图形生成、空间定位等技术。中国的优势在于光学器件和显示屏制造、软件开发与内容创作。

本项目从新疆电网发展和企业实际需求出发，应用大数据技术有效整合电网发展的内外部数据，促进了电网核心数据的高效协同应用；首次完成新疆全域小比例尺数字沙盘的三维立体展现；基于三维GIS和CAVE沉浸式虚拟现实展示技术，在电力领域首次实现750千伏及以上主干电网的裸眼全景真三维展现，同时结合多维时空要素的电网业务关键环节信息资源的实时共享，达到电网资源显示的立体化、决策支持与业务管理的全局化、专业作业的协同化应用。在此过程中，形成发明专利2项、实用新型专利2项、论文10篇、软件著作权7项。 自2016年10月正式投入运行以来，已经在供电公司以及电网规划、建设管理、科研机构等18家单位推广应用。应用该成果，显著提高了各单位相关业务关键数据获取速度，提升了电网业务工作效率与决策科学性，缩短电网规划周期，增加了电网企业运营收益。同时，成果为“一带一路”能源规划及自治区能源发展提供了重要科学依据，有力的服务自治区建设，社会经济效益明显。

平台从电网李生体视角出发，基于北斗和5G技术，构建实时动态数字变电站三维模型，深度融合无人机、机器人和智能传感器等多种监测手段，汇集变电站一、二次设备运行监测数据、辅控数据及实景图像，通过精确空间坐标位置计算和空间分析AI算法，构建沉浸式、立体化、数字化全息变电站智能管控体系，实现变电站全景数据“全面感知”、设备异常“主动预警”、设备状态“智能诊断”、设备故障“精准预测”、设备巡检“机器替代”、人员行为“智能识别”及主辅设备“智能联动”的智慧管控生态圈，以数字技术助力电网业务提质增效，实现传统运检模式重大创新，全面提升运检管控的穿透力和运检工作质量与效率。平台由巡检机器人、高清摄像机及无人机等前端感知设备和远程智能巡视主机组成，其架构如图1所示。在巡视主机中部署远程巡视系统和缺陷识别算法，远程下发机器控制、巡视任务等指令开展站端设备自动联合巡检，实现实时诊断、智能分析、在线评估及精准预测。

本项目针对大型汽轮发电机组检修指导及培训需求，在零部件级三维模型库、多元层次表征结构模型、量化评价方法、虚拟检修平台等方面开展了研究，研发了汽轮发电机组虚拟检修系统，并进行了实际应用。依据项目成果，本项目获得国家授权发明专利1项、实用新型专利1项；软件著作权9项，发表学术论文4篇。本项目成果已分别于2017年6月和2018年4月成功应用在国家电投抚顺热电公司300MW凝汽机组和山西平朔煤矸石发电有限责任公司330MW空冷机组。应用结果表明，实现了机组检修培训与实际操作的密切融合，改变了汽轮发电机组检修培训完全依靠实操的传统模式，显著提高了培训效率和培训质量；同时，实现了机组检修的动态辅助指导，提高了机组的检修质量和效率。经中国电机工程学会组织的鉴定认为，本项目成果开创了大型汽轮发电机组检修培训的新模式，实现了对机组检修的动态辅助指导，且模块化的设计便于其快速推广到不同类型的大型汽轮发电机组，具有良好的经济、社会效益和推广应用前景，整体达到国际先进水平，其中在汽轮发电机组检修知识的表示与体系构建及其工程应用方面居国际领先水平。 目前国内现有的设备培训系统均是基于AR、VR的沉浸式培训，多为形象化的认知培训，本项目与现有的设备培训系统最大的区别是本系统实现了检修文件包知识表示，并和检修培训相融合，检修培训和实际操作无缝对接，在虚拟现实环境中可以进行完整的汽轮发电机组检修工艺模拟，并带有设备数据和考核指标，具有培训考核和机组检修的动态辅助指导两个主要功能，在国内属于首创，填补了国内在该领域的研究空白。项目成果开创了大型汽轮发电机组检修培训的新模式，实现了对机组检修的动态辅助指导，且模块化的设计便于其快速推广到不同类型的大型汽轮发电机组，具有良好的经济、社会效益和推广应用前景。

在党的十九大报告中，习近平总书记对安全生产做出重要指示“弘扬生命至上、安全第一的思想”。广东电网培评中心开展基于虚拟现实、增强现实、人机互动等数字化新兴技术，聚焦员工在生产中应具备的基本保命技能，在长期实践验证中构建了教学资源开发、师资教学驱动、硬件技术配套、推广模式体系化的保命技能数字化培训管理创新模式。规范技术开发标准：依托3D建模、3D动画、人机交互等数字化技术标准，配合业务部门需求开发各专业课件2975门包括3D安全生产类课件、VR/AR技能培训课件、PC端沉浸式技能培训课件等多种形式，课程累计点击量约420万次。规范技术应用标准：建模技术对电网设备和作业场景外部特征、内部结构等比例重构制定标准，广泛应用于精细工艺操作指引、复杂设备内部结构认知、工器具使用详解、安全生产事故还原等。数字化平台创新建设：开创性建设具备场景交互教学的电力企业大学数字化创新平台，内设知识管理、培训体验、仿真认证、工作辅助四大支持中心，体系化融合学考练，专家远程辅助等模块，丰富教学形式，针对性提升学员专业技能水平。师资数字化教学赋能：构建数字化师资队伍，建设全省联动、统筹调用的专业师资团队，其中内训师借助数字化创新平台，实现现场或远程互动教学模式管理，解决工学矛盾问题，学员不分地域、时间、场合学习和反复训练巩固，逐步形成安全规范作业的“肌肉记忆”。差异开展，精准聚焦：根据各单位专业特色，差异化开展，全覆盖、多形式、分层级实施，打造出轻学习、快部署、易组织、重实效的管理创新培训模式。共建共享，开发联动：基于数字化创新平台的技术优势，精准聚焦保命技能教学需求，建立“资源建设+师资培养”的开发联动机制，促进教学资源和骨干师资的共建共享。