随着社会经济水平的提高，人们对供热服务的要求日益增多。但是传统的供热系统存在供热资源利用率低、热力不平衡、用户感知体验差等问题，已经难以满足当前对高效、经济、绿色、优质供热服务的需求。实现供热系统的智能化管理对于提高供热系统运行效率、实现精细化管理、减少能源浪费具有重要意义。为实现“双碳”目标下供热能源的高效利用和科学管理，建立精细化、信息化的供热管控模式，推进供热系统智慧化升级刻不容缓。数字孪生供热系统是以依托数字孪生技术，在传统供热系统基础上，综合利用包括物联网、云计算、大数据、人工智能等信息技术手段，构建新型的供热监测、控制和管理模式，可以实现对供热过程的精细化监测和控制，大幅提高能效。
1.数字孪生供热系统
数字孪生技术通过高精度的三维模型建立和多源异构数据的深度融合，实现对实体系统的虚拟化复制和映射。通过多元化现代信息技术手段，可以高效获取数据，进行模型建立、预测仿真和决策优化，实现对实体系统全生命周期的数字化管理。
数字孪生供热系统通过对供热管网、热源设备、阀门设备、传感器等的3D扫描和信息整合，构建包含地形地貌、管道、设备布局等详尽信息的3D数字供热网络模型。结合云计算技术，系统可建立精细的仿真计算模型，对供热网络运维进行多种情况的预测仿真，评估方案的运行效果，实现决策的事先优化。此外，数字孪生模型还可以与实体系统实时同步状态数据和环境参数变化。通过对实体系统的实时映射，数字孪生系统可以使检测维护全面智能化，在虚拟系统中定位问题，大幅降低维护成本。
2.数字孪生供热系统的运维架构
数字孪生供热系统的运维架构分为四个层次：传感层、网络层、平台层和应用层。四个层次相互融合、协同工作，共同构成了完整的数字孪生运维体系。
2.1传感层
传感层信息采集是实现供热系统智慧化运维的第一步，通过各类智能传感器采集热源、传输网络和用户端的运行数据，为后续数字孪生供热系统控制分析提供基础。在供热管网关键点设置温度传感器，可以实时监测热源出水温度、供回水温度变化，利用流量传感器可以精确测量热水流量，压力传感器可以测量管网压力。
2.2网络层
经过重构网络层，构建高效的数据传输系统，无缝连接传感器、控制器和执行机构，确保数字孪生系统的实时映射。得益于信息技术的飞速发展，我们以有线与无线传输相结合的策略，进一步拓展了覆盖范围，从而为用户提供迅捷、完整、稳定且可靠的信息传输服务。
2.3平台层
数字孪生供热系统的平台层整合了数据存储、计算分析、建模仿真和优化决策等核心功能。通过云计算技术赋能，将IT资源如计算、存储和网络汇聚成强大的资源池，为用户提供按需、即时的弹性计算能力，彻底解放了用户对实体服务器的依赖，无需再为额外硬件付费。同时，大数据技术的高效性使得我们能够迅速收集、存储和处理海量的异构数据，实现智能化分析。
2.4应用层
数字孪生供热系统的应用层面向调度人员和终端用户，为他们提供监控、预警、调度、诊断、预测等服务。用户交互技术是实现供热系统智慧化运维的关键技术之一，主要通过软件平台，建立系统与用户之间的交互渠道，实现运维调度需求的收集和快速响应。
当前我国正在积极推进供热系统的智慧化建设，这对于提高能效、节约资源具有非常重要的意义。通过建立数字化、精细化的数字孪生供热系统，实现供热运维网络的智能化，将有力地推动供热建设的持续发展。这种智慧化的建设方式，不仅能够提升供热系统的运行效率，还能为城市的可持续发展注入新的活力。
