基于数字孪生的城市信息化管理系统及方法与流程

本申请涉及智能管理，且更为具体地，涉及一种基于数字孪生的城市信息化管理系统及方法。

背景技术：

1、城市信息化管理系统是指利用信息技术手段对城市进行综合管理和优化，以提高城市的运行效率、资源利用效率和居民生活质量。在城市信息化管理中，能源使用是一个重要的方面。了解城市能源的使用情况对于制定能源规划、优化能源配置以及实现可持续发展至关重要。然而，传统的能源数据采集和分析方法往往面临数据量大、复杂度高的挑战。并且，传统的能源管理方法在数据分析和决策支持方面缺乏智能化的能力，无法从庞大的数据中挖掘出有价值的信息。

2、数字孪生是一种将真实世界的物理对象和过程，通过数据采集、传输、分析和可视化，构建其数字化的虚拟模型的技术。数字孪生可以实时反映真实世界的状态和变化，为城市管理提供决策支持和优化方案。因此，期望一种基于数字孪生的城市信息化管理系统，以提供更准确、高效的城市能源使用分析和预测。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种基于数字孪生的城市信息化管理系统及方法，其通过实时监测预定周期内城市能源使用量情况，并在后端引入数据处理和分析算法来进行城市能源使用量的时序分析，以此来进行短时城市能源使用量的预测，通过这样的方式，能够基于数字孪生技术来根据城市能源的使用量时序变化情况来进行城市能源需求的预测，并在屏幕上显示多天的能源使用量和预测值，帮助城市管理者更好地了解和管理城市能源，为城市管理者提供决策支持和优化能源配置的依据，从而提升城市信息化管理的效率和水平。

2、根据本申请的一个方面，提供了一种基于数字孪生的城市信息化管理系统，其包括：

3、数据采集模块，用于获取预定时间周期内多天的城市能源使用量；

4、城市能源时序排列模块，用于将所述多天的城市能源使用量按照时间维度排列为城市能源时序输入向量；

5、城市能源时序特征分析模块，用于对所述城市能源时序输入向量进行城市能源时序特征分析以得到城市能源时序特征；

6、城市能源使用量预测显示模块，用于基于所述城市能源时序特征，确定短时城市能源使用量的预测值并进行屏幕显示;

7、其中，所述城市能源时序特征分析模块，包括：

8、向量切分单元，用于对所述城市能源时序输入向量进行向量切分以得到城市能源局部时序输入向量的序列；

9、向量-图像转换单元，用于将所述城市能源局部时序输入向量的序列通过向量-图像格式转换器以得到城市能源局部时序图像的序列；

10、城市能源时序特征提取单元，用于通过基于深度神经网络模型的能源使用时序特征提取器对所述城市能源局部时序图像的序列进行特征提取以得到城市能源时序特征图；

11、城市能源时序特征强化单元，用于对所述城市能源时序特征图进行通道注意力强化以得到所述城市能源时序特征。

12、根据本申请的另一个方面，提供了一种基于数字孪生的城市信息化管理方法，其包括：

13、获取预定时间周期内多天的城市能源使用量；

14、将所述多天的城市能源使用量按照时间维度排列为城市能源时序输入向量；

15、对所述城市能源时序输入向量进行城市能源时序特征分析以得到城市能源时序特征；

16、基于所述城市能源时序特征，确定短时城市能源使用量的预测值并进行屏幕显示;

17、其中，对所述城市能源时序输入向量进行城市能源时序特征分析以得到城市能源时序特征，包括：

18、对所述城市能源时序输入向量进行向量切分以得到城市能源局部时序输入向量的序列；

19、将所述城市能源局部时序输入向量的序列通过向量-图像格式转换器以得到城市能源局部时序图像的序列；

20、通过基于深度神经网络模型的能源使用时序特征提取器对所述城市能源局部时序图像的序列进行特征提取以得到城市能源时序特征图；

21、对所述城市能源时序特征图进行通道注意力强化以得到所述城市能源时序特征。

22、与现有技术相比，本申请提供的一种基于数字孪生的城市信息化管理系统及方法，其通过实时监测预定周期内城市能源使用量情况，并在后端引入数据处理和分析算法来进行城市能源使用量的时序分析，以此来进行短时城市能源使用量的预测，通过这样的方式，能够基于数字孪生技术来根据城市能源的使用量时序变化情况来进行城市能源需求的预测，并在屏幕上显示多天的能源使用量和预测值，帮助城市管理者更好地了解和管理城市能源，为城市管理者提供决策支持和优化能源配置的依据，从而提升城市信息化管理的效率和水平。

技术特征：

1.一种基于数字孪生的城市信息化管理系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的城市信息化管理系统，其特征在于，所述深度神经网络模型为三维卷积神经网络模型。

3.根据权利要求2所述的基于数字孪生的城市信息化管理系统，其特征在于，所述城市能源时序特征提取单元，用于：使用所述基于三维卷积神经网络模型的能源使用时序特征提取器的各层，在层的正向传递中分别对输入数据进行：

4.根据权利要求3所述的基于数字孪生的城市信息化管理系统，其特征在于，所述城市能源时序特征强化单元，用于：将所述城市能源时序特征图通过通道注意力模块以得到通道显著化城市能源时序特征图作为所述城市能源时序特征。

5.根据权利要求4所述的基于数字孪生的城市信息化管理系统，其特征在于，所述城市能源使用量预测显示模块，包括：

6.根据权利要求5所述的基于数字孪生的城市信息化管理系统，其特征在于，所述城市能源使用量预测单元，用于：使用所述解码器以如下公式将所述优化通道显著化城市能源时序特征图进行解码回归以获得用于表示短时城市能源使用量的预测值的解码值；其中，所述公式为：，其中表示所述优化通道显著化城市能源时序特征图，是所述解码值，是权重矩阵，表示矩阵相乘。

7.一种基于数字孪生的城市信息化管理方法，其特征在于，包括：

技术总结
本申请公开了一种基于数字孪生的城市信息化管理系统及方法，涉及智能管理技术领域，其通过实时监测预定周期内城市能源使用量情况，并在后端引入数据处理和分析算法来进行城市能源使用量的时序分析，以此来进行短时城市能源使用量的预测，通过这样的方式，能够基于数字孪生技术来根据城市能源的使用量时序变化情况来进行城市能源需求的预测，并在屏幕上显示多天的能源使用量和预测值，帮助城市管理者更好地了解和管理城市能源，为城市管理者提供决策支持和优化能源配置的依据，从而提升城市信息化管理的效率和水平。

技术研发人员：贾友,胡俊勇,吕国梁,杨秀琼,谢卫杰,刘艳,张晓楠
受保护的技术使用者：陕西天润科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16