【课题申报书】数字孪生驱动下城市地下空间环境舒适性优化研究 .pdf

《数字挛生驱动下城市地下空间环境舒适

性优化研究》

课题设计论证

根据您提供的课题设计论证提纲，以下是针对“数字挛生驱动下

城市地下空环境舒适性优化研究”的详细设计论证部分。

一、研究现状、选题意义、研究价值

研究现状

随着城市化进程的加速和土地资源的日益紧张，开发城市地下空

成为解决城市扩展问题的重要途径。然而，目前的城市地下空开

发在环境舒适性方面面临诸多挑战，包括但不限于温度、湿度、空气

质量等环境参数的控制，以及对人类活动影响的最小化。当前的研究

和技术应用多集中在单一系统的优化上，如通风系统或照明系统的改

进，缺乏对整个地下空环境进行综合考虑的方法。

选题意义

本课题旨在利用数字挛生技术，通过构建与物理世界相对应的虚

拟模型，实现对城市地下空环境的实时监测、模拟和优化。这不仅

有助于提高地下空使用者的满意度和健康水平，还能为城市的可持

续发展提供新的思路和技术支持。

研究价值

从学术角度来看，此课题将丰富数字挛生理论的应用场景，并推

动跨学科（如建筑学、环境科学、计算机科学）之的交流与合作。

从社会经济视角出发，优化后的地下空可以提升商业价值，改善市

民生活质量，促进城市竞争力的增强。

二、研究目标、研究对象、研究内容

研究目标

本研究的主要目标是开发一套基于数字挛生的城市地下空环境

优化框架，该框架能够动态调整环境参数以满足不同时、地点和人

群的需求，从而确保最佳的使用体验。

研究对象

本课题将聚焦于典型城市中的地铁站、地下购物中心等人流量较

大的公共地下空作为主要研究对象。

研究内容

1.分析现有地下空环境管理中存在的问题及成因。

2.探讨数字挛生技术如何应用于地下空环境的建模与仿真。

3.设计并实现一个集成传感器网络、数据处理平台和反馈控制机

制的智能管理系统。

4.验证所提出的优化方案的有效性和可行性，通过实验对比分析

传统管理和新方法下的性能差异。

三、研究思路、研究方法、创新之处

研究思路

采用自顶向下和自底向上相结合的方式，首先确定总体架构和技

术路线，然后逐步细化各个子系统的功能需求和技术实现路径。同时，

在整个过程中强调用户体验的重要性，确保所有决策都围绕着提升用

户满意度展开。

研究方法

文献综述法：收集国内外相关领域的必威体育精装版研究成果，了解行业动

态和技术发展趋势。

实验研究法：搭建实验室环境或选择实际场地进行测试，获取一

手数据用于模型训练和验证。

模型构建法：运用数学建模、机器学习算法等手段创建准确反映

现实情况的数字挛生体。

用户参与式设计：邀请潜在用户参与到产品迭代过程中，确保最

终解决方案符合实际需要。

创新之处

引入了数字挛生这一前沿概念到城市规划领域，开创了全新的研

究方向。

构建了一个融合多源信息（如物联网设备采集的数据）的综合评

估体系，提高了预测精度。

提出了一个可扩展性强、易于维护更新的智能化管理系统架构，

适应未来可能出现的新挑战。

四、研究基础、保障条件、研究步骤

研究基础

团队成员拥有丰富的科研经验和专业知识背景，涵盖了计算机科

学、环境工程等多个学科领域；并且已经建立了初步的合作关系，获

得了部分必要的实验设备和数据资源的支持。

保障条件

项目得到了地方政府部门的高度关注和支持，有望获得专项资金

资助；此外，还计划与其他高校、企业建立战略合作关系，共同推进

项目的实施进程。

研究步骤

第一阶段（第1-6个月）：完成前期调研工作，明确具体任务分

工，启动关键技术预研。

第二阶段（第7-18个月）：集中力量攻克核心难题，完成原型系

统的开发与初步调试。

第三阶段（第19-30个月）：开展大规模实地测试，根据反