數(shù)字孿生助力國(guó)之重器——三峽梯級(jí)水庫(kù)科學(xué)調(diào)度

重點(diǎn)推文

三峽工程擁有龐大的防洪、發(fā)電、航運(yùn)等綜合效益，被稱之為“國(guó)之重器”。黨的十八大以來(lái)，三峽集團(tuán)始終堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，落實(shí)國(guó)家數(shù)字化轉(zhuǎn)型重要戰(zhàn)略，大力推進(jìn)智慧水利建設(shè)，強(qiáng)化5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、數(shù)字孿生等技術(shù)應(yīng)用與水利工作深度融合。

在國(guó)家“智慧水利”建設(shè)背景下，三峽水利樞紐梯級(jí)調(diào)度通信中心聯(lián)手?jǐn)?shù)字冰雹，建設(shè)“流域梯級(jí)全景監(jiān)控平臺(tái)”，系統(tǒng)深度融合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、AI、數(shù)字孿生等技術(shù)應(yīng)用，支撐用戶對(duì)三峽工程防洪、航運(yùn)、發(fā)電、生態(tài)等業(yè)務(wù)的進(jìn)行全面的監(jiān)控與管理決策。

小編在之前的文章中介紹了，數(shù)字冰雹三峽水利樞紐梯級(jí)調(diào)度通信中心提供的“流域梯級(jí)全景監(jiān)控平臺(tái)”是如何為三峽水利工程提供科學(xué)防洪防汛、梯級(jí)電站調(diào)度等方面進(jìn)行賦能的。今天小編就繼續(xù)為大家介紹，系統(tǒng)在生態(tài)、泥沙與航運(yùn)調(diào)度方面是如何為三峽工程提供助力的。

項(xiàng)目介紹

三峽梯級(jí)水庫(kù)是多目標(biāo)運(yùn)用水庫(kù)，除了防洪、發(fā)電等功能外，還承載著維護(hù)長(zhǎng)江周圍生態(tài)系統(tǒng)、調(diào)節(jié)航運(yùn)以及排沙等重要任務(wù)，這也給梯調(diào)中心進(jìn)行水庫(kù)調(diào)度管理帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)——如何平衡協(xié)調(diào)防洪、發(fā)電、航運(yùn)、生態(tài)等各方效益，進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)度管理？

為此，數(shù)字冰雹為三峽梯調(diào)中心建設(shè)“流域梯級(jí)全景監(jiān)控平臺(tái)”，系統(tǒng)集成三峽水利調(diào)度各領(lǐng)域運(yùn)行數(shù)據(jù)，基于數(shù)字孿生技術(shù)，全面復(fù)現(xiàn)三峽水庫(kù)生態(tài)、泥沙、航運(yùn)調(diào)度業(yè)務(wù)運(yùn)行態(tài)勢(shì)，支撐用戶對(duì)各個(gè)業(yè)務(wù)功能運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行全面的運(yùn)維與監(jiān)控，推動(dòng)水利調(diào)度業(yè)務(wù)精細(xì)化管理。

（照片已脫敏）

數(shù)字孿生流域

賦能科學(xué)生態(tài)調(diào)度

三峽水利工程生態(tài)治理，道阻且長(zhǎng)。政府文件多次提出堅(jiān)持綠水青山就是金山銀山，統(tǒng)籌推進(jìn)水生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作，實(shí)現(xiàn)“人水和諧”。 三峽流域生態(tài)調(diào)度的主要任務(wù)之一，是保障“四大家魚(yú)”自然繁殖，在四大家魚(yú)產(chǎn)卵期，三峽水庫(kù)通過(guò)水庫(kù)調(diào)度，產(chǎn)生持續(xù)上漲的洪峰過(guò)程，促進(jìn)四大家魚(yú)產(chǎn)卵繁殖。能否全面高效地跟蹤監(jiān)測(cè)四大家魚(yú)的自然繁殖狀況，合理分析生態(tài)調(diào)度的效果，為生態(tài)調(diào)度方案的優(yōu)化完善提供科學(xué)決策依據(jù)，是系統(tǒng)建設(shè)初期用戶十分關(guān)心的問(wèn)題。

基于用戶生態(tài)調(diào)度業(yè)務(wù)需求，數(shù)字冰雹為梯調(diào)中心提供的“流域梯級(jí)全景監(jiān)控平臺(tái)”，整合各采樣點(diǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，基于地理信息系統(tǒng)，對(duì)采樣點(diǎn)、產(chǎn)卵場(chǎng)、保護(hù)區(qū)、實(shí)驗(yàn)區(qū)、緩沖區(qū)等管理要素的分布、范圍、類型等信息進(jìn)行直觀展示。并結(jié)合豐富的分析圖表和專業(yè)模型算法，對(duì)產(chǎn)卵量、魚(yú)卵密集度、水文調(diào)度流量、補(bǔ)水量、水溫、分層取水?dāng)?shù)據(jù)等指標(biāo)進(jìn)行多維度分析，為生態(tài)調(diào)度效能與魚(yú)類自然繁殖狀況評(píng)估提供有力支持。

（照片已脫敏）

同時(shí)基于數(shù)字孿生手段，整合六大水庫(kù)調(diào)度信息，可將梯級(jí)水庫(kù)生態(tài)調(diào)度時(shí)間、水庫(kù)生態(tài)調(diào)度過(guò)程、歷史生態(tài)調(diào)度成效進(jìn)行全面復(fù)現(xiàn)和推演論證，為梯級(jí)水庫(kù)調(diào)度方案優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。

智能多維分析

賦能泥沙調(diào)度優(yōu)化

水庫(kù)泥沙問(wèn)題直接關(guān)系到三峽水庫(kù)壽命和工程綜合效益發(fā)揮，也是保障三峽水庫(kù)“平安、健康、高效”運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件。針對(duì)泥沙淤積問(wèn)題，三峽水庫(kù)通常采取“蓄清排渾”調(diào)度，汛期來(lái)沙較多時(shí)，在下游防洪承受能力范圍內(nèi)降低三峽水庫(kù)水位運(yùn)行，讓含沙量較大的洪水順利排到下游；汛后，水庫(kù)存蓄清水，保證發(fā)電和航運(yùn)。因此“實(shí)時(shí)掌握水庫(kù)來(lái)水來(lái)沙流量、科學(xué)評(píng)估泥沙調(diào)度方案效能”是系統(tǒng)建設(shè)的重要內(nèi)容。

基于用戶的業(yè)務(wù)需求，“流域梯級(jí)全景監(jiān)控平臺(tái)”集成各類監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，提供豐富的分析手段，結(jié)合專業(yè)模型算法，對(duì)各流域流量、泥沙情況、泥沙演變趨勢(shì)等核心指標(biāo)進(jìn)行多維度分析，并可對(duì)泥沙超標(biāo)情況進(jìn)行智能化預(yù)警告警，輔助用戶高效感知泥沙沉積狀況，及時(shí)制定調(diào)度響應(yīng)方案。同時(shí)可對(duì)泥沙調(diào)度方案及歷史應(yīng)用成效進(jìn)行動(dòng)態(tài)推演評(píng)估，輔助用戶進(jìn)行科學(xué)考評(píng)優(yōu)化。

航運(yùn)調(diào)度

調(diào)度運(yùn)行與船舶監(jiān)管一屏掌控

三峽蓄水成庫(kù)以來(lái)，長(zhǎng)江航運(yùn)快速發(fā)展，近年來(lái)，三峽壩區(qū)貨物通過(guò)量及船舶數(shù)量均呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。對(duì)三峽流域的航運(yùn)進(jìn)行科學(xué)調(diào)度，合理組織，保障三峽壩區(qū)河段整體的通航秩序，實(shí)現(xiàn)船舶通行安全暢通是用戶的重要業(yè)務(wù)之一。

基于用戶業(yè)務(wù)需求，“流域梯級(jí)全景監(jiān)控平臺(tái)”整合船舶申報(bào)、安檢、到錨、計(jì)劃、發(fā)航、執(zhí)行及統(tǒng)計(jì)等全流程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù)，對(duì)河道、錨地、船只、船閘等要素的位置、分布、狀態(tài)等信息進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，對(duì)船閘及周邊水域態(tài)勢(shì)進(jìn)行真實(shí)復(fù)現(xiàn)，動(dòng)態(tài)展示船閘啟閉開(kāi)度狀態(tài)、水位情況、船舶運(yùn)行態(tài)勢(shì)等信息，并可對(duì)船舶應(yīng)急、航道擁堵、設(shè)備故障等異常態(tài)勢(shì)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警告警，輔助用戶高效掌握航運(yùn)態(tài)勢(shì)，為應(yīng)急指揮調(diào)度提供有力支撐。

同時(shí)結(jié)合專業(yè)模型算法，綜合轄區(qū)流速、氣象及水情等航行數(shù)據(jù)，對(duì)各水庫(kù)通航船次、運(yùn)載量、投運(yùn)量等航運(yùn)數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行多維度分析研判，輔助用戶科學(xué)評(píng)估航運(yùn)效能，實(shí)現(xiàn)全程智能通航調(diào)度管理，提升三峽河段通航組織的管理智能化水平。

推進(jìn)“智慧水利”建設(shè)

2025年建成數(shù)字孿生三峽工程體系

為貫徹落實(shí)水利部推進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)工作會(huì)議精神，加快推進(jìn)數(shù)字孿生三峽建設(shè)，三峽工程管理司于12月27日召開(kāi)業(yè)務(wù)研討會(huì)，謀劃數(shù)字孿生三峽頂層設(shè)計(jì)。

會(huì)議指出“三峽工程是“國(guó)之重器”，具有多重功能和效益，涉及利益主體多元，管理關(guān)系復(fù)雜，需要統(tǒng)籌謀劃，兼顧統(tǒng)籌發(fā)展和安全，著眼大時(shí)空，統(tǒng)籌大系統(tǒng)，彰顯大擔(dān)當(dāng)，確保大安全，以推進(jìn)三峽工程管理體系和能力的現(xiàn)代化，加快構(gòu)建數(shù)字孿生三峽工程，促進(jìn)提高三峽工程運(yùn)行優(yōu)化調(diào)度與管理水平，科學(xué)保障三峽工程長(zhǎng)期安全運(yùn)行，不斷完善水資源、水生態(tài)、水環(huán)境、水災(zāi)害及水域岸線等的綜合管理措施，確保三峽工程持續(xù)發(fā)揮巨大綜合效益。

會(huì)議明確“要落實(shí)好水利部黨組關(guān)于數(shù)字孿生水利工程部署要求，深入調(diào)研分析三峽工程運(yùn)行安全管理的智慧化建設(shè)需求，摸清現(xiàn)有工作基礎(chǔ)，明確目標(biāo)任務(wù)，找準(zhǔn)工作差距，匯集各方力量，制定切實(shí)可行的數(shù)字孿生三峽工程實(shí)施方案，分步推進(jìn)實(shí)施，務(wù)求在2022年度取得初步成效，到“十四五”末建成能夠支撐三峽工程智能業(yè)務(wù)應(yīng)用、具有“預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案”功能的數(shù)字孿生三峽工程體系?！?/span>

數(shù)字冰雹鼎力賦能“智慧水利”建設(shè)

數(shù)字冰雹深耕可視化數(shù)字孿生領(lǐng)域十余載，將貫徹落實(shí)水利部推進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)工作會(huì)議精神，希望依賴于十余年的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)累積，與行業(yè)內(nèi)廣大合作伙伴一道，共同打造“最落地”的數(shù)字孿生流域，推動(dòng)智慧三峽數(shù)字孿生落地應(yīng)用，為未來(lái)數(shù)字孿生三峽工程創(chuàng)造新的歷史和新的記錄！