數(shù)字孿生，賦能構(gòu)建“四預(yù)”智慧水利決策系統(tǒng)

重點(diǎn)推文

隨著新一代信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)字孿生技術(shù)作為一種創(chuàng)新性、前沿性的技術(shù)手段，在各個(gè)領(lǐng)域都展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。在水利領(lǐng)域，數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用正日益凸顯其重要性和必要性。

水利事業(yè)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)和保障，而數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用為智慧水利提供了全新的解決方案。通過(guò)結(jié)合大數(shù)據(jù)、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，數(shù)字孿生流域可以實(shí)現(xiàn)精確建模，并通過(guò)智能監(jiān)測(cè)與分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源管理、洪水預(yù)警、干旱監(jiān)測(cè)和水質(zhì)評(píng)估等方面的精確預(yù)測(cè)與優(yōu)化決策。

1 解決方案概述

數(shù)字冰雹智慧水利數(shù)字孿生解決方案，基于數(shù)字孿生技術(shù)，構(gòu)建實(shí)景三維孿生流域，對(duì)流域全景、全要素態(tài)勢(shì)進(jìn)行精細(xì)化復(fù)現(xiàn)；支持整合水利各部門現(xiàn)有信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源，融合5G、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、AI、融合通信等前沿技術(shù)應(yīng)用，結(jié)合數(shù)字孿生場(chǎng)景與動(dòng)態(tài)仿真推演能力，提供流域總覽、流域防洪監(jiān)測(cè)、水庫(kù)監(jiān)測(cè)、水利調(diào)度、智慧水務(wù)、河湖巡檢等多個(gè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景應(yīng)用，并提供數(shù)據(jù)分析、對(duì)象管理、對(duì)象剖分、設(shè)備控制、告警管理、虛擬漫游等豐富功能，全面賦能用戶業(yè)務(wù)應(yīng)用，有效提升水利跨部門決策和資源協(xié)調(diào)效率。

2 方案應(yīng)用場(chǎng)景介紹

1.數(shù)字孿生流域 三維數(shù)字底座

支持綜合衛(wèi)星遙感、流域地理信息、水文氣象等數(shù)據(jù)資源，基于數(shù)字孿生技術(shù)，構(gòu)建流域數(shù)字場(chǎng)景、河道精細(xì)數(shù)字場(chǎng)景、重點(diǎn)水利樞紐實(shí)景模型等，真實(shí)反映流域地貌、土壤、植被、水系、天氣等情況，實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生流域與物理流域?qū)崟r(shí)同步仿真運(yùn)行，為后續(xù)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景應(yīng)用提供準(zhǔn)確的三維數(shù)據(jù)底板。

2.流域預(yù)演預(yù)案
2.1 流域防洪預(yù)演預(yù)案基于數(shù)字孿生場(chǎng)景，結(jié)合降雨、水文水動(dòng)力學(xué)分析模型，支持對(duì)“降水—產(chǎn)流—匯流—演進(jìn)”全過(guò)程進(jìn)行真實(shí)推演、復(fù)現(xiàn)，真實(shí)刻畫洪水演進(jìn)和洪澇淹沒(méi)過(guò)程?？芍庇^監(jiān)測(cè)各流域、水庫(kù)、超警站點(diǎn)等要素的分布、狀態(tài)等信息；支持對(duì)天氣、降水量以及河道水位、流量等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，并可對(duì)各異常情況進(jìn)行預(yù)警告警；并根據(jù)流域防洪工程防洪能力、河床高度、周邊地形及居民區(qū)等數(shù)據(jù)情況，結(jié)合防洪調(diào)度數(shù)學(xué)模型，自動(dòng)匹配調(diào)度規(guī)則庫(kù)，生成預(yù)案措施，為防汛抗旱、洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等工作提供支持。

2.2 水庫(kù)蓄水調(diào)度預(yù)演預(yù)案

支持基于精細(xì)化數(shù)字孿生場(chǎng)景，結(jié)合歷史水位、入庫(kù)徑流量、降雨量等數(shù)據(jù)參數(shù)，結(jié)合水庫(kù)蓄水調(diào)度模型，如水文模型、水力模型、河道水動(dòng)力模型等，根據(jù)不同的水文氣象預(yù)報(bào)和需求，模擬不同的蓄水調(diào)度場(chǎng)景，并數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)場(chǎng)景動(dòng)態(tài)模擬和預(yù)測(cè)水庫(kù)的蓄水情況，科學(xué)反映水庫(kù)的水文過(guò)程、水力特性和泄洪能力，輔助制定相應(yīng)的調(diào)度方案?？筛鶕?jù)預(yù)演模擬結(jié)果和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，靈活動(dòng)態(tài)調(diào)整和優(yōu)化，最大限度地發(fā)揮水庫(kù)防洪、蓄水和供水功能。

3.流域態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)預(yù)警
3.1 流域綜合態(tài)勢(shì)監(jiān)測(cè)

通過(guò)集成流域全要素臺(tái)賬，以及水文監(jiān)測(cè)、氣象監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控等多源數(shù)據(jù)，可對(duì)流域江河湖泊、水庫(kù)、電站、設(shè)備等管理要素的分布、類型、狀態(tài)等信息進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)，提供全要素對(duì)象結(jié)構(gòu)化管理、瀏覽、搜索、定位等功能，從大規(guī)模流域整體到水庫(kù)、到設(shè)備，從宏觀到微觀全域要素均可集中管理。并可集成專業(yè)分析模型，對(duì)流域內(nèi)不同要素之間的相互關(guān)系和影響進(jìn)行研判分析，輔助流域管理者科學(xué)進(jìn)行流域整體運(yùn)行把控。

3.2 水利樞紐監(jiān)測(cè)

支持基于數(shù)字孿生技術(shù)，對(duì)水利樞紐壩體、地形地貌、水情態(tài)勢(shì)、閘門開閉、設(shè)備（電站機(jī)組/排澇泵/水文站 等）等要素狀態(tài)進(jìn)行精確還原，并綜合集成水利樞紐數(shù)據(jù)資源，結(jié)合專業(yè)模型算法，對(duì)水雨情、流量、水位、發(fā)電機(jī)組負(fù)荷等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行多維度研判分析，對(duì)異常態(tài)勢(shì)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警告警，確保水利樞紐安全、高效地運(yùn)行。

3.3 遠(yuǎn)程巡檢游歷

支持根據(jù)巡檢任務(wù)，提供多種遠(yuǎn)程巡檢監(jiān)測(cè)視角，在數(shù)字孿生場(chǎng)景中進(jìn)行巡檢游歷，并可結(jié)合視頻監(jiān)控、傳感器等技術(shù)手段，對(duì)水利設(shè)施的運(yùn)行狀況、安全狀態(tài)和環(huán)境情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估，當(dāng)遠(yuǎn)程檢測(cè)到異常情況，能夠自動(dòng)下達(dá)報(bào)警信息、指派相關(guān)人員及時(shí)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)巡檢過(guò)程的高效化、精準(zhǔn)化、智能化。

3.4 設(shè)備遠(yuǎn)程控制

提供建筑剖分、設(shè)備剖分等多種交互查看功能，可高效洞悉水利建筑設(shè)施內(nèi)部結(jié)構(gòu)、空間狀態(tài)、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況等；同時(shí)提供設(shè)備反控功能，結(jié)合設(shè)備調(diào)度預(yù)案，一鍵下達(dá)設(shè)備控制指令，如通過(guò)開啟或關(guān)閉閘門和泄洪孔，水利樞紐可以調(diào)節(jié)水流的流量和水位，有效提高設(shè)備管控效能。

3 合作模式介紹

數(shù)字冰雹基于十余年上千個(gè)數(shù)字孿生項(xiàng)目的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累，面向水務(wù)行業(yè)項(xiàng)目，提供多種合作方式任您隨需而選，包括：一站式項(xiàng)目定制交付模式 、技術(shù)平臺(tái)交付模式 和 場(chǎng)景底座交付模式 ，全面滿足用戶應(yīng)用需求。

一站式項(xiàng)目定制 交付模式

面向需要快速交付項(xiàng)目，無(wú)意愿投入開發(fā)、建模、交付團(tuán)隊(duì)的用戶，數(shù)字冰雹可根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目需求，提供項(xiàng)目咨詢、應(yīng)用開發(fā)、數(shù)據(jù)接入、部署交付一站式全流程定制實(shí)施服務(wù)，確保項(xiàng)目高品質(zhì)交付。

場(chǎng)景底座構(gòu)建 交付模式

面向有開發(fā)能力但無(wú)三維建模團(tuán)隊(duì)的用戶，數(shù)字冰雹能夠提供高品質(zhì)底座構(gòu)建服務(wù)，包括：室內(nèi)外場(chǎng)景制作、三維模型制作、場(chǎng)景底座制作等，免除三維建模煩惱，高效支撐后續(xù)應(yīng)用開發(fā)調(diào)用。

圖觀引擎全技術(shù)平臺(tái) 交付模式

面向擁有開發(fā)能力、且愿意自主進(jìn)行應(yīng)用構(gòu)建、交付項(xiàng)目的用戶，數(shù)字冰雹提供圖觀 數(shù)字孿生應(yīng)用開發(fā)引擎全流程開發(fā)工具，支持團(tuán)隊(duì)協(xié)作，低代碼 甚至 零代碼即可完成應(yīng)用構(gòu)建，賦能用戶 低成本、高效 交付數(shù)字孿生項(xiàng)目。