數字孿生，賦能(néng)構建“四預”智慧水利決策系統

重點推文(wén)

随着新(xīn)一代信息技(jì )術的迅猛發展，數字孿生技(jì )術作(zuò)為(wèi)一種創新(xīn)性、前沿性的技(jì )術手段，在各個領域都展現出了巨大的應用(yòng)潛力。在水利領域，數字孿生技(jì )術的應用(yòng)正日益凸顯其重要性和必要性。

水利事業是國(guó)家經濟社會發展的基礎和保障，而數字孿生技(jì )術的應用(yòng)為(wèi)智慧水利提供了全新(xīn)的解決方案。通過結合大數據、人工(gōng)智能(néng)和物(wù)聯網等先進技(jì )術，數字孿生流域可(kě)以實現精(jīng)确建模，并通過智能(néng)監測與分(fēn)析，實現對水資源管理(lǐ)、洪水預警、幹旱監測和水質(zhì)評估等方面的精(jīng)确預測與優化決策。

1 解決方案概述

數字冰雹智慧水利數字孿生解決方案，基于數字孿生技(jì )術，構建實景三維孿生流域，對流域全景、全要素态勢進行精(jīng)細化複現；支持整合水利各部門現有(yǒu)信息系統的數據資源，融合5G、大數據、雲計算、AI、融合通信等前沿技(jì )術應用(yòng)，結合數字孿生場景與動态仿真推演能(néng)力，提供流域總覽、流域防洪監測、水庫監測、水利調度、智慧水務(wù)、河湖(hú)巡檢等多(duō)個業務(wù)場景應用(yòng)，并提供數據分(fēn)析、對象管理(lǐ)、對象剖分(fēn)、設備控制、告警管理(lǐ)、虛拟漫遊等豐富功能(néng)，全面賦能(néng)用(yòng)戶業務(wù)應用(yòng)，有(yǒu)效提升水利跨部門決策和資源協調效率。

2 方案應用(yòng)場景介紹

1.數字孿生流域 三維數字底座

支持綜合衛星遙感、流域地理(lǐ)信息、水文(wén)氣象等數據資源，基于數字孿生技(jì )術，構建流域數字場景、河道精(jīng)細數字場景、重點水利樞紐實景模型等，真實反映流域地貌、土壤、植被、水系、天氣等情況，實現數字孿生流域與物(wù)理(lǐ)流域實時同步仿真運行，為(wèi)後續的業務(wù)場景應用(yòng)提供準确的三維數據底闆。

2.流域預演預案
2.1 流域防洪預演預案基于數字孿生場景，結合降雨、水文(wén)水動力學(xué)分(fēn)析模型，支持對“降水—産(chǎn)流—彙流—演進”全過程進行真實推演、複現，真實刻畫洪水演進和洪澇淹沒過程。可(kě)直觀監測各流域、水庫、超警站點等要素的分(fēn)布、狀态等信息；支持對天氣、降水量以及河道水位、流量等關鍵指标進行監測分(fēn)析，并可(kě)對各異常情況進行預警告警；并根據流域防洪工(gōng)程防洪能(néng)力、河床高度、周邊地形及居民(mín)區(qū)等數據情況，結合防洪調度數學(xué)模型，自動匹配調度規則庫，生成預案措施，為(wèi)防汛抗旱、洪災風險評估等工(gōng)作(zuò)提供支持。

2.2 水庫蓄水調度預演預案

支持基于精(jīng)細化數字孿生場景，結合曆史水位、入庫徑流量、降雨量等數據參數，結合水庫蓄水調度模型，如水文(wén)模型、水力模型、河道水動力模型等，根據不同的水文(wén)氣象預報和需求，模拟不同的蓄水調度場景，并數據驅動場景動态模拟和預測水庫的蓄水情況，科(kē)學(xué)反映水庫的水文(wén)過程、水力特性和洩洪能(néng)力，輔助制定相應的調度方案。可(kě)根據預演模拟結果和實時監測數據，靈活動态調整和優化，最大限度地發揮水庫防洪、蓄水和供水功能(néng)。

3.流域态勢預測預警
3.1 流域綜合态勢監測

通過集成流域全要素台賬，以及水文(wén)監測、氣象監測、視頻監控等多(duō)源數據，可(kě)對流域江河湖(hú)泊、水庫、電(diàn)站、設備等管理(lǐ)要素的分(fēn)布、類型、狀态等信息進行綜合監測，提供全要素對象結構化管理(lǐ)、浏覽、搜索、定位等功能(néng)，從大規模流域整體(tǐ)到水庫、到設備，從宏觀到微觀全域要素均可(kě)集中(zhōng)管理(lǐ)。并可(kě)集成專業分(fēn)析模型，對流域内不同要素之間的相互關系和影響進行研判分(fēn)析，輔助流域管理(lǐ)者科(kē)學(xué)進行流域整體(tǐ)運行把控。

3.2 水利樞紐監測

支持基于數字孿生技(jì )術，對水利樞紐壩體(tǐ)、地形地貌、水情态勢、閘門開閉、設備（電(diàn)站機組/排澇泵/水文(wén)站 等）等要素狀态進行精(jīng)确還原，并綜合集成水利樞紐數據資源，結合專業模型算法，對水雨情、流量、水位、發電(diàn)機組負荷等關鍵指标進行多(duō)維度研判分(fēn)析，對異常态勢進行實時預警告警，确保水利樞紐安(ān)全、高效地運行。

3.3 遠(yuǎn)程巡檢遊曆

支持根據巡檢任務(wù)，提供多(duō)種遠(yuǎn)程巡檢監測視角，在數字孿生場景中(zhōng)進行巡檢遊曆，并可(kě)結合視頻監控、傳感器等技(jì )術手段，對水利設施的運行狀況、安(ān)全狀态和環境情況進行監測和評估，當遠(yuǎn)程檢測到異常情況，能(néng)夠自動下達報警信息、指派相關人員及時進行處理(lǐ)，實現巡檢過程的高效化、精(jīng)準化、智能(néng)化。

3.4 設備遠(yuǎn)程控制

提供建築剖分(fēn)、設備剖分(fēn)等多(duō)種交互查看功能(néng)，可(kě)高效洞悉水利建築設施内部結構、空間狀态、設備運轉情況等；同時提供設備反控功能(néng)，結合設備調度預案，一鍵下達設備控制指令，如通過開啓或關閉閘門和洩洪孔，水利樞紐可(kě)以調節水流的流量和水位，有(yǒu)效提高設備管控效能(néng)。

3 合作(zuò)模式介紹

數字冰雹基于十餘年上千個數字孿生項目的技(jì )術經驗積累，面向水務(wù)行業項目，提供多(duō)種合作(zuò)方式任您随需而選，包括：一站式項目定制交付模式 、技(jì )術平台交付模式 和 場景底座交付模式 ，全面滿足用(yòng)戶應用(yòng)需求。

一站式項目定制 交付模式

面向需要快速交付項目，無意願投入開發、建模、交付團隊的用(yòng)戶，數字冰雹可(kě)根據實際項目需求，提供項目咨詢、應用(yòng)開發、數據接入、部署交付一站式全流程定制實施服務(wù)，确保項目高品質(zhì)交付。

場景底座構建 交付模式

面向有(yǒu)開發能(néng)力但無三維建模團隊的用(yòng)戶，數字冰雹能(néng)夠提供高品質(zhì)底座構建服務(wù)，包括：室内外場景制作(zuò)、三維模型制作(zuò)、場景底座制作(zuò)等，免除三維建模煩惱，高效支撐後續應用(yòng)開發調用(yòng)。

圖觀引擎全技(jì )術平台 交付模式

面向擁有(yǒu)開發能(néng)力、且願意自主進行應用(yòng)構建、交付項目的用(yòng)戶，數字冰雹提供圖觀 數字孿生應用(yòng)開發引擎全流程開發工(gōng)具(jù)，支持團隊協作(zuò)，低代碼 甚至 零代碼即可(kě)完成應用(yòng)構建，賦能(néng)用(yòng)戶 低成本、高效 交付數字孿生項目。