今年來，水利部先后印發(fā)《關(guān)于大力推進智慧水利建設(shè)的指導(dǎo)意見》《智慧水利建設(shè)頂層設(shè)計》《“十四五”智慧水利建設(shè)規(guī)劃》《“十四五”期間推進智慧水利建設(shè)實施方案》等系列文件，明確了推進智慧水利建設(shè)的主要任務(wù)。
《2024年水利工程運行管理工作要點》明確提出：加快構(gòu)建現(xiàn)代化水庫運行管理矩陣。全面推進試點水庫、先行區(qū)域?qū)嵤┤采w、全要素、全天候、全周期“四全”管理，完善體制、機制、法治、責(zé)任制“四制（治）”體系，強化預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案“四預(yù)”措施，加強除險、體檢、維護、安全“四管”工作，強化數(shù)字賦能，積極探索路徑，率先實現(xiàn)突破，取得階段性成果。
我國大部分大中型信息系統(tǒng)建設(shè)處于單一業(yè)務(wù)層面，導(dǎo)致信息缺共享、管理少手段、決策無支撐等局面，對照當(dāng)前國家和水利部關(guān)于數(shù)字孿生水利建設(shè)的要求仍然存在明顯差距，制約新階段水利高質(zhì)量發(fā)展。
01水庫全方位管控能力低
水庫全覆蓋有效監(jiān)管尚有欠缺，有效信息掌握不夠精準(zhǔn)系統(tǒng)，全天候監(jiān)控手段不足，建設(shè)、運行、報廢全周期管理尚不完善。
02水庫信息化管理能力有待提升
部分大中型水庫監(jiān)測設(shè)施老化損壞，監(jiān)測平臺建設(shè)滯后，監(jiān)測數(shù)據(jù)匯集和共享應(yīng)用能力不足；數(shù)字孿生水庫建設(shè)尚處于初步階段，預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案“四預(yù)”能力有待提高，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平亟待提升。
03聯(lián)合調(diào)度能力、決策支持水平仍需完善提升
流域防洪調(diào)度智能化有待完善提升，需將新一代信息技術(shù)深入融合應(yīng)用，進一步提升優(yōu)化算據(jù)、算力、算法來全面滿足聯(lián)合調(diào)度會商決策需求。
四信大中型水庫數(shù)字孿生調(diào)度運營解決方案
四信嚴(yán)格遵循水利部智慧水利頂層設(shè)計及數(shù)字孿生水利工程建設(shè)總體框架，結(jié)合大中型水庫發(fā)展現(xiàn)狀和實際需求，形成水庫數(shù)字孿生工程建設(shè)框架。
以提升預(yù)報調(diào)度智能化為主線，“數(shù)字化場景、智慧化模擬、精準(zhǔn)化決策”為路徑，通過數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)、人工智能、模型云等技術(shù)全力推進新技術(shù)與業(yè)務(wù)的深度融合應(yīng)用，提高應(yīng)用水平，實現(xiàn)“數(shù)字孿生場景化應(yīng)用、預(yù)報調(diào)度一體化模擬、四預(yù)過程智能化決策”，圍繞數(shù)字孿生水庫上游集水區(qū)域，以“四預(yù)”為全過程決策鏈，場景化打造水庫數(shù)字孿生。
?。?）物聯(lián)網(wǎng)感知
圍繞水庫及上下游水利業(yè)務(wù)，利用智能傳感、智能視頻、預(yù)警廣播、衛(wèi)星遙感、北斗通信等技術(shù)，擴大江河湖泊水系、水利工程設(shè)施、水利管理活動等監(jiān)測范圍構(gòu)建監(jiān)測匯集平臺，圍繞流域監(jiān)管需求共享交換地方水利部門和其他行業(yè)監(jiān)管數(shù)據(jù)，提升感知智能化水平。
?。?）網(wǎng)絡(luò)傳輸
依托現(xiàn)有庫區(qū)局域網(wǎng)、水利專網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)基于4G與北斗相互補充，主備切換的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。保障系統(tǒng)在災(zāi)前、災(zāi)中、災(zāi)后全時段、全區(qū)域范圍內(nèi)水利、水文數(shù)據(jù)的完整性。
（3）數(shù)據(jù)中心
基于L1——L3級數(shù)據(jù)底板的數(shù)據(jù)資源及數(shù)據(jù)管理軟件組成，通過傾斜攝影、激光掃描等技術(shù)建設(shè)L2級底板，選取重點水利工程建設(shè)精細(xì)化BIM模型，在此基礎(chǔ)上疊加水利專業(yè)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、遙測感知數(shù)據(jù)、經(jīng)濟數(shù)據(jù)、行政數(shù)據(jù)等。
數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)治理（質(zhì)控、融合、標(biāo)準(zhǔn)化、錯報統(tǒng)計）、數(shù)據(jù)共享/發(fā)布、數(shù)據(jù)交互等功能，為業(yè)務(wù)系統(tǒng)和第三方系統(tǒng)提供完備的數(shù)據(jù)供應(yīng)保障。
?。?）模型平臺
模型平臺主重點圍繞防汛調(diào)度和大壩工程安全。
防洪調(diào)度：建設(shè)以防汛調(diào)度為業(yè)務(wù)核心的洪水預(yù)報的水文預(yù)報模型、水庫泄洪調(diào)度模型、下游洪水淹沒分析的二維水動力模型
大壩工程安全：建設(shè)以大壩結(jié)構(gòu)安全為核心的大壩結(jié)構(gòu)安全模型。
?。?）應(yīng)用層
應(yīng)用支撐系統(tǒng)作為模型運行平臺、業(yè)務(wù)系統(tǒng)、孿生可視化系統(tǒng)的基礎(chǔ)支撐，由服務(wù)運行管理平臺、物聯(lián)網(wǎng)管理平臺、孿生渲染引擎組成；其中服務(wù)運行管理平臺主要用于各類平臺服務(wù)的運行管理，用于保障整體平臺高可靠運行，孿生渲染引擎要用于孿生可視化平臺的組態(tài)化配置管理，而物聯(lián)網(wǎng)管理平臺主要是解決前端感知設(shè)備的統(tǒng)一接入管理及用戶鑒權(quán)的統(tǒng)一管理。
應(yīng)用系統(tǒng)以防洪四預(yù)為核心業(yè)務(wù)，提供防汛調(diào)度、水庫工程安全管理、知識檔案庫及其它后臺服務(wù)組成。
防汛調(diào)度系統(tǒng)通過優(yōu)化洪水預(yù)報調(diào)度模塊，提高洪水預(yù)報的精度，增加洪水預(yù)報有效預(yù)見期，結(jié)合一、二維水動力模型模擬下游淹沒情況，通過調(diào)度預(yù)案及應(yīng)急處置，為洪水調(diào)控及災(zāi)情處置提供數(shù)據(jù)支撐及輔助決策。
智慧水庫數(shù)字孿生
●快速直達預(yù)警
預(yù)警是前哨，建立多種類、多渠道水旱災(zāi)害預(yù)警體系，將預(yù)警信息直達水利工作一線和受影響區(qū)域社會公眾，為啟動預(yù)演提供指引。
●精準(zhǔn)超前預(yù)報
預(yù)報是基礎(chǔ)，建立以流域為單元的多維多時空全要素預(yù)報體系，為預(yù)警工作贏得先機。
●前瞻科學(xué)預(yù)演
預(yù)演是關(guān)鍵，構(gòu)建全過程、多情景模擬仿真防災(zāi)預(yù)演體系，通過預(yù)演為預(yù)案制定提供支撐。
●細(xì)化實化預(yù)案
預(yù)案是目的，在預(yù)演結(jié)果基礎(chǔ)上分析評估，滾動調(diào)整水工程運行、應(yīng)急調(diào)度、人員防災(zāi)避險等應(yīng)對措施，迭代優(yōu)化運行調(diào)度方案。
水庫工程安全管理系統(tǒng)通過傳感器感知監(jiān)測、預(yù)警分析等方式，對工程安全進行全方面的監(jiān)督管理，確保水庫工程的安全和穩(wěn)定。
知識檔案包含了水利工程的預(yù)案庫、知識圖譜庫、業(yè)務(wù)規(guī)則庫、專家經(jīng)驗庫等信息。
?。?）展示層和用戶層
基于數(shù)字孿生的三維可視化引擎，圍繞“四預(yù)”要求，結(jié)合大中型水庫現(xiàn)實需求，利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生、“可視化”追蹤等技術(shù)，通過集成水文模型和氣象模型，實現(xiàn)對水庫未來的水位、流量等的預(yù)測及模擬仿真，可模擬不同降雨情景下的水庫來水過程，水庫調(diào)度過程，通過預(yù)測及預(yù)演洪水過程來對未來的事件進行評估，結(jié)合預(yù)測及推演過程提前采取有效的防洪措施。
水利局、應(yīng)急管理局，水庫管理中心等管理單位通過展示層與系統(tǒng)進行互動，角色以用戶、管理員、操作員等，根據(jù)單位或個人的權(quán)限和需求使用系統(tǒng)的功能。
01一站式全場景
一站式全場景通過軟硬件相結(jié)合，基于數(shù)字孿生技術(shù)，提供全面的水庫管理和運營解決方案。方案中涉及到的軟件和硬件，均為自主設(shè)計，研發(fā)，生產(chǎn)，服務(wù)。
02全面圍繞四預(yù)展開
圍繞預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案提供全面的業(yè)務(wù)分析和預(yù)測能力，幫助管理人員做出準(zhǔn)確的決策。
03適配國產(chǎn)化環(huán)境
可以更好地與國內(nèi)環(huán)境相融合，滿足國產(chǎn)化的適配需求和要求，提高系統(tǒng)的可用性、可靠性、安全性。
04系統(tǒng)高效交付
通過模塊化設(shè)計、可定制化配置、預(yù)置模型和算法庫、靈活的數(shù)據(jù)接口、快速部署和集成，以及用戶支持等手段，實現(xiàn)系統(tǒng)的高效交付。
某江泄洪預(yù)警平臺
基于流域的L1——L3級數(shù)據(jù)底板，以監(jiān)測預(yù)警、水文預(yù)報、泄洪調(diào)度、下游淹沒分析為主線通過泄洪調(diào)度模板顯示泄洪量曲線變化實時分析和預(yù)測泄洪情況，及時發(fā)出預(yù)警信息，提醒相關(guān)部門和居民采取相應(yīng)的防范和應(yīng)對措施，減少泄洪可能帶來的災(zāi)害損失。
濱州市沾化區(qū)數(shù)字孿生四預(yù)平臺
以沾化徒駭河為是為試點河段，呈現(xiàn)該流域水雨情監(jiān)測、庫區(qū)及小流域來水預(yù)報、河道洪水推演、淹沒分析的數(shù)據(jù)計算和展示，滿足“預(yù)報精準(zhǔn)化、預(yù)警超前化、預(yù)演數(shù)字化預(yù)案科學(xué)化”的智能水利業(yè)務(wù)應(yīng)用需求。
閩公網(wǎng)安備 35021102000914號
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山洪無線預(yù)警廣播設(shè)備 F9103 【水利部測評推薦】
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