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智慧水利建设,数字孪生流域是关键
什么是数字孪生流域?在去年12月23日召开的推进数字孪生流域建设工作会议上,水利部党组书记、部长李国英给出了解释:数字孪生流域是以物理流域为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动,对物理流域全要素和水利治理管理活动全过程的数字化映射、智能化模拟,实现与物理流域同步仿真运行、虚实交互、迭代优化。
根据水利部在今年2月21日印发的《关于开展数字孪生流域建设先行先试工作的通知》要求,计划将用2年左右时间在大江大河重点河段、主要支流、重要水利工程中,加强数字孪生、物联网、大数据、人工智能、5G等新一代信息技术与水利业务深度融合,在促进业务协同、创新工作模式、提升服务效能方面不断取得突破,打造一批可推广可复制的成果,带动全国数字孪生流域建设。
随后,江苏秦淮河、江苏太湖、青海湟水、广西大藤峡工程等多个数字孪生流域建设先行先试项目通过了水利部审核,数字孪生流域正迎来大规模建设。目前,数字孪生黄河水旱灾害防御应用系统和兰溪兰江流域数字孪生应用两个数字孪生流域建设成果上线试运行,全面提升黄河流域水安全保障能力。
作为水利部其中一项重大的决策部署,数字孪生流域建设是加快智慧水利建设的核心与关键,通过数字孪生流域建设,可强化预报、预警、预演、预案功能,提升水利的数字化、网络化、智能化,提高水利决策与管理的科学化、精准化、高效化能力和水平,实现水安全风险从被动应对向主动防控的转变。
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企业赋能数字孪生流域建设
正在推进的数字孪生流域建设,离不开企业的助力。中海达旗下子公司广州都市圈网络科技有限公司(下称中海达都市圈)依托物理流域、时空数据和数学模型,对物理流域全要素和水利治理管理活动全过程进行智能模拟,打造数字孪生流域的数字化底座底板,形成基础数据统一和二三维一体,集成空天地一体的监测数据,贯通三级管理要求的数据底板,实时接入雨水情、工情、墒情、取水等水利监测数据,并对接汇聚经济社会等跨行业数据,形成了一个包括数字孪生数据治理中心、数字孪生可视化模拟子系统、动态监测预警子系统、应急协同处置子系统在内的完整的数字孪生流域管理平台。
其中,数字孪生数据治理中心服务于全量、全要素流域数据的汇聚、治理以及服务化全流程。在数据汇聚方面,平台支持异构多源的数据来源集成,包括海量监测数据实时接入、前置机数据抽取以及离线文本的解析导入等;在数据治理方面,平台支持异构数据的格式统一、坐标统一以及逻辑实体统一等;在服务化方面,平台支持空间标准OGC服务的发布以及非空间指标、表以及视图数据的服务化发布,同时平台提供零代码三维应用定制引擎,能够支持自服务式的应用定制以及发布。
数字孪生可视化模拟子系统基于二三维一体化的“一张图”式全景视图对各类水文对象、水工设施、基础空间信息、地形地貌等信息进行综合可视化,除了能够为用户提供几何测算、空间分析、统计图表、检索查询、分组管理等功能,还能够实现动态数值计算数据集成,实现逼真的洪峰演进模拟。
动态监测预警子系统通过构建数据治理系统以对接行业内外各部门的监测数据,实现数据的定时采集、解析、清洗与入库。同时,系统后台构建一系列可配置的预警机制与参数化推演模型,对实时数据进行动态分析,并将原始数据、产品分析和预警信息进行落图呈现。
应急协同处置子系统通过构建完备的风险管理体系,对各类预案、案例、资源、隐患进行分类存储;围绕一套深度定制的工作流引擎构建结构化预案,实现应急处置中的高效载入和自动执行;打通与应急管理部门和基层人员的数据通路,实现信息的上报与发布。
相较于同行,中海达都市圈在数字孪生流域建设上拥有三大优势。一是成熟的产品。在数据治理、运维、服务以及多行业都具有专题应用,同时从地理空间框架到时空大数据云平台再到新基建阶段的数字孪生底座平台等持续升级;二是丰富的项目经验。城运中心IOC驾驶舱,基层治理IOC等案例在多个地区成功落地,为数字孪生流域建设打好坚实的基础;三是领先的核心技术。技术是发展的核心,中海达都市圈自主研发的oScene引擎具备丰富的空间数据接入、空间分析、模拟仿真、呈现能力,为水利专业模型模拟集成提供支持;自主研发的基于图数据库为核心的知识图谱治理引擎,目前已经在科技图谱以及自然资源行业中落地,其中科技部的科技图谱项目,已经迭代到四期;搭建低代码平台,支持轻量化应用定制等等。
目前,中海达都市圈正在携手长江流域的相关单位推进数字孪生流域建设。届时,又一个数字孪生流域建设成果将帮助地方提升水利治理能力。
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数字孪生流域建设需要合力
数字孪生流域建设要建好,除了中海达都市圈发力,还需要更多的企事业单位贡献“智慧”。这是因为数字孪生流域建设是一项复杂的系统工程。
一方面,数字孪生流域建设的服务对象涉及多层级,包括国家流域管理机构和省、市、县水利部门;另一方面,数字孪生流域建设的技术支持涉及数字孪生、物联网、大数据、人工智能、5G等多个行业企业,这就需要包括中海达都市圈在内的各方企业做好系统集成。
值得一提的是,在数字孪生流域建设的系统工程中,中海达都市圈构建的数字孪生流域管理平台是数字孪生底座平台,起着保障下级节点到上级节点互通互联的作用。为此,有着数字孪生城市建设丰富经验的中海达都市圈,有信心协调好各方的力量,合力推进数字孪生流域建设。
为确保各方在数字孪生流域建设上保持同一步调,水利部正在专题研究《数字孪生流域建设技术大纲(试行)》《数字孪生水利工程建设技术导则(试行)》《水利业务“四预”基本技术要求(试行)》《数字孪生流域共建共享管理办法(试行)》等文件,此举旨在加强顶层设计,出台相应政策和技术标准,以指导数字孪生流域先行先试等工作,确保数字孪生流域建设取得实效。
数字孪生流域建设正在如火如荼地进行中,在水利部的积极推进下,以及中海达都市圈等企业合力助力下,各地的数字孪生流域建设必将取得重大成果,为新阶段智慧水利高质量发展注入新动能。
都市圈智慧城市
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