Page 182 - 测绘科学技术理论及实践应用研究

Application and Theoretical Research of Engineering Machinery Technology
测绘科学技术理论及实践应用研究

（三）基于数字孪生技术的水利工程运行管理体系的构建
1. 构建思路
水利工程运行管理数字孪生体系融合多样化信息技术，包括通信、计算、感

知、控制等，在此基础上，有机结合技术与各生产要素，如管理者、物理实体、
运行环境等，在虚拟空间中精准映射、实时反馈水利工程运作期间表现出的状态、
特征以及变化过程，实现工程运行管理模式的全面优化。这一期间，创造的与现
实物理实体在外表、内容、性质相同的虚拟产品被称为水利工程数字孪生体，是

与物理实体整个生命周期完全一致的虚拟模型，能够有效联系物理与虚拟空间，
对物理实体在物理世界中行为、状态、性能等进行仿真。依托于水利工程运行管
理实际和数字孪生技术应用特点，分别从目标、原则与功能三方面分析体系构建

思路：
（1）构建目标
水利信息化是以水利工程为中心，对水利运行管理资源进行整合，并合理、
科学配置所掌握的各类信息，实现信息资源开发与共享，促进水利业务与信息技
术的有机结合。水利工程运行期间，在运行环境、状态等方面均体现出不确定性

的特点，需要确保物理、信息空间中各项要素的一致性，对此，应打造彼此交互、
相互映射、高效协同的控制系统，以此起到优化配置系统内部资源的作用，还可
达到系统运行按需响应、快速迭代的效果。同时，应充分融合工程运行全要素，

依托于多元现代化技术，实现对用户、数据的统一管理，增强所有要素之间的互
联互通性；融合、集成工程运行全流程，实时、跟踪监测工程整体运行状况；整
合工程运行全业务，主要集成对象有水利业务、全局水利数据、业务关系等，以
保证信息共享服务全面性、完整性。
（2）构建原则

首先，物理对象真实反映原则。水利工程运行环境较为复杂，要求工程物理
实体具备实时感知、互联多源异构数据的能力，全面感知、融合四大要素即环境、
物、机、人，与此实时，全过程采集并传输完整的物理实体运动、状态等信息；

其次，虚拟模型构建真实性原则，虚拟模型是水利工程物理实体在信息空间中的
数字化映射，模型的分析与应用可模拟仿真、评估、决策水利工程检查、控制、
养护等，全生命周期监管、预测水利工程运行状态；最后，孪生数据动态性原则。
水利工程运行管理期间会产生大量数据，且类型多样，并表现出多源异构、多维

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