Page 198 - 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

体的真实状态为基准条件或约束条件进行模拟运行。经验证，决策后的执行方案
将会反馈到物理实体的信息化系统中，从而实现运行控制。水利工程数字孪生技

术以水利工程实时在线监测系统为其雏形，通过对相应信息的分析决策，使物理
实体和数字孪生体相融合。
3. 水利工程数字孪生系统设计思路
（1）数字孪生虚拟体体系方案设计

构建水利工程数字孪生软件系统架构体系和控制体系，明确目标任务，制定
水利工程数字孪生体的设计方案，并列出关键技术清单。
（2）水利工程数字孪生数据采集与传输设计

明确数据采集对象，建立数据的采集、传输和存储机制，建立水利数据元标
准与数据交换格式标准，根据通用标准，制定满足特定业务数据需求的专用标准
与规范。
（3）水利工程数字孪生模型设计

在获得采集的数据之后，利用数据模型仿真技术对水利工程实体运行进行全
方位、多角度建模，实现同频同步。
4. 水利工程数字孪生系统相关技术

数字孪生在水利工程运行管理的应用中主要包括两个层面的相关技术。数据
采集与共享层面主要包括现场工业总线技术、数据采集传感技术、高带宽光纤技
术、无线网络技术、工业以太网技术、各级终端云服务器存储技术等。数据建模
计算层面主要包括模型集成与融合技术，多物理、多尺度建模技术，模拟仿真技

术，数据处理技术，信息接口技术，数据验证与优化技术等。

第三节 数字孪生水利工程安全监测及智能分析

一、数字孪生技术

网络技术、信息技术的深入发展，云计算、虚拟仿真等高新技术的相继涌现，

使得各行业的数字化转型正在发生深刻的变革。2003 年，美国密歇根大学迈克
尔教授首次提出数字孪生技术的概念，就是用虚拟的方式来表示实物产品。直到
2012 年，美国宇航局对数字孪生技术进行详细的界定，即利用相关数据，结合

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