Page 59 - 水利工程运行管理理论与实践探索

第二章 水利工程运行管理中技术的应用

单元与数字孪生体结合，形成单元级水利工程数字孪生系统，可对单元河道、水
库坝体进行可视化模拟仿真计算，实时反映水位变化情况，并预测未来水位值；
可将模型与物理实体映射关系进行实时交互操作，完成数字化模型与物理实体的

数据双向传递工作。
2. 系统级水利工程数字孪生系统
系统级水利工程的数字孪生系统，通过对水利工程的运行管理、监测监控、
防洪排涝等进行可视化呈现，实现对水利工程的动态全生命周期过程进行可视化

分析、预测与预警，提升水利工程运行管理与风险管控水平。数字化系统级的水
利数字孪生系统通过整合水文气象、生态环境等相关数据资源，建立基于 GIS 技
术与物联网技术相结合的综合智慧水利平台，实现工程实体与数字孪生体间的双
向互动融合；通过对水利工程运行管理过程中海量数据进行采集、存储和分析，

实时监测水利工程各子系统运行状况，实现对整个水利工程运行状态精准监控。
在系统级的水利数字孪生中，通过对工程建设全生命周期的数据信息采集积累和
分析，实现全生命周期的可视化呈现等功能。系统级的水利数字孪生系统是综合
运用计算机视觉、人工智能、物联网和大数据等前沿技术构建的新型水利基础设

施。在数字孪生基础上实现水利各业务应用场景（包括工程建设项目、水资源管
理与调度、流域治理与防洪能力提升等），实现对传统业务和管理模式的数字化
转型，同时利用物联网技术实现对整个水利基础设施进行实时感知和监测，并对
各节点采集到的信息数据进行统一存储分类管理。

3.SOS 级水利工程数字孪生系统
在物联网的加持下，水利行业数字化升级，实现了水利工程的可视化、自动
化及智能化。但目前水利行业还没有一套成熟的 SOS 级水利工程数字孪生系统，
该系统不仅要满足基础设施的可视化、自动化及智能化需求，还需要具有“全局

观”的能力。
SOS级水利数字孪生系统采用“云+边+端”架构模式，由云平台（数据中台）、
边数据平台（业务中台）以及应用引擎组成。其中，应用引擎作为数据层与应用
层的中间桥梁，负责将所有数据在多个业务模块之间进行转换与映射。云上是一

个以数据为中心的计算资源和存储资源池，通过提供弹性计算能力支持云平台完
成对不同场景下数据的灵活定义和使用；数据平台实现海量数据处理和分析；应
用引擎则是将水利行业中所有系统、设备以及相关业务中所产生的规则、模型库

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