Page 238 - 水利工程管理的现代化发展及方向

水利工程管理的现代化发展及方向

者对卫星当前的健康状态具有深刻细致的理解，同时还可以优化卫星的调度管理

和控制，实现卫星使用寿命的延长。该实例是对数字孪生技术在产品运行状态监
测和维护阶段的一个实例化应用，卫星实体和卫星虚拟影像之间的精确匹配是整
个技术体系的核心。数字孪生的实现主要依赖于以下几方面技术的支撑：高性能
计算、先进传感采集、数字仿真、智能数据分析、VR 呈现，实现对目标物理实

体对象的超现实镜像呈现。通过构造数字孪生体，不仅可以对目标实体的健康状
态进行完美细致地刻画，还可以通过数据和物理的融合实现深层次、多尺度、概
率性的动态状态评估、寿命预测以及任务完成率分析。数字孪生体以虚拟的形式
存在，不仅能够高度真实地反映实体对象的特征、行为过程和性能，如装备的生

产制造、运行及维修等，还能够以超现实的形式实现实时的监测评估和健康管理。
（三）数字孪生技术与水利工程运行管理融合意义
近年来，随着大数据、云计算、物联网等信息、通信技术的快速发展，机器学习、
聚类分析等优化算法的实现以及数字化表达技术的广泛应用，数字孪生技术的理

论研究和应用领域逐渐趋向于多元化，应用阶段也由产品设计阶段向产品制造和
运行管理等阶段转移。水利工程运行管理涉及监测、监管、预警、调度、维护等
众多业务环节，水利信息化要求主要水利业务范围的主体信息资源采集、处理、
传输、利用的全面规划，在这个过程中需要建立水利数据模型，实现水利数据全

生命周期的采集、存储、交换、更新、共享等。由此看来，数字孪生的思想和实
现水利信息化之间有着众多的共同点，数字孪生能够为实现水利工程精细化管理
提供许多理论和技术上的支持。从水利信息化建设历程来看，其信息源丰富度、
数据整合能力、开发利用效益等均存在若干问题，但是随着信息技术、自动化技

术和现代决策技术的迅速发展，使得水利工程运行管理过程中所需要的对各类复
杂情况的监测手段层出不穷，使得水利工程在运行过程中对各种动态数据进行实
时的采集、可靠与快速传输、存储、分析、决策、预测等成为可能，通过建立水
利数据模型，可以实现对水利工程的各种现象进行动态模拟，为实现水利工程中

的物理实体和信息空间的数据、信息实时交互融合提供了理论和技术上的支撑。

二、数字孪生技术在水利工程运行管理现状

利用数字孪生技术，构建水利工程运行管理中的物理实体与虚拟空间中人、
机、物、环境、信息等要素的相互映射、实时交互、高效协同的管理系统，从而
更加直观、全面地反映水利工程运行管理过程全生命周期状态，能够更加有效地

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