Page 241 - 水利工程管理的现代化发展及方向

第八章 水利工程创新技术的应用

物理属性、行为响应及规则规律等诸多方面进行真实刻画和描述建模，通过该模

型能够对水利工程的调度管理、控制运用、工程检查、工程养修维护、安全管理
等进行模拟仿真、评估、优化、预测和决策，能够对整个实施过程进行实时监测、
预测和管控。

3. 孪生数据的全面性、集成性和动态性
水利工程运行管理数据具有数据量大、数据类型繁多、多维度、多源异构等
特点，虚拟模型对采集的数据进行分析、处理之后将会产生新的数据，这类数据

叫做衍生数据，孪生数据来源物理实体、虚拟模型和服务系统。孪生数据是推动
数字孪生与水利工程运行管理相结合的核心，它通过动态实时的交互将物理实体、
虚拟模型和服务系统连接成一个有机的整体，并且在这个过程中不断地迭代优化。
（三）主要功能

1. 模拟、评估、优化、分析、监控和预测水利工程运行管理过程
构建水利工程运行管理数字孪生体系的主要作用之一就是模拟、评估、优化、
分析、监控和预测水利工程运行管理在现实环境中的一系列行为和过程。在执行

任务之前，通过在虚拟环境中模拟水利工程运行管理操作，掌握各个要素的行为、
状态、任务成功率、运行参数等，为后续制定相应的管理计划提供依据。在执行
任务的过程中，通过分析实时的运行数据，借助规则模型评估当前管理方式的优
劣，并且在这个过程中物理空间和信息空间不断交互、迭代优化，产生优化的信

息来对物理实体进行控制。同时通过数字孪生体可以对物理实体进行可视化监控，
能够对水利设施设备进行故障诊断、故障定位和健康管理。建立预测模型，利用
监测的实时数据、历史数据、经验库、知识库等，通过聚类分析、数据挖掘等数

据处理分析技术来对水利工程运行管理中各个业务未来运行情况进行预测，从而
能够提取做好预防保障和维护措施。
2. 在水利工程运行管理全生命周期的各个阶段，强化数据整合，促进信息

共享
通过数字孪生技术，将水利工程控制运用、工程维修养护、调度管理、安全
管理、技术档案管理等在水利工程数字孪生体中进行实时映射，并以水利工程数

字孪生体为主要数据来源，对管理过程进中的状态、行为、物理参数等进行监测，
实现水利工程运行管理全生命周期的高效协同。水利工程数字孪生体记录了任务
从规划到执行再到结束的全过程，对于任务的任何阶段都能够进行可视化呈现，

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