數(shù)字孿生智慧水務(wù)可視化管理平臺建設(shè)方案

1、數(shù)字孿生智慧水務(wù)可視化管理平臺建設(shè)方案目錄背景介紹Polit ics政策水利改革發(fā)展“十三五”規(guī)劃水利信息化頂層設(shè)計(jì)2009水利信息化資源整合共享頂層設(shè)計(jì)水利網(wǎng)絡(luò)安全頂層設(shè)計(jì)2016智慧水利九大業(yè)務(wù)需求Economic經(jīng)濟(jì)“十二五”期間，全國水利建設(shè)完 成總投資達(dá)到 2 萬億元，年均投資 4000億元，是“十一五”年均投 資的 2.9 倍。Societ y社會河長制湖長制的實(shí)行對城市供水水質(zhì)安全的關(guān)注城市排水以及黑臭水的治理海綿城市的推廣水景觀創(chuàng)造宜居城市Technol ogy 技術(shù)水質(zhì)監(jiān)測以及各種水務(wù)監(jiān)測終端收 集大量數(shù)據(jù)。地理信息，水網(wǎng)信息，水利工程等 水務(wù)信息已有“水務(wù)一張圖”打通。生態(tài)

2、治理水利設(shè)施城市給水排水系統(tǒng)其他水務(wù)設(shè)施湖泊 河流地下水 濕地水庫水電站給水設(shè)施 排水設(shè)施海綿城市潮汐發(fā)電消防系統(tǒng)自 然 生 態(tài) 中 的 水 環(huán)境 的組 成部 分， 提 供整 個流 域， 河道 ， 水 體 的 場 景 還 原 。 對水 環(huán)境 的生 態(tài)治 理， 污染 源防 治， 水環(huán) 境監(jiān) 測， 抗洪 防 災(zāi) 提 供 可 視 化 展示 解決 方案 。人 工 設(shè) 施 對 自 然 界的 水進(jìn) 行控 制、 調(diào)節(jié) 、 開 發(fā)、 利用 和保 護(hù)。可 以 還 原 水 利 設(shè) 施的 3 D 場景 。 水 利設(shè) 施解 決方 案提 供功 能包 括閘 門控 制， 發(fā) 電 設(shè) 備 ， 船 只 航運(yùn) 管理 等。給 水

3、排 水 系 統(tǒng) 是 城市 規(guī)劃 的重 要組 成部 分。結(jié) 合數(shù) 據(jù)孿 生的 核 心 能 力 ， 還 原 城 市給 排水 管網(wǎng) ， 污 水處 理廠 ， 市 內(nèi)河 道湖 泊在 城市 建筑 3 D 場 景 中 的 分 布 。 給城 市防 洪搶 險， 污水 治理 ， 水 生態(tài) 管理 提供 決策 支持 。 為 海 綿 城 市 的 應(yīng) 用 ， 城 市黑 臭水 的防 治， 提供 業(yè)務(wù) 支持 和解 決方 案。其 他 特 殊 的 智 慧 水務(wù) 生態(tài) 環(huán)境 。 例 如消 防系 統(tǒng)， 消防 分區(qū) ， 消 防站 消防 栓的 分 布 ， 統(tǒng) 一 管 理 消防 系統(tǒng) 。智慧水務(wù)大環(huán)境客戶痛點(diǎn)大量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理困難。水 務(wù)

4、 系 統(tǒng) 一 張 圖沒有3D模型展示，不夠直觀。水務(wù)系統(tǒng)龐雜，水務(wù)是互相影 響體系數(shù)據(jù)系統(tǒng)分散，流域， 河流，湖泊，水庫，管網(wǎng)管理 難以統(tǒng)一。未來直觀可視化數(shù)據(jù)3D模型展示，幫助 決策者快速反應(yīng)自然水系和城市管 網(wǎng)統(tǒng)一系統(tǒng)管理現(xiàn)狀智慧水務(wù)解決方案架構(gòu)圖數(shù)據(jù) 底座數(shù)字孿生 平臺業(yè)務(wù) 場景終端 設(shè)施平臺 分層業(yè)務(wù)運(yùn)控平臺數(shù)據(jù)集成融合平臺應(yīng)用開發(fā)平臺云計(jì)算平臺水質(zhì)監(jiān)測水景觀格局水污染治理給排水管網(wǎng)水域監(jiān)控防汛指揮氣象信息防汛預(yù)案演練UrbanData數(shù)字孿生場景構(gòu)建平臺CityOS可視化平臺Cloud云服務(wù)平臺SuperAPI開放平臺SimOne仿真平臺數(shù)據(jù)分析與控件層三維交互應(yīng)用層數(shù)據(jù)驅(qū)動模型層高

5、擬真靜態(tài)模型層監(jiān)控土壤墑情岸線監(jiān)控水位污水設(shè)備管網(wǎng)雨量終端智 慧 水 務(wù)可 視化 管理 平臺水凈化設(shè)備展示平臺智慧水務(wù)解決方案防洪減災(zāi) 解決方案城市供水 解決方案生態(tài)治理 解決方案智慧水務(wù) 解決方案水務(wù)全周期解決方案供水水利基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)防洪抗旱 減災(zāi)體系水資源保護(hù)和 河湖健康保障體系水務(wù)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)可視化水務(wù)3D動態(tài)可視化供水排水水治理城市管網(wǎng)模型可視化場景要素可視化51UrbanDat a數(shù)字孿生全 要 素 可 視 化智慧水務(wù)解決方案-功能模塊綜合專題城市供水防洪減災(zāi)生態(tài)治理應(yīng)急處理人口經(jīng)濟(jì)水量水位 水質(zhì)監(jiān)測 應(yīng)急預(yù)案 應(yīng)急預(yù)案 監(jiān)控水廠信息管網(wǎng)信息 用水量水環(huán)境功能區(qū)引水工程 供水保障 水質(zhì)監(jiān)

6、測污水廠信息管網(wǎng)信息合流制/分流制 污水處理量淹沒區(qū)面積 實(shí)時監(jiān)控 設(shè)備監(jiān)控總氮總磷 氨氮化學(xué)需氧量Ph值影響因子占比 水質(zhì)類別生態(tài)紅線告警事件無人機(jī) 案件詳情案件辦理過程 湖體富營養(yǎng)化 蓄水量圖表面板水功能分區(qū)污染源位置 規(guī)劃布局 水景觀布局供水區(qū)分布供水管布局 水廠位置 水源監(jiān)控點(diǎn)排水管布局污水廠位置 淹沒分析生態(tài)安全格局水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)污染物分布 水質(zhì)反演 流域負(fù)荷淹沒分析報警點(diǎn) 監(jiān)控點(diǎn)河湖岸線變遷三維場景展示供水系統(tǒng)解決方案城鎮(zhèn)和工業(yè)用水計(jì)量率公共供水管網(wǎng)漏損率城鎮(zhèn)供水保證率應(yīng)急供水處理率!供水水利基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)解決城市供水管理四大痛點(diǎn)：生態(tài)治理解決方案人口經(jīng)濟(jì)湖體管網(wǎng)布局降水量水廠供水量地表

7、水資源用地規(guī)劃入湖河道水廠分布土壤污染情況水庫水位蓄水量產(chǎn)業(yè)布局入湖濕地居民生活用水水質(zhì)富營養(yǎng)化地下水水位河湖岸線變遷供水管網(wǎng)調(diào)蓄帶公共生活用水水質(zhì)分類引水工程執(zhí)法人員水質(zhì)監(jiān)測水庫工業(yè)用水總氮調(diào)度管理視頻監(jiān)控雨量污染源其他用水總磷水源頭無人機(jī)水資源空氣氣象氨氮水泵站船只監(jiān)管案件土壤質(zhì)量化學(xué)需氧量分水點(diǎn)生態(tài)紅線污染源Ph值應(yīng)急預(yù)案水質(zhì)監(jiān)控水量保障智能執(zhí)法城市供水解決方案-功能模塊細(xì)分綜合專題水環(huán)境管網(wǎng)信息水環(huán)境功能區(qū)水環(huán)境功能區(qū)（I類V類）在三 維場景中的展示。水源地監(jiān)控：接入無人機(jī)，巡航拍攝視頻畫面。水源重 點(diǎn)區(qū)域定點(diǎn)監(jiān)控視頻畫面：監(jiān)控水源地入 侵，水污染點(diǎn)等。引水工程：從水源頭，輸水泵站，分

8、水點(diǎn)， 管網(wǎng)走向等引水工程的引水工程 的全面展示。水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)動態(tài)展示接入實(shí)時的水廠數(shù)據(jù)，包括重要的水質(zhì)指標(biāo) 數(shù)據(jù)：色度，渾濁度，余氯，化學(xué)需氧量， 細(xì)菌總數(shù)，總大腸菌群，耐熱大腸菌群等。城鎮(zhèn)供水保證率供水系統(tǒng)解決方案管網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)合真實(shí)的城市數(shù)據(jù)，還原管網(wǎng)位置走向。水廠布局以POI點(diǎn)的形式在三維場景中展示水廠位 置，可以隨時查看水廠的信息。供水系統(tǒng)規(guī)劃一張圖展示-決策支持供水區(qū)劃分已有的城市底板，展示供水區(qū) 劃分。供水系統(tǒng)解決方案防洪減災(zāi)解決方案防洪防洪抗旱減災(zāi)體系污水處理廠選址洪澇災(zāi)害應(yīng)急指揮污水/ 雨水管布局規(guī)劃通過淹沒分析預(yù)測汛情!解決排水防洪調(diào)控痛點(diǎn)：生態(tài)治理解決方案人口經(jīng)濟(jì)水源（水庫）

9、分流制/合流制C O D 總量氣象執(zhí)法人員巡查用地規(guī)劃污染源污水處理廠分布C O D 削減量降水量視頻監(jiān)控產(chǎn)業(yè)布局水網(wǎng)布局污水管C O D 排放量淹沒分析無人機(jī)巡航排水管網(wǎng)淹沒分析雨水管水質(zhì)分類生態(tài)安全格局告警信息水質(zhì)監(jiān)測海綿城市排水分區(qū)總氮排水水量應(yīng)急預(yù)案降水量水生態(tài)安全格局雨水截流總磷應(yīng)急預(yù)案實(shí)時監(jiān)控降水量氨氮最高水位預(yù)測應(yīng)急預(yù)案Ph值退水時間預(yù)測影響因子占比實(shí)時監(jiān)控防洪減災(zāi)解決方案-功能模塊細(xì)分綜合專題水環(huán)境管網(wǎng)信息水質(zhì)監(jiān)控防洪抗災(zāi)智能執(zhí)法應(yīng)急預(yù)案：包括預(yù)案展示，推演，管理，查詢，對 出現(xiàn)的洪澇災(zāi)害事件的處理做到全追蹤。實(shí)時監(jiān)控：防洪高危區(qū)視頻監(jiān)控，視頻報警。無人 機(jī)航拍洪澇災(zāi)害實(shí)時情況

10、。管理調(diào)度：災(zāi)害時通知洪澇災(zāi)害周圍的人員，輔助人員調(diào)度。洪澇災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)解決 方案 防洪減災(zāi)解決方案新加坡城市模擬防洪淹沒分析根 據(jù) 城 市 防 洪 標(biāo) 準(zhǔn) ， 5 年 一 遇 ， 1 0 年 一 遇 ， 2 0 年 一 遇 洪 水 來 演 算 城 市 被 淹 沒 區(qū) 域 的 范 圍 。 3 D 可 視 化 場 景 可 以 直 觀 展 示 淹 沒 地 區(qū) ， 為 防 洪 指揮 調(diào)度 提供 決策 支持 。防洪減災(zāi)解決方案生態(tài)治理解決方案生態(tài)治理水資源保護(hù)和河湖健康保障體系水質(zhì)污染可視化輔助決策人員監(jiān)控設(shè)備統(tǒng)一管理洪澇災(zāi)害可視化解決排水防洪調(diào)控痛點(diǎn)：應(yīng)急指揮快速決策生態(tài)治理解決方案水質(zhì)監(jiān)測湖體湖體

11、水質(zhì)深井除藻執(zhí)法人員地表水資源氣象雨量入湖河道湖中面水質(zhì)水體置換視頻監(jiān)控蓄水量降水量水資源入湖濕地湖中點(diǎn)水質(zhì)藻類收集無人機(jī)河湖岸線變遷淹沒分析案件調(diào)蓄帶流域負(fù)荷補(bǔ)水工程船只監(jiān)管湖體富營養(yǎng)化生態(tài)安全格局無人機(jī)巡檢水庫湖底泥疏浚生態(tài)紅線入湖水量站點(diǎn)監(jiān)測污染源建筑物河道水位污染源空氣氣象案件辦理應(yīng)急預(yù)案衛(wèi)星遙感土壤質(zhì)量治理工程污染源輔助決策智能執(zhí)法衛(wèi)星遙感防洪抗災(zāi)生態(tài)治理解決方案-功能模塊細(xì)分綜合專題環(huán)境監(jiān)管水質(zhì)反演生態(tài)治理解決方案水質(zhì)類別 主要污染物 超標(biāo)因子水質(zhì)監(jiān)測雨量水質(zhì)對比水資源最新識別案件無人機(jī)巡檢環(huán)境感知雨量水質(zhì)等級入湖水量 出湖水量 蓄水量巡檢時間 飛行路程 識別事件監(jiān)控畫面 事件類別

12、 時間水質(zhì)站 墑情站綜合專題環(huán)境監(jiān)管水質(zhì)反演輔助決策智能執(zhí)法衛(wèi)星遙感防洪抗災(zāi)綜合專題功能介紹：生態(tài)治理的主要綜合指標(biāo)，如水質(zhì)，雨量，土壤墑情等。展示攝像頭的實(shí)時畫面，案件時間，以及無人機(jī)的巡查視頻等。場景中顯示主要水務(wù)設(shè)施POI點(diǎn)的位置和信息。生態(tài)治理解決方案歷史水質(zhì) 當(dāng)前水質(zhì)湖體水質(zhì)變化湖體水質(zhì)類別流域水質(zhì)入湖流量湖體污染物 超標(biāo)天數(shù)葉綠素湖泊1 湖泊2入湖河流水質(zhì)總氮 總磷 C O D河流1 河 流 2 河 流3綜合專題環(huán)境監(jiān)管水質(zhì)反演輔助決策智能執(zhí)法衛(wèi)星遙感防洪抗災(zāi)環(huán)境監(jiān)管功能介紹：場景中展示水環(huán)境的重要組成，湖體/河道/濕地/調(diào)蓄帶/水庫等。以及水污染監(jiān)測的 重要指標(biāo)：氮/磷/COD/

13、葉綠素等。展示水體污染的影響因子構(gòu)成。I類 I類 II類IV類生態(tài)治理解決方案除藻基線情景當(dāng)前湖體概況總氮平均濃度演示面總氮 平均濃度綜合專題環(huán)境監(jiān)管水質(zhì)反演輔助決策智能執(zhí)法衛(wèi)星遙感防洪抗災(zāi)III類IV類 V 類改善程度時序水質(zhì)反演功能介紹：對河流湖泊多次水質(zhì)監(jiān)測計(jì)算的結(jié)果，以空間序列排序的水質(zhì)數(shù)值在水體模型中還原，并且可 以以時間序列播放，3D可視化的展示。各個斷面水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)也可以在水體模型中做切面展示，選擇關(guān)鍵截面或者關(guān)鍵點(diǎn)查看。對復(fù)雜 的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)做出最直觀的呈現(xiàn)。I類 I類演示面總氮 平均濃度I類 I類 II類IV類 V 類綜合專題環(huán)境監(jiān)管水質(zhì)反演輔助決策智能執(zhí)法衛(wèi)星遙感防洪抗災(zāi)生態(tài)

14、治理解決方案水質(zhì)類別分布湖中面水質(zhì)，選擇水平面，橫 截面，縱截面，多個維度的截 面單獨(dú)查看。湖中面水質(zhì)當(dāng)前湖體概況演示面總氮 平均濃度演示面總氮 平均濃度污染因子濃度湖中點(diǎn)水質(zhì)，查看湖體中多個 勘測點(diǎn)的水質(zhì)。綜合專題環(huán)境監(jiān)管水質(zhì)反演輔助決策智能執(zhí)法衛(wèi)星遙感防洪抗災(zāi)生態(tài)治理解決方案智能執(zhí)法功能介紹：通過執(zhí)法人員的反饋結(jié)果，定點(diǎn)監(jiān)控視頻，無人機(jī)巡航視頻。管理 湖周邊的生態(tài)環(huán)境，防止生態(tài)紅線被侵占，避免水體被污染。告警事件視頻監(jiān)控船只監(jiān)控生態(tài)紅線AI告警分布（偷捕魚，違禁入湖，違規(guī)建筑，亂扔垃圾，違規(guī)放生)案件辦理趨勢（新增，結(jié)案）案件種類分布（捕魚，取水，污染，其他）案件辦理過程（案件來源，案件分類，辦理狀態(tài)）生態(tài)治理解決方案生態(tài)紅線綜合專題環(huán)境監(jiān)管水質(zhì)反演輔助決策智能執(zhí)法衛(wèi)星遙感防洪抗災(zāi)衛(wèi)星遙感功能介紹：通過衛(wèi)星遙感監(jiān)控地表水資源情況，河湖岸線的變遷，避免湖岸線入侵。 同時監(jiān)控湖周邊建筑變化情況，以及湖體富營養(yǎng)化的程度。地表水資源 構(gòu)成變化蓄水量 變化趨勢河湖岸線變遷 湖岸線侵入綜合專題環(huán)境監(jiān)管水質(zhì)反演輔助決策智能執(zhí)法衛(wèi)星遙感防洪抗災(zāi)生態(tài)治理解決方案防