數(shù)字智慧方案數(shù)字孿生水利工程應(yīng)用實(shí)踐

數(shù)字孿生水利工程應(yīng)用實(shí)踐鐘桂良中國(guó)電建集團(tuán)成某著名企業(yè)2023年6月01

公司簡(jiǎn)介02數(shù)字孿生03數(shù)孿實(shí)踐

04心得體會(huì)目

錄CONTENTS1公司簡(jiǎn)介P3成立于1950年，注冊(cè)資本金42億成都院是中國(guó)電建集團(tuán)十大特級(jí)子企業(yè)之一核心業(yè)務(wù)：水、能、砂、城、數(shù)中國(guó)電建城市規(guī)劃院中電建運(yùn)河建設(shè)發(fā)展公司5個(gè)國(guó)家級(jí)研發(fā)機(jī)構(gòu)、

11個(gè)省級(jí)研發(fā)中心2名院士3名國(guó)家勘察大師

18名省級(jí)勘察大師6200余人高端人才團(tuán)隊(duì)多年穩(wěn)居“全國(guó)勘察設(shè)計(jì)綜合實(shí)力百?gòu)?qiáng)單位”中國(guó)承包商和工程設(shè)計(jì)企業(yè)TOP60強(qiáng)綜合能力公司簡(jiǎn)介P4傳統(tǒng)業(yè)務(wù)板塊已達(dá)最高等級(jí)施工總承包壹級(jí)資質(zhì)四綜甲·成都院目前擁有四十三項(xiàng)企業(yè)資質(zhì)證書水利水電、市政工程、電力工程勘察、設(shè)計(jì)、咨詢、監(jiān)理公司資質(zhì)P5合同體量大，利潤(rùn)高，競(jìng)爭(zhēng)非常激烈傳統(tǒng)IT公司、互聯(lián)網(wǎng)公司、工程設(shè)計(jì)院……合同體量較小，利潤(rùn)差異較大，競(jìng)爭(zhēng)激烈國(guó)家隊(duì)研究院、工程設(shè)計(jì)院、流域委設(shè)計(jì)院、省院、高?！浖こ膛c系統(tǒng)集成規(guī)劃設(shè)計(jì)咨詢專業(yè)軟件產(chǎn)品系統(tǒng)運(yùn)維業(yè)務(wù)系統(tǒng)開發(fā)專業(yè)硬件產(chǎn)品IT基礎(chǔ)設(shè)施建管系統(tǒng)調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)方業(yè)主數(shù)字業(yè)務(wù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)智

慧燈桿機(jī)房大屏服

務(wù)器水利數(shù)字化產(chǎn)業(yè)鏈P62數(shù)字孿生P7政策導(dǎo)向從互聯(lián)網(wǎng)+到數(shù)字中國(guó)行業(yè)需求安全、合規(guī)、高效數(shù)字化業(yè)務(wù)的發(fā)展，

既有政策導(dǎo)向

，亦是技術(shù)進(jìn)步與行業(yè)需求推動(dòng)。技術(shù)進(jìn)步云大物移智技術(shù)突破數(shù)字化趨勢(shì)P820世紀(jì)60年代美國(guó)航天“阿波羅計(jì)劃”，主要是在太空和地面同步運(yùn)行兩個(gè)幾乎完全相同的航天器，從而通過檢查地面航天

器的狀態(tài)輔助處理太空航天器遇到的緊急事件。2003年邁克爾·格里夫斯（MichaelGrieves）歇根大學(xué)的課堂上提出數(shù)字孿生的設(shè)想并隨后將其應(yīng)用于

制造業(yè)。2010年美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的技術(shù)報(bào)告中正式使用了“數(shù)字孿生”一詞。2021年6月“數(shù)字孿生流域”首次正式提出。數(shù)字孿生流域是以物理流域?yàn)閱卧r(shí)空數(shù)據(jù)為底座、水利模型為核心、水利知識(shí)為驅(qū)動(dòng)，對(duì)物理流域全要素和水利治理管理活動(dòng)全過程進(jìn)行數(shù)字映射、智能模擬、前瞻預(yù)演，與物理流域同步仿真運(yùn)行、虛實(shí)交互、迭代優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理流域的實(shí)時(shí)監(jiān)控、發(fā)現(xiàn)問題、優(yōu)化調(diào)度的新型基礎(chǔ)設(shè)施。數(shù)字孿生P9水利作為新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的顯著標(biāo)志。主線：數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化智慧水利部長(zhǎng)將推進(jìn)智慧水利建設(shè)作為推動(dòng)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的六條實(shí)施路徑之一，

并將智慧數(shù)字孿生水利水利部提出建設(shè)數(shù)字孿生流域、

數(shù)字孿生水網(wǎng)、

數(shù)字孿生水利工程及數(shù)字孿生灌區(qū)，國(guó)家“十四五”規(guī)劃綱要明確提出“構(gòu)建智慧水利體系，以流域?yàn)閱卧嵘闇y(cè)報(bào)和智能調(diào)度能力”智慧水利與數(shù)字孿生水利路徑：數(shù)字化場(chǎng)景、智慧化模擬、精準(zhǔn)化決策實(shí)現(xiàn)“四預(yù)”

目標(biāo)。P10基礎(chǔ)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)、跨行業(yè)

共享數(shù)據(jù)

……支撐計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)通信資源、會(huì)商環(huán)境

……關(guān)鍵水利專業(yè)模型、智能識(shí)別模型、

可視化模型

……算據(jù)算法算力數(shù)字孿生三要素P11可看有實(shí)P12專業(yè)業(yè)務(wù)

系統(tǒng)空間邊界條件輸入GIS引擎專業(yè)模型計(jì)算結(jié)果

四預(yù)業(yè)務(wù)應(yīng)用

模擬仿真引擎統(tǒng)一空間數(shù)據(jù)中臺(tái)化管理統(tǒng)一空間服務(wù)平臺(tái)化建設(shè)空間分析結(jié)果映射推送動(dòng)態(tài)特效物理模擬地圖服務(wù)空間分析數(shù)據(jù)管理平臺(tái)化服務(wù)渲染光影游戲引擎預(yù)報(bào)基礎(chǔ)對(duì)各類水管理要素進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，

為預(yù)警工作贏得先機(jī)。預(yù)案

目標(biāo)確定工程調(diào)度運(yùn)用、非工程措施和組織實(shí)施方式，確保預(yù)案

的可操作性。預(yù)警前哨對(duì)各類危害及次生災(zāi)害的預(yù)警信息指導(dǎo)水利工作一線，為啟

動(dòng)預(yù)演提供指引。預(yù)演關(guān)鍵對(duì)歷史進(jìn)行復(fù)演，對(duì)設(shè)計(jì)、規(guī)

劃或未來預(yù)報(bào)進(jìn)行模擬仿真

，科學(xué)制定和優(yōu)化調(diào)度方案。四預(yù)功能P13完善水利網(wǎng)絡(luò)安全體系，通過優(yōu)化管理和先進(jìn)技術(shù)的雙輪驅(qū)動(dòng)，增強(qiáng)關(guān)建信息基礎(chǔ)設(shè)施和重要數(shù)據(jù)安全防護(hù)能力，確保數(shù)字孿生水利運(yùn)行安全。密碼安全防護(hù)技術(shù)地理信息處理網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)技術(shù)明確重要數(shù)據(jù)目錄數(shù)據(jù)安全P14▲3數(shù)孿實(shí)踐P15?

流域水利專業(yè)模型?可視化模型及仿真引擎?省級(jí)河湖監(jiān)管知識(shí)平臺(tái)03.支撐精準(zhǔn)化決策?L1-L2級(jí)流域重點(diǎn)河段數(shù)字底板建設(shè)?L3級(jí)十座重點(diǎn)小水電工程底板建設(shè)?數(shù)字底板融合與物理世界場(chǎng)景映射列入《數(shù)字孿生流域建設(shè)先行先試應(yīng)用案例推薦名錄》數(shù)字孿生青衣江?河湖長(zhǎng)制與河湖監(jiān)管?小水電生態(tài)流量監(jiān)管01.構(gòu)建數(shù)字化場(chǎng)景02.開展智慧化模擬P16

數(shù)據(jù)底板建設(shè)?數(shù)據(jù)資源匯聚治理?

L1-L3級(jí)數(shù)孿底板?基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與底板融合?

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)建設(shè)

場(chǎng)景構(gòu)建與仿真引擎?

GIS+BIM深度融合?

河湖監(jiān)管場(chǎng)景構(gòu)建?生態(tài)流量監(jiān)管場(chǎng)景構(gòu)建?

GIS引擎與游戲引擎高分辨率DOM、高精度傾斜攝影/點(diǎn)云、水下地形數(shù)字孿生青衣江電站BIM模型P17

水利專業(yè)模型?河湖管理風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型?

生態(tài)流量模型?

河湖健康評(píng)價(jià)模型

知識(shí)平臺(tái)建設(shè)?河湖長(zhǎng)制管理知識(shí)庫(kù)?生態(tài)流量管理知識(shí)庫(kù)

四預(yù)與業(yè)務(wù)應(yīng)用?河湖長(zhǎng)制及河湖管理系統(tǒng)?農(nóng)村水利水電應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)字孿生青衣江洪水演進(jìn)模型分析知識(shí)圖譜四預(yù)應(yīng)用（預(yù)演可視化）P18列入《數(shù)字孿生流域建設(shè)先行先試應(yīng)用案例推薦名錄》“三對(duì)標(biāo)

一規(guī)劃”

推進(jìn)智慧水利建設(shè)?自然地理、干支流水系、水利工程、經(jīng)濟(jì)社會(huì)信息?對(duì)物理工程進(jìn)行全要素?cái)?shù)字化映射?動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)信息交互、深度融合，保持同步性、孿生性?集成耦合多維多時(shí)空要素?

高保真數(shù)學(xué)模型?

構(gòu)建模擬仿真平臺(tái)數(shù)字孿生小浪底?

防洪調(diào)度?

泥沙淤積?

大壩安全03.支撐精準(zhǔn)化決策02.開展智慧化模擬01.構(gòu)建數(shù)字化場(chǎng)景P19確定空間數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)字孿生小浪底空間數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布管理規(guī)范；

數(shù)字孿生小浪底空間數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明文檔；

數(shù)字孿生小浪底服務(wù)使用共享管理辦法。提供空間數(shù)據(jù)服務(wù)接口

基于管理規(guī)范，構(gòu)建統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的空間數(shù)據(jù)服務(wù)體系，

支撐防汛調(diào)度、庫(kù)區(qū)管理等專業(yè)應(yīng)用地圖服務(wù)需求。構(gòu)建空間數(shù)據(jù)GIS中臺(tái)搭建滿足管理需要的GIS中臺(tái)，提供豐富、多樣、實(shí)用、3套規(guī)范GIS平臺(tái)服務(wù)P20數(shù)字孿生小浪底123創(chuàng)新的空間計(jì)算分析服務(wù)能力。統(tǒng)一服務(wù)一個(gè)平臺(tái)顏值與內(nèi)涵的深度融合多維數(shù)據(jù)的

一

體呈現(xiàn)統(tǒng)

一

空間信息中臺(tái)賦能數(shù)字孿生小浪底效果與能力兼顧的仿真模擬引擎P21突出庫(kù)區(qū)管理業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)之間的互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)協(xié)同。

各功

能模塊基于工程三維可視化模型為數(shù)據(jù)載體，進(jìn)一步深化數(shù)據(jù)信息分

類管理與展示功能，充分挖掘分析數(shù)據(jù)信息，為庫(kù)區(qū)管理決策制定提

供智慧化輔助。綜合決策模塊實(shí)現(xiàn)工程運(yùn)行管理信息化的查詢統(tǒng)計(jì)、門戶等已有系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，

強(qiáng)化工程全景可視化平臺(tái)、全場(chǎng)景專題調(diào)用等功能，統(tǒng)籌工程安全、防汛調(diào)度、庫(kù)區(qū)管理、發(fā)電運(yùn)行等功能，支持綜合決策。防汛調(diào)度模塊項(xiàng)目突出預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案等重點(diǎn)環(huán)節(jié)，構(gòu)建數(shù)字化場(chǎng)景，強(qiáng)化超前精準(zhǔn)預(yù)報(bào)、災(zāi)害預(yù)警通報(bào)、調(diào)度模擬預(yù)演、預(yù)案優(yōu)化修正

等，

支撐防汛調(diào)度，

提升工程多目標(biāo)調(diào)度效益。工程安全模塊在工程安全監(jiān)測(cè)等已有系統(tǒng)基礎(chǔ)上，全面接入監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，

進(jìn)行整編

分析，構(gòu)建工程安全分析模型，針對(duì)水利工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、安全隱患

與薄弱環(huán)節(jié)

，完成安全性態(tài)預(yù)測(cè)、安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、安全狀態(tài)預(yù)演、

安全處置預(yù)案功能，實(shí)現(xiàn)工程安全預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案。建成具有“四預(yù)”功能的數(shù)字孿生小浪底P22工程安全、防汛調(diào)度、庫(kù)區(qū)管理、發(fā)電運(yùn)行、綜合決策五大核心業(yè)務(wù)應(yīng)用，庫(kù)區(qū)管理模塊數(shù)字孿生小浪底亭子口灌區(qū)智能建造工程管理技術(shù)輔助決策

需求工程降本

增效需求協(xié)同辦公

需求精細(xì)化

管理需求信息技術(shù)工業(yè)技術(shù)1平臺(tái)

+

N數(shù)字化場(chǎng)景應(yīng)用模式專業(yè)協(xié)作深度融合數(shù)字賦能P23數(shù)字展廳：創(chuàng)建亭子口數(shù)字孿生場(chǎng)景，集成亭子口智能建造平臺(tái)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，采用高端的硬件設(shè)備建立亭子口灌區(qū)一期工程III標(biāo)總承包項(xiàng)目部數(shù)字展廳，打造對(duì)外宣傳展示和對(duì)內(nèi)教育培訓(xùn)的“雙中心”。亭子口灌區(qū)智能建造P24 平臺(tái)已納入1000余個(gè)綜合管理流程

施工約30個(gè)工作面

，采集超1400份日?qǐng)?bào) 系統(tǒng)覆蓋了參建各方各類建設(shè)與管理人員亭子口灌區(qū)智能建造總包項(xiàng)目部培訓(xùn)施工局培訓(xùn)建設(shè)方探討最大同時(shí)在線人數(shù)55人

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