“四化”体系赋能数字孪生水利建设探讨

华为技术有限公司深耕水利行业多年,将先进ICT技术与水利业务深度融合,沉淀了“四化”数字孪生体,即感知标准化、底座自主化、模型智能化、应用海量化。华为通过提供先进和稳定的核心技术体系,高效支撑水利业务开展和持续演进,助力加速水利数字孪生建设进程。     

数字孪生流域研究及建设进展

调研分析了数字孪生流域建设进展和研究现状,介绍了数字黄河、数字孪生技术、数字孪生流域的发展脉络,梳理了近年来信息化基础设施、数字孪生平台、水利业务应用系统方面主要进展,提出了数字孪生流域未来研究方向,可为数字孪生流域建设和技术研究提供参考。     

面向智慧化管理的数字孪生小水电工程建设技术研究

新阶段水利高质量发展对小水电发展提出了更高要求,亟须推进小水电智慧化管理,以加快推进实现小水电的绿色转型。阐述了我国小水电发展现状和面临的挑战,厘清了小水电智慧化管理需求,剖析了数字孪生小水电的内涵和特征;结合行业实际,提出当前我国数字孪生小水电系统基本框架和业务应用内容,解析行业内已开展的实践探索案例。针对建设行业标准、健全保障机制、加强科技支撑、推进先行先试提出建议,以期加速数字孪生技术在小水电领域的应用和推广。     

水利业务数字孪生建模平台技术与应用

利用数字孪生技术模拟虚拟水场景是智慧水利建设的新要求之一.目前水利行业主要通过数据模拟展示虚拟的水体场景,但该方法难以有效解决实际水利业务发生动态演化、应用需求存在差异化的决策问题.因此,基于数字孪生理念研究水利业务的建模技术具有十分重要的意义.构建了水利业务问题与决策流程的孪生建模平台,通过对水利对象、模型、方案、应...     

数字孪生长江建设关键技术与试点初探

作为推动数字化转型与数字经济快速发展的重要抓手,数字孪生技术已经在多个领域得到了广泛应用,有力推动了制造业、智慧城市建设等行业创新发展.然而,受限于水系统的随机性和复杂性,数字孪生技术在水利行业应用中发展相对缓慢,仅在防洪减灾方面得到一定应用,与全面感知和映射物理流域并实现流域全要素全过程预报、预警、预演、预案四预的智...     

数字孪生架构下水工程数字底座建设研究

数字孪生工程是推动水工程全生命周期管理和水利智能化发展的重要途径.数据底座是数字孪生水工程建设的根基.基于已有研究成果和应用案例,系统分析和探讨了数字孪生架构下水工程数字底座建设的核心要素和关键技术要点.数字底座建设的内容包括信息感知与智能设施管理平台、数字孪生体、大数据平台以及信息模型平台的建设,文章提出其关键技术为...     

卫星通导遥技术在数字孪生流域建设应用潜力与初探

基于通信、导航、遥感(简称“通导遥”)卫星平台的信息采集和传输技术在数字孪生流域建设中具有重要作用,是支撑数字孪生流域高效水利感知网建设、高精度数据底板更新和高保真动态仿真模拟有效手段和重要途径。国内数字孪生流域研究与建设工作已经初见成效,但水利监测网仍然面临水利数据感知要素少、频次低和传输不及时等问题,难以满足物理流域的实时监控和高保真仿真模拟的需求。首先梳理了卫星通导遥技术在水利业务中的应用进展,分析了当前数字孪生水利平台建设面临的挑战;其次,结合卫星通导遥技术优势,提出卫星通导遥融合应用的数字孪生流域框架,设计基于卫星通导遥融合的新型水利信息系统,该系统主要包括空天地一体化水利感知网与宽窄带融合星地一体化水利通信网两个子系统,为数字孪生流域建设提供一体化全覆盖信息支撑;最后,结合吉林市数字孪生水库建设实践,开展了卫星通导遥融合的新型水利信息系统与数字孪生水利工程的应用初探,结果表明卫星通导遥融合应用可支撑数字孪生水库防洪“四预”实时感知和动态模拟。     

数字孪生水利工程网络安全风险分析和保障体系

数字孪生水利工程是数字孪生流域的关键节点，也是智慧水利建设的重要组成部分，在数字孪生水利工程建设中，如何保障网络安全尤为重要。以汉江流域数字孪生项目建设为例，结合数字孪生水利工程的特点，分析了数字孪生水利工程面临的网络安全风险。在此基础上，运用网络安全防护技术，从网络安全纵深防御体系建设、物联网安全防护、数据安全防护、水利工业控制系统安全防护、云计算安全防护、移动安全防护6个方面构建了数字孪生水利工程网络安全技术风险治理体系，并对水利行业数字孪生水利工程网络安全管理提出了具体措施和建议。研究成果已在汉江流域数字孪生水利工程建设中取得了良好防护效果，可为水利行业其他数字孪生工程的网络安全工作提供借鉴。     

数字孪生水利实践案例分析与创新思考

数字孪生水利建设是新阶段水利高质量发展的重要实施路径。概述了数字孪生水网、数字孪生流域、数字孪生工程发展建设基本情况,以数字孪生尼尔基和数字孪生嫩江为例,介绍了数字孪生工程和数字孪生流域建设的成果及技术创新。分析了当前数字孪生水利建设中存在的问题并提出发展建议,以期为加快构建数字孪生水利体系提供参考。     

2023年(第十一届)中国水利信息化技术论坛将在武汉举办EI北大核心CSCD

2023年是全面贯彻落实党的二十大精神的开局之年,也是推动新时代水利事业高质量发展迈上新台阶的奋进之年。当前,水利部将智慧水利建设作为推动水利高质量发展新阶段的重要实施路径之一,将数字孪生水利建设作为推进智慧水利建设的核心与关键。数字孪生技术的应用正进一步推动水利行业构建新的发展格局。为进一步推动水利数字孪生技术的研究与应用,增进各级水利部门及水利工程管理、水利信息化相关企事业单位业务交流与合作,展示学术成果及科技成果,经研究,由河海大学联合武汉大学、长江水利委员会网络与信息中心等单位共同主办的“2023(第十一届)中国水利信息化技术论坛”拟定于2023年4月26—28日在武汉大学举办。     

关于建设数字孪生黄河的思考

智慧水利建设是新阶段水利高质量发展的最显著标志之一,而数字孪生黄河建设则是深入推动黄河流域生态保护和高质量发展工作的重大需求和重要实践.阐述了数字孪生黄河的内涵,分析了"数字黄河"与数字孪生黄河的关系;同时,明确了数字孪生黄河建设的原则和发展目标.按照智慧水利建设的总要求,提出了数字孪生黄河建设实施的具体途径,阐述了包...     

海河流域水利通信网建设与发展探讨

水利通信网是数字孪生海河建设的重要组成部分，完善水利通信基础设施是数字孪生海河建设的关键环节和基础。通过回顾海河流域水利通信网的建设与发展历程，明确微波通信、卫星通信、语音交换、工程视频和租用公网等通信技术手段在流域通信网中的重要作用，结合数字孪生流域建设和流域高质量发展对通信网的需求，分析流域水利通信网发展面临的新形势，探讨未来水利通信网的建设和发展方向。     

以数字孪生海河建设驱动流域治理管理新发展

现阶段，科学技术是推动经济社会发展的主要动力，不仅促进新型信息化技术与水利行业加速融合，而且推进智慧水利成为新阶段水利高质量发展的显著标志。智慧水利建设以数字孪生流域为核心，为强化流域治理管理、实现流域“四个统一”提供强大技术支撑。数字孪生海河建设可以提高“2+N”水利业务应用的数字化、智能化水平，其共建共享管理体系将提高流域治理管理的精准化水平和服务效能，并且通过提高水旱灾害防御能力、水资源集约利用和优化配置、水生态环境的监督治理等过程来保障流域社会经济的可持续发展。因此，数字孪生海河建设将驱动流域治理管理进入新发展阶段。     

水利部数字孪生流域模型管理云平台设计及应用研究

【目的】智慧水利是推动新阶段水利高质量发展的实施路径之一,建设数字孪生流域是实现智慧水利的核心与关键。为提升水利部数字孪生平台建设中水利模型的易用性、可扩展性、复用率和可维护性【方法】按照数字孪生流域水利模型建设“标准化、模块化、云服务”的要求,采用“分治+集成”的思想,基于组件技术、工作流技术、SOA架构和容器技术等构建水利部数字孪生流域模型管理云平台。平台通过提供水利专业模型、智能识别模型的组件化封装和流程化搭建功能,以微服务的方式对外提供模型共享和模型计算服务。【结果】依托重点研发项目分别在示范区域——屯溪流域和白鹤滩水库开展“洪水预报-预警-调度”业务应用和工程管理范围形变监测业务应用,验证了平台设计的合理性和应用的可行性。【结论】研究成果可为数字孪生流域模型平台的建设与应用提供一定技术支持和经验借鉴。     

江苏省数字孪生水网建设总体构想与先试经验

智慧水利体系已经迈入数字孪生水利建设的新阶段,对于推动水利高质量发展具有重要的现实意义。结合江苏省河湖水系特点与水利管理治理工作实际,依据相关试行标准规范,结合数字孪生江苏省太湖地区典型水网工程先行先试项目,从数字孪生水网建设框架、总体要求、信息基础设施、数据底板、模型平台、知识平台、智能中枢和业务场景等方面提出了建设需求与要求,形成了江苏省数字孪生水网建设的总体构想,从项目建设中总结经验,探索数字孪生水网建设路径。实践表明：数字孪生水网建设总体技术要求具有可操作性和指导性,可为江苏省乃至全国数字孪生水利建设提供参考和借鉴。     

数字孪生技术与智慧水利系统的融合及应用

深入探讨了数字孪生技术与智慧水利系统的融合及应用。首先,论文介绍了数字孪生技术和智慧水利系统的发展历程和现状,并详细分析了两者的基本概念、核心算法和主要应用领域。其次,从理论和实践的角度分析了数字孪生技术与智慧水利系统融合的必要性、可能性、技术路线和关键环节,并提出了基于数字孪生技术的智慧水利系统的构建方法和实施步骤。最后,设计了一个基于数字孪生技术的智慧水利系统的应用案例,并通过试验验证了该系统的性能和效果。     

肇源县数字孪生灌区先行先试技术框架与建设布局

数字孪生灌区建设是智慧水利建设的重要内容，是提升灌区建设管理水平的有效手段，是新阶段灌区高质量发展的方向。开展数字孪生灌区建设具有重要意义，不仅是提升保障国家粮食安全支撑能力的重要举措，也是适应现代信息技术发展形势的必然要求，更是实现灌区现代化的内生需求。文章以黑龙江省肇源县中心灌区数字孪生灌区先行先试建设为研究内容，结合灌区实际与区域特点，完成了中心灌区数字孪生先行先试的建设任务、技术构架及建设布局，为推动灌区水利科技创新提升、提高水利资源综合效益、减轻水灾害损失、提高生态效益，充分发挥工程综合效益提供了技术体系和可行方案，为黑龙江省水利数字孪生建设提供可借鉴方案与技术支撑。     

数字孪生技术在智慧水利建设中的应用

数字孪生技术与水利行业的深度融合，成为新阶段智慧水利高质量发展的坚实后盾，为我国现代水利的发展注入强大动能。数字孪生技术作为新的技术手段，实现了物理实体与数字虚体间的实时交互和精确映射，极大程度上提高了水利部门信息化服务的效率与质量。本文分析了智慧水利建设的必要性，从运行机制、实施步骤、应用领域3个方面，探讨了数字孪生技术的机理，并提出了相应建议。     

人工智能视频识别在水利数字孪生中的典型应用

视频监控与人工智能技术越来越广泛应用在水利智慧化建设方面，数字孪生建设是构建智慧水利的关键和核心。针对水利数字孪生建设实际需求，利用视频监控、图像处理、人工智能等技术手段，研发视频智能识别模型系统，通过智能模拟，实现与物理要素仿真运行、虚实交互。主要针对视频智能识别在水利数字孪生中主要应用场景进行系统化设计，实现如水尺识别、漂浮物识别、地表水体检测等应用。从实际运行情况来看，视频智能识别系统能够实现对物理对象进行不间断监控、分析、识别及预测预警，在水利智慧化建设方面具有较大的应用价值。     

以数字孪生流域建设为核心 构建具有“四预”功能智慧水利体系

水利部部务会议日前审议通过《数字孪生水网建设技术导则（试行）》,至此数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生水利工程等三大水利数字孪生系列顶层设计基本完成。本文介绍了数字孪生流域提出背景,分析了以数字孪生流域为核心建设智慧水利的必然性,阐述了智慧水利建设总体思路、建设目标和主要任务,提出了实现数字孪生流域共建共享的思考。