数字孪生水利工程背景下的大坝安全监测系统建设研究

工程安全监测作为大坝安全运行的基础,在运行管理过程中扮演着极其重要的角色,是工程运行安全评价的重要依据,越来越受到工程管理单位的重视。但目前国内多数已建水利工程安全监测领域暴露出数据获取能力薄弱、信息共享程度低、智能化应用不足等问题。随着数字孪生水利建设的不断深入推进,建设符合数字孪生要求的大坝安全监测系统成为多数水利工程运行管理单位亟需解决的难题。以百色水利枢纽工程为例,对照数字孪生水利工程建设有关要求,深入梳理百色水利枢纽工程安全监测工作现状,剖析存在问题,确定了大坝安全监测系统的建设原则,并从硬件、软件2个层面进行了研究探索,形成了大坝安全监测系统建设方案,为已建工程的数字孪生水利工程建设提供参考借鉴。     

基于逐步回归分析模型的百色水利枢纽安全评价指标拟定

百色水利枢纽工程已投入运行近20年,积累了大量的宝贵安全监测资料,在目前数字孪生水利工程建设的大背景下,建立一套有效且可靠的工程运行安全评价指标,是目前面临的重点和难点。文章基于逐步回归分析模型建立了适用于百色水利枢纽主坝垂直变形的安全评价指标,并用监测数据进行了验证,结果显示其拥有良好的精度和敏感性,可以复制推广到水平位移、渗流等各个监测项目,以期建立起工程运行安全评价指标体系,在数字孪生工程建设中具有一定的工程价值。     

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。     

基于数字孪生大藤峡的安全生产管理系统建设与应用

为全面、动态、实时掌握工程现场安全管理情况和安全状况,预防和减少大藤峡生产安全事故,结合大藤峡安全生产管理工作实际情况,围绕安全生产隐患排查、风险管控、安全生产标准化等需求,应用信息化手段打造大藤峡工程安全生产一张图,构建安全预防体系,开展基于数字孪生大藤峡的安全生产管理系统建设与应用,实现安全生产可视化、标准化水平提升,加强安全风险隐患管控和安全闭环管理。     

水利工程设备安全风险管控平台的建设思路

以水利工程设备安全风险管控平台为研究对象,分析设备安全风险管控的内容和需求,从平台架构和功能两个角度,探讨平台的架构设计以及危险源辨识、风险评价、风险管控和安全预测预警等功能模块内容,推动设备安全风险管控的数字化、信息化进程。通过对水利工程设备安全风险管控平台的建设,可以有效提升设备的安全管理水平,保障水利工程安全高效运行。     

数字孪生水利工程安全智能分析预警技术研究及应用

数字孪生水利工程是智慧水利建设的核心与关键。聚焦水利工程安全运行需求,有必要结合数字孪生建设,开展工程安全智能分析预警技术研究和系统开发工作,从而有效提升工程运行安全保障水平与突发事件应急处置能力。介绍了基于数字孪生平台的工程安全智能分析预警技术的总体框架,针对工程安全监测感知体系和工程安全模型库进行了详细论述,并构建了具有“四预”功能的工程安全智能业务应用。目前,研究成果已在数字孪生江垭皂市工程中获得初步应用,可为同类数字孪生工程建设提供借鉴与参考。     

汾河干流稷山城区段综合治理工程BIM应用

采用创新性BIM技术和数字孪生技术,深化各专业BIM模型的构建应用解决了工程建筑物多、河道清淤土方量大,高标准建设及工期紧张等难点,有效提升了设计效率与质量。构建的数字孪生管控平台,实现了工程的实时监控与精准管理,展示了BIM和数字孪生技术在现代水利工程中的应用潜力,为同类工程开展智慧水利建设提供参考。     

面向数字孪生工程的水利知识图谱构建及应用

构建水利领域的知识图谱可为数字孪生水利工程建设提供结构化的知识支持。基于黄河小浪底、万家寨水利枢纽预报调度、工程安全、业务规则数据,使用实体识别和关系抽取模型构建面向数字孪生工程的水利知识图谱(KG4DT),并对图谱进行可视化展示。以水利枢纽为核心确定实体分类体系及关系分类体系,构建KG4DT的模式层。使用二次开发的标注平台对非结构化文本进行半自动标注和人工校对,构建KG4DT的数据层。以黄河小浪底和万家寨水利枢纽防洪、减淤、供水、发电业务为主线,结合AC自动机等技术设计知识检索、预案自动生成应用,可为工程运行提供智能决策支撑。     

数字孪生技术在水利枢纽工程管理中的应用

剖析数字孪生技术,讨论水利枢纽工程的现状,结合现有多源异构业务数据,深度融合水利枢纽工程虚拟世界与现实世界,可实现与物理水利的动态实时信息交互,进一步打造多维度、全要素的态势监测、预警、远程控制、安全监测等数字孪生应用场景,对提高水利枢纽工程的精准管控和辅助决策具有重要的指导意义,进一步推动传统的“信息水利”向新型的“孪生水利”转化。     

数字孪生技术在某水利枢纽工程的应用

2022年3月,水利部陆续颁发了《数字孪生水利工程建设技术导则（试行）》《水利业务“四预”基本技术要求（试行）》等多项针对数字孪生水利工程的标准规范及管理办法。同年12月,水利部办公厅再次下发了《水利部办公厅关于加强重大水利工程数字孪生项目设计的通知》,要求大型及重要的中型水库应按照数字孪生技术路线建设工程信息化系统。以某大型水利枢纽工程为例,通过数字孪生系统建设,为工程的运行、调度和决策提供支撑,为同类型水利工程数字孪生系统设计提供参考。     

基于机电数字孪生的水利工程智能运维与故障诊断方法研究

本研究聚焦于"基于机电数字孪生的水利工程智能运维与故障诊断方法研究",旨在探索数字孪生技术在水利工程中的应用及其对运维和故障诊断的影响。通过深入分析黄河渭河联合调水工程的案例,展示了数字孪生技术在实现智能运维和精确故障诊断方面的有效性。研究采用了数据驱动和物理原理相结合的方法,构建了高度精确的数字孪生模型,并通过实时数据同步和模型校准,实现了对工程运行状态的精确监控。研究结果表明,机电数字孪生技术显著提高了运维效率、降低了故障响应时间和维护成本,同时增强了系统的稳定性和能源效率。本研究不仅为水利工程领域提供了一种创新的智能运维和故障诊断方法,也为机电数字孪生技术在其他工程领域的应用提供了参考。     

大藤峡工程风险管控“六项机制”实践应用

大藤峡水利枢纽工程准备期、筹建期、主体工程施工期“三期叠加”，工程建设与生产运行交织，安全风险管控难度大。分析了工程面临的主要安全风险，结合风险类型及风险管控“六项机制”要求，构建了包含查找、研判、预警、防范、处置、责任机制的大藤峡工程风险管控“六项机制”体系及安全管理平台，介绍了平台的框架及应用效果。     

安全管理信息化系统双控体系的实现

为实现水利工程双控体系信息化管理,进一步提高水利工程安全运行的监督管理水平,以小浪底管理中心安全管理信息化系统建设为平台,从安全管理信息化系统的构建、信息化模块的设置、功能的实现等方面,详细介绍了小浪底管理中心安全生产安全风险管控和隐患排查治理信息化管理的方法。     

基于数字孪生的高海拔高土石坝工程施工管控探索

为解决高海拔高土石坝工程施工过程复杂、施工周期长等因素引起的施工进度和质量管控难题，采用数字孪生理论与技术体系建立高土石坝工程数字孪生模型，模型包括基于三维GIS和BIM融合技术建立的表达工程施工动态过程的虚拟模型、基于循环仿真网络和贝叶斯修正技术建立的反馈优化施工方案的进度分析模型、基于物联网和大坝填筑全流程跟踪管理模型建立的大坝填筑质量跟踪和管控模型。以西南某高海拔地区高心墙土石坝工程为例，对高土石坝工程数字孪生模型开展工程应用。实践表明：建立的高土石坝工程数字孪生模型可实现高土石坝工程所在地区地形地貌和工程施工进度面貌的三维动态展示，快速追溯出现质量问题的工程部位的施工过程，同时借助现场GPS监测和移动端输入等信息采集手段实现平台虚拟模型与现场工程实体模型的双向联动。     

遵义市观音水库工程数字孪生平台凸优化调度算法研究

为保障水利水电工程运行安全，实现供水调度、大坝安全、库区管理、发电运行等业务功能，基于数理统计和数据挖掘等技术方法构建水文水资源预测预报、安全监测数据异常识别、工程安全预测预警、输水管线分析等数学模型。重点对观音水库工程信息化数字孪生平台凸优化调度算法进行了研究，形成水库数字孪生系统架构凸优化调度决策方案，对于建成具有预报、预警、预案、预演功能的工程信息化系统，为观音水库运行安全，充分发挥工程综合效益提供重要支撑。     

数字孪生技术在大口径长距离输水管线施工管理中的应用

针对当前大口径长距离输水管线施工过程中存在的管理粗放等问题，以数字孪生理论为支撑，基于BIM+GIS、无人机倾斜摄影、物联网等技术，将3D建模场景与工程现场视频监控、物联网传感数据相结合，构建了管线施工数字孪生智慧管理平台，包括综合驾驶舱及质量、安全、进度、成本等管理功能模块。平台应用于某长输管线工程，通过对施工过程进行仿真推演、漫游巡视、预测预警和实时优化，提升了项目综合管控能力和智慧化水平，解决了诸多质量缺陷、安全隐患、成本失控等问题。     

水利工程网络安全态势感知平台构建思路探析——以江都水利枢纽工程为例

以江都水利枢纽网络安全态势感知平台为研究对象，分析水利工程网络安全态势感知的内容和需求，从平台架构、关键技术和软件模块设计多个角度，探讨平台构建的可行性及必要性，推动水利枢纽态势感知的数字化、信息化建设。通过态势感知平台建设，可以有效分析多源数据并预测网络潜在风险漏洞，大幅度提升水利枢纽网络安全管理水平，为保障水利工程关键信息基础设施网络的可靠运行提供借鉴。     

百色水利枢纽后评价研究

百色水利枢纽是一座以防洪……的大型水利工程,建成于2006年。本文在介绍水利工程后评价的政策法规、内容及方法的基础上,对百色水利枢纽的建设管理评价、财务评价和目标评价进行研究。总体评价,百色水利枢纽组织管理有效、财务盈利能力较弱、社会影响与效果广泛,建成后充分发挥了防洪、供水、灌溉、环保等方面的功能,具有很强的社会效益。     

基于数字孪生的陈蔡水库管控一体数字化平台建设研究

围绕陈蔡水库在水旱灾害防御、水资源调配以及工程运行管理方面的需求，建设基于数字孪生的管控一体数字化平台。平台以时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动，构建水库自然要素与管理业务之间的响应关系，实现数字化场景、智慧化模拟、精准化决策，以及水库和流域的有效耦合。     

企业级安全生产双重预防机制信息化建设与实践

强化安全生产责任落实,实现安全生产风险分级管控与隐患排查治理的双重预防机制,是企业安全管理的重点与难点.利用信息化手段,建立安全双重预防机制智能化管控平台,运用平台内置模块对风险进行全面排查、辨识与评估,以生产项目为风险管控单元、以风险分级管控与隐患排查治理为切入点,对生产项目实施动态、精准监管,提升企业安全生产水平,确保安全生产形势持续稳定向好.