团结水库数字孪生运维管理系统的研发与应用

团结水库是余庆县城上游的头顶库,对县城防洪至关重要。本项目结合团结水库除险加固工程的雨水情测报、大坝安全监测和闸门监控建设,引进数字孪生技术对水库运维管理系统进行研发与应用,可直观展示团结水库及其下游余庆县城的防汛动态,为防洪决策提供可靠可视化依据。     

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。     

密云水库工程安全监测预警技术及“四预”体系探索——北京市水科学技术研究院

<正>近年来,北京市水科学技术研究院与北京市密云水库管理处携手,围绕密云水库常态化高水位运行和超标准洪水及极端工况应对的需求,开展了水库大坝安全监测与预警技术研究示范,对提升水库大坝安全管理和智慧化运行水平、保障工程安全具有重要的支撑作用,同时为推动水库大坝安全管理“四预”体系的建立奠定了技术基础,为建设数字孪生密云水库积累了经验。     

数字孪生周公宅-皎口梯级水库防洪“四预”应用

响应宁波市智慧水利建设,落实数字孪生工程建设先行先试工作,提高水库防汛调度能力、工程运行管理水平和综合决策水平,开展了数字孪生周公宅-皎口梯级水库建设,通过构建数字孪生平台和防洪“四预”业务应用,对梯级水库及下游影响区进行预报、预警、预演、预案全过程闭环模拟,在防汛防台、洪水风险应对等多种场景下为水库防洪形势分析、洪水作业预报、调度方案制定、下游人员避险转移等提供技术支撑,为大型水库工程数字孪生建设提供思路。     

数字孪生三峡建设思考与实践

数字孪生三峡从大时空、系统性视角综合统筹考虑长江流域及工程本身,围绕三峡工程安全运行管理需求,规划了水利信息基础建设、数字孪生平台构建、工程安全运行管理等主要建设内容,分析了数据资产梳理、先进技术引入、网络安全防护对于数字孪生三峡的关键作用,制定了数字孪生三峡建设计划与相关保障措施,以期充分发挥数据综合效益、提升工程运行管理水平。     

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。     

基于数字孪生的水库大坝安全管理云服务平台研发与应用

当前中国水库大坝安全管理具有点多面广、安全状态时空多维演变、监测数据海量且多源异构、监管机构多层级等特点.为提高水库大坝安全管理水平,研究面向以监控和管理为主要目的的多层级安全监管需求,在充分梳理相关业务流程体系的基础上,引入数字孪生技术,给水库大坝安全运行管理提供新的展示方式和分析手段.运用以物联网、边缘计算、云计算...     

官厅水库数字孪生工程建设构想

随着科技的飞速发展,数字孪生技术正逐渐成为水务行业的重要发展方向。通过分析官厅水库信息化现状及存在的问题,提出数字孪生工程的建设构想,提高水库智能化管理水平,保障水库安全、稳定运行,并探讨了实现这些构想所需的关键技术和措施。通过相关措施的实施,可以进一步提升官厅水库精细化管理水平和水资源利用效率,为水务行业发展提供有力的技术支持和保障。     

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。     

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。     

基于三维BIM+WebGIS技术的区域数字水库构建

为整合现有各类水利信息资源,实现各类信息资源在区域水利机构间的高度共享和统一管理,综合应用建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)以及数字水库流域地理信息系统(Geo-Information System,GIS),以网络系统为依托,构建三维BIM+WebGIS可视化区域数字水库安全管理系统平台。该平台可对区域信息进行实时融合分析,实现不同层次之间的信息共享、交流和综合分析,对水库BIM信息进行三维可视化展示,为水库运行管理的科学决策提供技术支撑。平台的完善与推广将对保障我国水库安全科学管理具有重大意义。     

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。     

数字孪生丹江口水质安全建设挑战与举措

丹江口水库是南水北调中线工程水源地，担负着“一泓清水永续北送”的重任。结合丹江口水库特点和现状，剖析数字孪生丹江口水质安全建设面临的短板、机遇与挑战，提出了水质安全建设总体框架，阐述了数据底板建设、模型与知识库扩展、业务应用支撑等主体建设内容与核心技术，总结了水质安全建设特色与亮点。研究可为高质量开展南水北调中线水源工程数字孪生建设提供支撑，为其他水源水库水质安全数字孪生建设提供经验借鉴。     

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时空大数据驱动的海量数据汇聚与融合,基于高精度、多维度水工程数字孪生场景可视化以及“天空地网”一体化水工程信息实时感知、处理及控制技术。本研究可为数字孪生工程的建设提供经验借鉴和理论参考。     

视频AR、AIoT、数字孪生协同技术在智慧水利中的应用

基于智慧水利建设的视频综合监测网,提升视频数据为数字孪生场景提供实时实景的时空基准数字底座的能力,研究智能视觉视频AR技术在数字孪生水库安全监测、河湖长制、河湖管理及防洪指挥调度等场景中的应用,将进一步助力构建预报-预警-预演-预案“四预”业务体系,持续推动水利向安全、高效、智能、绿色转型。     

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。     

数字孪生与大型泵站智能化管理

大型泵站工程是水资源调配与管理的重要工具,目前我国大型泵站大多已建设自动化控制系统,实现部分数据采集和设备控制,但智能化的水平普遍不高。无法实现大型泵站工程的动态可视化管理。基于数字孪生技术,使用三维实时图形渲染,并借助传感器、摄像头、PLC等装备和技术,构建泵站管理全过程虚与实之间的映射,建立一种面向泵站工程管理的数字孪生可视化智能管理方法。     

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。     

数字孪生技术在城区智慧水网建设中的应用

对扬州市城区智慧水网建设基础以及数字孪生在试点中的设计框架、主要应用情况进行了解读,阐述了数字孪生技术的发展及其在智慧水利建设中的重要性,以城区智慧水网建设试点项目为先行,引入数字孪生技术,充分利用云计算、物联网、互联网+、人工智能等新兴技术,以防洪排涝、水资源与水环境保护、工程管理与运行调度等为应用场景,构建具有预报、预警、预演、预案功能的智慧水网综合管理系统,旨在为扬州水利高质量发展提供可靠样本。     

水库大坝三维可视化信息集成平台技术应用

以泰安市大河水库基于云架构的“智慧水库”改建方案为例,简要介绍了水库大坝三维可视化信息集成平台的总体架构、技术特性、建模过程以及平台的系统架构、主要功能和运行环境。水库大坝三维可视化信息集成平台与大坝安全监测与运行管理系统融为一体,实现了水库三维场景、安全监测与运行管理动态实时展示。