【智慧城市網 企業關注】 按:2月,中共中央、國務院印發《數字中國建設整體布局規劃》,提出“構建以數字孿生流域為核心的智慧水利體系”。1月,全國水利工作會議召開,李國英部長在會上指出:統籌建設數字孿生流域、數字孿生水網、數字孿生工程,構建具有“四預”功能的數字孿生水利體系。2月,王道席副部長調研指導黃河流域數字孿生水利建設工作。
1.中共中央、國務院印發《數字中國建設整體布局規劃》。
《規劃》提出,到2025年,基本形成橫向打通、縱向貫通、協調有力的一體化推進格局,數字中國建設取得重要進展。《規劃》指出,要全面賦能經濟社會發展。建設綠色智慧的數字生態文明。推動生態環境智慧治理,加快構建智慧高效的生態環境信息化體系,運用數字技術推動山水林田湖草沙一體化保護和系統治理,完善自然資源三維立體“一張圖”和國土空間基礎信息平臺,構建以數字孿生流域為核心的智慧水利體系。
2.全國水利工作會議部署數字孿生水利建設2023年工作。
1月16日,全國水利工作會議召開,李國英在講話中指出:大力推進數字孿生水利建設,支撐保障“四預”工作。數字孿生水利是水利高質量發展的重要標志。按照“需求牽引、應用至上、數字賦能、提升能力”要求,統籌建設數字孿生流域、數字孿生水網、數字孿生工程,構建具有“四預”功能的數字孿生水利體系。加快構建數字孿生流域。全面完成94項先行先試任務。建成50萬億次雙精度浮點高性能算力資源。建成覆蓋省級以上水利部門的數字孿生流域資源共享平臺,實現跨層級、多業務、多方式共建共享。實現水利關鍵信息基礎設施和13個重要信息系統數據安全防護。推進數字孿生水網建設。編制數字孿生國家骨干水網建設方案,全力推進數字孿生南水北調工程建設。把數字孿生水網作為省級水網建設重要內容,第一批省級水網先導區數字孿生水網建設要取得標志性成果,并應用于水量調度實際工作。積極推進市縣等層級數字孿生水網建設。加快建設數字孿生工程。基本建成數字孿生三峽、小浪底、丹江口、岳城、尼爾基、江埡、皂市、萬家寨、南四湖二級壩、大藤峽、太浦閘等重點工程。開展工程安全實時監測、智能快速調度、遠程安全集控、多維場景耦合計算與展示等技術攻關。實施已建工程智能化改造。加快推進建筑信息模型(BIM)技術在水利工程全生命周期運用,強化數字賦能水利工程運行管理,全面管控致險、承險、防險要素。構建水利智能業務應用系統。建成多源空間信息融合洪水預報系統、高精度河流水系分區雨水情預報模型,增強流域水工程防災聯合調度能力,基本實現大江大河重點防洪區域“四預”業務功能。推進全國取用水平臺整合,建設生態流量、水量分配監測預警系統,實現140條河湖的230個重要斷面生態流量監測預警。整合水利工程建設管理、水利工程運行管理系統,持續拓展水行政執法、河湖監管、節水管理、水土保持、水文管理等業務應用。
3.王道席副部長調研指導黃河流域數字孿生水利建設工作。
2月4日,王道席副部長在黃委主持召開座談會,分別聽取了黃委、小浪底水利樞紐管理中心關于數字孿生水利建設情況及下階段推進計劃的匯報,現場觀看了有關業務應用成果展示。王道席對黃委、小浪底管理中心在貫徹落實水利部黨組安排部署,推進數字孿生水利建設方面取得的階段性成效給予肯定,并就做好下一階段工作進行再動員、再部署、再落實。他指出,要強化需求意識和應用意識,按照“需求牽引、應用至上、數字賦能、提升能力”要求,加強溝通聯動,強化“四預”功能,支撐強化流域治理管理。要強化先行意識和標桿意識,著眼“走在前列”進一步提升工作標準,敢于先行先試,勇于擔當作為,以實際行動和有力措施打造數字孿生水利建設標桿。要強化時間意識和節點意識,對照既定目標任務,細化工作舉措,強化要素保障,嚴格按照時間節點持續推動項目建設。要強化前沿意識和開放意識,緊密跟蹤信息化前沿技術發展動態,采取“以我為主、博采眾長”的技術路線,推進先進技術與數字孿生水利建設深度融合。要強化責任意識和紀律意識,做到思想認識到位、責任舉措到位、工作落實到位,保持清正廉潔,筑牢拒腐防變底線。
4.中國水利學術大會智慧水利·數字孿生分會成功舉辦。
中國水利學術大會智慧水利·數字孿生分會于2月16日-17日在南京舉辦,分會圍繞“建設數字孿生流域,提升水安全保障能力”主題,安排了22個特邀報告、主題報告和案例分享。張建云院士以視頻方式作《鄭州7.20暴雨洪澇幾個水文問題的討論》報告;水利部信息中心蔡陽主任作《數字孿生水利建設中應把握的重點和難點》報告。有關專家作《大數據驅動的智慧水利建設關鍵技術探討》《數字孿生水利工程關鍵技術研究與探索》《數字孿生與水文監測現代化》等報告。
5.任務實施進展。
部信息中心印發《數字孿生流域可視化模型規范(試行)》,開展全國水利一張圖與數字孿生流域資源共享平臺、數字孿生平臺原型系統的整合集成,研究推進水利專業模型集成工作;推進河網水動力學網絡建模平臺部分功能完善,開展河網水動力學、調度等模塊與多源預報平臺的功能對接集成,開展衛星云圖識別強對流云團自動預警算法模塊研發;推進全國取用水管理平臺建設,組織部平臺與19個省級平臺數據對接與測試,目前已從省級平臺匯集監測計量點約27.5萬個,水量數據2000余萬條;以“一省一策”梳理超許可、超管控、漏繳稅等六類監管數據產品技術路線;編制水資源監管業務“一張圖”實施框架方案,推進生態流量系統開發;開展應用系統數據安全分類分級,編制水利部數據安全治理平臺設計方案,印發《水利部網信辦關于報送2023年水利網絡安全責任人和數據安全責任人名錄的通知》。
長江委開展大數據信息平臺中漢江流域實測及預報數據服務接入,進一步完善防洪閘門調度等專業模型,優化防洪調度策略推薦等功能。初步完成數字孿生漢江與數字孿生丹江口工程階段成果集成,完成數字孿生漢*統高性能引擎升級。
黃委完成蘭州河段三維數字場景構建,洪水泥沙演進模型研發多過程模型動態互饋實時校正技術,智能模型建設開展基于注意力機制的洪水智能預報模型研發,水文模型開展黃河三花間降雨徑流模型參數格式標準化改造和冰凌數學模型數據預處理模塊研發,編制完成防凌會商預演系統建設實施方案。
淮委開展數據底板補充測繪、數據質量完善等,啟動淮河洪水預報調度一體化主體功能在數字孿生淮河開發架構下融合、適配開發,進一步優化分布式水文模型、二維水動力學模型、水工程調度模型等耦合調用機制和三維展現效果,完善河系預報、預演計算業務邏輯,完善預報預警、人口轉移、物資搶險等預案專題信息展現。
海委完成各類數據資源調查梳理和數據資源目錄完善,一維水動力學模型集成渲染,模型平臺部署,完成引黃北干線一號洞、盧溝橋場景翻模,三家店及以下4km河道場景的翻模、水頭演進等綜合效果開發,可視化粒子效果、GIS自動部署框架搭建等,完成生態水量調度業務、防洪“四預”業務等接口開發。
珠江委完成風暴潮預報數據接入,珠江流域防洪調度模型與枯水期水量調度模型開發、與防汛抗旱“四預”系統集成交互,進一步完善防汛抗旱“四預”功能,啟動水資源管理與調配“四預”應用建設。
松遼委完成嫩江流域L1級數據底板建設,補充完善嫩江干流L2級數據底板,正在開展月亮泡蓄滯洪區漢書閘BIM模型制作,完成基于可視化模型、模擬仿真引擎的全景數字嫩江平臺防洪漫游功能開發以及“四預”展示模塊原型設計,開展與防汛“四預”業務應用的集成接口開發,有關成果將用于2023年防洪調度演練。
太湖局精修太浦河L2級數據底板及7個水利樞紐L3級數據底板,梳理業務應用功能完善清單,完善數字孿生太浦河“四預”決策支持系統。
三峽集團會同有關單位召開專題會議,討論共建共享方案,研究布署2023年全面推進數字孿生三峽建設重點工作。
南水北調集團惠南莊泵站完成標準庫設計,現有業務系統的數據采集、接入及治理工作,完成1個典型場景的深化需求分析和原型界面設計工作;北延工程完成信息基礎設施部分深化設計專家評審,搭建計算與存儲以及云平臺測試環境并測試;引江補漢工程迭代升級可視化模型,優化業務應用系統中與地質施工等BIM信息關聯展示,升級工程數字化展示及BIM模型可視效果;洪澤泵站完成管理范圍約1.6km2范圍的L2級建模和部分設備的L3+級建模,智能調控系統、智能安全運行系統部分原型設計,調水歷史方案、設備故障等知識收集抽取;中線水源公司初步完成大壩安全各專業模型接口對接,防洪興利業務新增大壩閘門調度與開啟、基于分區面雨量進行產匯流計算、漢江中下游行蓄洪空間交互調度等功能,對水質在線推演、態勢預演、預案管理功能進行優化完善,完成庫區巡查綜合一張圖升級、涉庫建設項目管理、庫區事件全生命周期管理等功能模塊。
澧水公司繼續開展模型平臺深化開發,針對一二維水動力模型優化、潰堤模型參數設置和調用過程進行動態配置,針對大壩安全分析預警、防洪興利調度業務、庫區巡查、生產運營管理應用開展功能開發。小浪底管理中心初步搭建數字孿生平臺,完成大壩及泄洪建筑物L3級BIM建模、小浪底及西霞院工程L3級數字化場景搭建,構建數據治理平臺,完成小浪底水庫防洪調度、安全監測相關數據集成和治理,基本建成基于河道演進的潼關來水預報模型、防洪調度模型、庫區一維泥沙沖淤模型,初步完成大壩變形三維數值分析預測模型、大壩安全分析預警數理統計模型研發,建成工程安全、防汛調度和泥沙分析業務應用,基本實現“四預”功能。
萬家寨公司全面完成信息化基礎設施建設,完善提升數字孿生平臺,BIM模型二期建設完成70%,迭代優化業務應用,對防洪調度、防凌調度、泥沙調度、大壩安全分析預警、庫區綜合管理、綜合決策支持等六大業務應用進行迭代優化,進一步增強防洪、防凌、工程安全“四預”功能精準性可靠性。
南四湖局繼續對數據底板、水利模型、知識庫等和應用進行豐富優化完善。
漳衛南局初步完成在海委的系統部署,正開展防洪“四預”功能完善,水資源管理與調配業務建設有序推進,項目總體完成度70%。
大藤峽公司持續完善數字孿生平臺,深入梳理防汛與水量調度“四預”平臺技術細節,開展庫區岸線空天地立體監管系統、生產運營智慧管理系統需求調研、深化設計及原型開發,完成計算存儲容災設備、GPU高性能計算存儲設備安裝調試,基本完成泄流預警設施部署。
尼爾基公司進一步細化孿生平臺應用系統業務功能,優化防洪興利智能調度系統和綜合決策支持系統,完成網絡安全、機房改造、工程安全監測等深化設計和施工圖。
蘇州局數字孿生太浦閘平臺初步建成,在相關配套支撐建設方面,控制室大屏建設完成,網絡安全定級備案材料通過審核。
北京優化構建可視化甘棠閘、榆林莊的數字孿生場景,開展建立水力學專業模型庫管理平臺。
天津開展數字孿生南水北調(中線工程寶坻引江供水工程)先行試點區DEM、DOM傾斜攝影基礎數據外業采集、內業規整和數據建庫,開展各類知識語義提取、知識推理、知識更新、集成應用等方面研究。
河北開展數字孿生黃壁莊水庫入庫流量監測站點、水庫大壩表面位移自動化監測、信息基礎環境建設,開展數字孿生王村分洪閘數據底板建設,業務管理數據建設及配套信息化基礎設施建設。
內蒙古積極落實項目資金,推進立項工作。遼寧完成小型水庫雨水情測報、大壩安全監測和視頻數據匯集、治理,建設小型水庫巡查監管和維修養護智能運管功能。
吉林完成編制老龍口水庫數字孿生水利工程建設可研報告編制并報審。黑龍江積極推進數字孿生關門嘴子水庫項目實施工作。
上海進一步完善數據底板與業務融合,初步完成知識平臺基本功能搭建。
江蘇基本完成界牌、牛塘、奔牛樞紐、鎮江凌塘水庫等L3級建模,初步完成金雞湖及周邊建筑物、淀山湖圩區及重點站閘L2、L3級建模,構建吳淞江工程重點大孔閘BIM模型框架,完成太倉市區域供排水的供水預測、雨水溢流和河道污染擴散模型算法搭建,初步實現太倉市區域供水、污水和雨水應用場景四預;數字孿生水網(南通城區)整體軟件開發基本完成,進入收尾、調試階段。
浙江完成錢塘江全流域功能研發,迭代全流域數據底板,完成蘭江節點物聯感知設備建設,迭代分水江節點預報調度一體化平臺;迭代曹娥江流域防洪駕駛艙和工作平臺功能,初步形成流域知識圖譜;完成甌江大溪水動力洪水預報等模型構建,甌江防洪數字化應用通過等保測評;基本完成飛云江流域數據底板建設,開展系統更新迭代設計;完成杭嘉湖平原洪水淹沒分析模型上線運行,初步完成試點區域市縣一體化工程調度一體化應用場景開發;完成椒江朱溪水庫和永寧江閘BIM模型建設,構建永寧江支流段水雨情監測等應用場景,完成朱溪水庫數據綜合分析等應用開發;基本完成金華橫錦水庫“大壩研判”等5個水利專業模型搭建。
安徽完成數字孿生引江濟淮建設5套標準規范編制及評審,數字孿生淠河建設L1、L2級數據底板數據收集與處理。
福建完成九龍江北溪庫區一維水動力模型、洪水預報模型建設,完成溪源水庫BIM模型接入。
江西數字孿生峽江水利樞紐工程完成數據底板、信息基礎設施、工程安全管理、標準化管理、電排站遠程控制建設;樂安河完成孿生場景動態標繪、水文氣象數據模擬重現等功能。
山東小清河數字孿生流域建設實施方案獲得許可審批。
河南按工作計劃優化完善數字孿生賈魯河數據底板和模型平臺建設,持續推進業務系統平臺建設。湖北完成EPC和監理項目部組建,積極推進項目建設。
湖南歐陽海灌區水庫防洪調度、水資源配置與調度、灌區抗旱管理等系統投入試運行。
廣東數字孿生東江全面開展數字化應用場景建設,構建流域水環境遙感反演模型;數字孿生北江完成銀盞水庫的1:2000比例尺傾斜攝影數據采集,初步構建韶關-英德一二維耦合水動力和北江干流洪水演進模型;數字孿生潭江進一步優化和完善降雨徑流模型、風暴潮增水模型、潭江干流水動力水質模型以及水庫群防洪防潮聯合優化調度模型的集成及成果展示,開發預警預報、洪潮情勢研判、預演預案等業務功能模塊。
廣西落實數字孿生漓江2023年任務建設資金,積極推進項目建設。
海南數字孿生萬泉河可研告并報省大數據局審批。
重慶繼續對鵝公水庫智慧工地、智慧建造系統進行優化,更新服務端模型輕量化轉換器。
四川瓊江(遂寧段)完成L2級別流域整體數據底板構建;青衣江(雅安段)完成大興等重點水電站L3級精細建模,知識平臺河湖長制知識圖譜搭建。
貴州夾巖完成對大壩(含溢洪道、泄洪洞)等工程現狀BIM模型優化完善,提高模型加載速度、優化人機交互界面。
云南完成數據底板、水利專業模型建設,推進智能識別模型建設。
西藏進一步優化拉洛樞紐運行狀態三維可視化展示,對三維模型細部結構進行完善。
陜西智慧水利一期實施方案報省政務大數據局,包含數據底板,支撐組件,數字孿生渭河、無定河、北洛河、涇河以及“2+N”業務板塊。
青海數字孿生湟水河全面完成水下地形測繪工作,初步完成傾斜攝影、激光雷達前期數據采集成果內業處理。
甘肅初步完成數字孿生引洮供水工程調度模型和閘門上、下游聯合調度模型構建,開展引洮供水二期工程軟件開發集成及調試。
寧夏按照水利部數字孿生灌區建設要求,編制完成寧夏青銅峽(漢延渠灌域)、寧夏隆德縣渝河灌區2個數字孿生灌區實施方案。
新疆頭屯河數字孿生流域和數字孿生烏魯瓦提水利樞紐信息化基礎設施建設積極推進。新疆生產建設兵團完成數字孿生猛進水庫建設實施方案編制、技術審查和批復。
大連完成項目前期工作。
寧波完成甬江分洪模型、天文潮和風暴潮模型研發并上線試運行,完成防汛業務應用開發;基本完成周公宅—皎口梯級水庫庫區水下地形等建設,完成梯級水庫洪水預報等模型開發和洪水預報等應用場景開發。
6.取得成效。
部信息中心制定的《數字孿生流域可視化模型規范(試行)》圍繞自然背景、流場動態、水利工程、機電設備等四類模型的輸入參數、展示樣式和技術指標等要求對有關建設工作加以指導、規范和約束;實現生態流量監管“四預”在海委、河北的應用推廣。
黃委自主研發的基于斷面數據的庫區水下地形模擬技術,根據水下地形斷面數據(多波束實測DEM和影像),提取插值段上下邊三維點、水邊線,控制插值形態,用程序自動化模擬庫區水下地形,為洪水在河槽中的演進模擬、庫區沖淤變化分析提供數據支撐。在“數字孿生萬家寨”項目進行推廣應用。
淮委進一步優化防洪“四預”系統,深度融合了傾斜攝影、河道堤防、險工險段等關鍵基礎數據和二維水動力模型洪水演進過程,為防洪提供了預報預警、人口轉移、物資搶險等預案專題信息,對防洪“四預”系統實戰化應用提供技術支撐。
海委通過二維水動力模型,對2022年秋季全線通水方案進行復盤,完成了模型參數校正,模擬效果與實際吻合。
太湖局通過太湖流域防洪規劃數字信息平臺建設,開展了太浦河L1、L2級數據底板的推廣應用。
南水北調集團惠南莊泵站設計標準庫邏輯模型,完成標準庫建設并接入已有數據,調研形成“基于泵站運行狀態評估輔助維護決策”場景的深化需求分析報告和設計原型界面;洪澤泵站開發的聲紋AI、視頻AI監測模型在南水北調洪澤泵站2022-2023年度調水進行應用,積累了泵站機組運行約3000臺時的聲紋和視頻數據,實時對站前匯聚水草、站區人員行為等情況進行識別、預警,確率提升至78%。
澧水公司依托數字孿生江埡皂市建設,擬投稿學術論文2篇,申請計算機軟件著作權2項。
小浪底管理中心工程安全和防汛調度業務初見成效,實現“四預”功能,中心在“2022中國水利學術大會智慧水利·數字孿生分會”上作題為《夯實算據、算法、算力基礎、構建數字孿生小浪底“四預”體系》報告。
萬家寨公司防凌調度系統在2022-2023年度凌汛期進行應用,開展了凌情監視、凌情預報和凌情預演,實現凌情實時信息快速獲取和集成展示、凌情特征日期自動預報、凌情發展過程仿真模擬。
南四湖局形成二級壩閘泄量糾偏技術方案、南四湖防洪調度技術方案和二級壩調度仿真技術方案,申報9個軟件著作權,1個發明專利已受理。
漳衛南局實現所有試點斷面監測點數據自動化傳輸,并在系統中進行接入展示。
大藤峽公司利用防汛與水量調度“四預”平臺開展水量調度預演,完成三次珠江委下達的水量調度任務,累計向下游補水5.2億立方米,期間發布水量調度預警信息162條。
尼爾基公司采用BIM自動編碼程序針對建筑物碼、空間碼、專業碼、系統碼、構件碼均進行擴展,采用模型輕量化技術,通過數據壓縮及數據碎片化處理等方法,進行模型轉換,輕量化模型導入數字孿生系統,保留原始比例、精度和單位,幾何、屬性信息完整無丟失,滿足可視化場景流暢加載。
蘇州局《數字孿生太浦閘建設項目管理辦法》《蘇州管理局網絡安全管理辦法》《蘇州管理局信息系統運行維護管理辦法》等7項制度印發執行,取得5項軟著證書,發表2篇論文,“一種閘門運行無線聲光預警系統”發明專利取得證書,編制完成《數字孿生水閘知識庫、規則庫構建規范》。
上海新川沙河泵站樞紐工程通過孿生技術與業務融合,實現工程進度、質量、安全、材料等可視化管理。
江蘇針對南通城區水利工程日常活水調度、防汛調度業務場景,構建預報調度一體化模型,滾動計算輸出維持工況及推薦調度計劃結果,提供三維和二維場景下的調度過程可視化預演、調度指揮追蹤;構建太倉市區域供水預測、雨水溢流和河道污染擴散專業模型算法,能夠模擬預演不同應急場景,并結合模型可視化評估不同預案的實施成效,為供水應急事件處理、城市管網改造和污染物入河事件處理提供強有力決策支持。
浙江曹娥江、數字孿生水網(杭嘉湖平臺)水文水動力模型模擬精度顯著提升,錢塘江分水江節點水情預報達到乙級預報精度;數字孿生錢塘江建設華光潭、分水江水庫大壩和分水江堤段數字孿生仿真體,實現工程安全狀態的實時在線仿真分析,在6年一次的工程安全鑒定基礎上,提升為每日在線健康評價和預測性運維,便于及時風險隱患處置。
江西峽江水利樞紐工程初步實現設計洪水預演、受災區域淹沒面積統計,實現泄水閘應變、振動、傾角、開度實時數據在線監測與金屬結構安全性態評價。
寧波基本完成洪水預報、風險預警、仿真預演、實時監測、大壩安全監測等的場景開發并實現初步應用。