数字孪生流域解决方案

数字挛生流域解决方案

目录01挛生流域建设背景

Gontsnto02学生流域需求分析

03字生流域规划设计

04学生流域应用场景

05项目整体建设运营

5字生流域监管背景02字生流域监管定位03学生流域监管组成C4学生流域监管部署05字&流域监管价值

利用大数据、虚拟仿真等技术，依托希自动化调

建设数字挛生流域平台

度指挥系统现有建设成果，按照水利部《数字挛

水利部本级建成全国L1级数据底板，各流域管理机构和省

生流域建设技术大纲（试行）》等相关要求，确级水行政主管部门在主要江河流域的重点区域基本建成L2

定本次系统建设目标为：搭建一个数字学生平台级数据底板，重点水利工程建成L3级数据底板，为智慧水

利提供有效的“算据”服务；基本建成模型平台，初步建成

框架；开发流域防洪调度管理、工程综合运行维

知识平台，对物理水利及其影响区域的互动过程进行模拟

护两大业务应用系统，提升流域短临降雨感知、仿真和推演，为智慧水利提供智能“算法”服务C

现有计算设备大规模场景渲染两种能力；完成数

建

据、模型、知识三方面的集成融合和完善，初步成建成七大江河数字平生流域；

七

大在重点防洪地区实现“四预"；

构建流域防洪“四预”体系。实现数字季生工程与实

江在跨流域重大引调水工程、跨省重点河湖

河

体工程同步仿真运行，为***数字挛生流域建设奠数

基本实现水资源管理与调配“四预”：

字

定坚实基础，有效提升小流域防洪安全及精准调李提升N项业务应用水平

生

度，增强流域闸、泵站等水利工程安全管理运行,流建成智慧水利体系1.0版

域

提高***流域工程管理与调度水平。水利数字化、网络化和重点领域智能化水平明显提升

5字生流域监管背景02学生流域监管定位03学生流域监管组成04学生流域监管部署05学生流域监管价值

利用BIM、GIS、倾斜摄影、遥感影像的技术为支撑，集成现有出流域空间地理信息数据，构建出干流及金家堰

闸、八面河泵站等重要工程的L3级数据底板，为数字挛生提供有效的“算据”服务；

相互映射数字挛生

物理实状态感知动静融合数字挛

体流域<--------------->生流域

三

虚实交互多方协同三

全

数字化化

支

在线化升全过程

撑

智能化级全要素

全方位

智慧水利

-台双赋三化四预

需求牵引应用至上数字赋能提升能力

孚生流域监管向景02挛生流域就僧定位。3竽生次诚监管生成。4竽生流减监纥部・05竽生次城监管价他

集成自动化调度系统现有水利机理展小

城

应用层

模型和智能模型，并针对洪水预报、业务

管理

工程运行管理需求补充完善，实现

知识知识引擎知识楂理知说存估

平台专家经检库

洪水预报预警计算并保证各预报方水利知识业务檄I阵历史场景模式座

水制专平檄的甘能算法库

案精度应到丙级及以上；利用知识模型—7・3_____________劝料理首逊I婚习辞

平台

工瞒friWi水文水动施大班蝴帝算'川，州匕疗解认制法型如

图谱工具初步构建知识平台，集成平台层

和完善现有预报预案、调度规则和

应急预案，形成预报方案库、调度

规则库、相似场景库和应急预案库,

NB-loT网关光纤水利信息网水利专网

为***数字季生流域提供智能”算法“服通信Wi-Fi6卫星宽带政务网

设施感知

5G基站局域网部门网

务；构建数据引擎、数字享生引擎,

感知层卫星遛-视攻监控RED人工智能||无人机巡校智能货一|风电设备

满足数据汇集、治理，数据加载、

实时渲染，保障三维可视化应用。

◎I02孥生流域监管定位。3学生流域监管组成蹲生流域监管吉隋05学生流域监管价值

完善***流域感知监

测网，增强流域短临

降雨感知能力，增加

流域应急视频采集手

段，实现流域重点工

程及河段水位、流量、

雨量、安全感知全覆

盖；提升计算资源图

形例漉能力。保障北

***数字季生流域系

统安全、稳定、高效卫星云图雷达雨图遥感影像图雨量井下水位水位

运转，为数字挛生提

水位水味

供有力的，算力“就。

01字生流域监管背景02字生流域监管定位03字生流域监昔蛆成C4季生流炳映管部署05字生流域监曾■价值

利用数字季生平台，实现流域洪水预报、工程实时优化调度“四预”功能，通过仿真模拟等可视化技术，实现洪水

动态预演及实时预警，并集成各类调度预案和调度规则，实现方案刍动生成和多方案比选等功能，支撑调度方案

编制、预演、评价等业务应用，有效缩短业务流转时间，提高洪水预报调度时效性，保障洪水预报、调度方案比

选生成等关键业务。通过平台对***流域洪水预报调度、工程运行维于管理业务提供应用服务。

特色功能应用场景

01预报发现问施

采集数据一,—―

实时发布交互景

电站厂房

提前感知绘崛基于GIS地图的三维仿直观展现数字河道、

殁

数据汇集,经

榭重点工程，实现智慈

我真时空信息的基本属性、大坝堤防

支

支监测站点'状态等信息调度和三维的耦合、

撞

抻发布.泄洪,调度、发电等

A【律法重点动态展示桥梁随洞

陷族评价模型1

三维图拟真

智益水°,整.解决方案03预演引调水工程

以水利工程时空资源

w利■同法换拟方具*

提供丰富的地图接口和水利业务动态变化节水灌排

/纵向能贯穿横向能融合外国能扩展支持缩放、旋转、浸为核心进行生产，运

游飞行等多种操作。维，预警等三维模疚

5字生流域监管背景02字生流域监管定位03学生流域监管组成04字土流域监管部罟05学土流域监管价值

资源管理，应急联动

•水系、河流、河道直观展现

应急•应急物资、预案、应急队伍等联

联动'〉动指挥

•事件上报、受理、处理、反馈闭

环

灿搞量化管理

•数据与数据关联、数据与业务关

动态管理联，形成数据关系网

­提供河道水环境质量、排污管控

等量化管理

­污染源、水质等数据采集，在线

自动与人

工相结合监测

•水系、河流、河道实时视频监管

•日常巡杳、联席会议、考核监督

U1字生流域监管背景02学生流域监管定位03学生流域监管组成04学生流域监管部罟05学土流域监管价值

01学生流域监管计景U2孥生流域监管定位U3字生流域监管组成U4字生流域监爸邰舌U3孥生流域由爸价值

四预模拟以水情气象灾害分析模型庠为支撑，基于历史数据、实时监测数据，模拟特定条件下的流域演进过程，结合AI算

法建立流域样本数据库，弧化模型训练，提取关施参数，通过数字季生场景对模拟结果的豆刻，还原，完善对流

体系

预演域险情，灾宙的预案系统。

决策目标

］

I历史效掂||监别我招『模版期gI

闸门泡水危岩体模拟降水

I智能模拟模型I

;|智能优化模型|

L_______________________________________

•［水利模型聆仁］

II|奏

不满足满足

|推荐的潮防案|

预演功能在数字挛生流域中的应用示意

01字生流域监管背景02学生流域监管定位03学生流域监管组成04学生流域监管部署05学土流域监管价值

四预应急根据模拟预演结果，将应急预案与数字挛生平台深度融合，模拟险情状态、定位出险位置、发布响应信息、调拨

体系预案应急物资、模拟处置效果等功能，实现应急预案的数字化应用和现场处置方案智能推荐。

气象灾害地质灾害水情灾害近空环境灾害

应急准备

风险防控

应急救援

险情处置

智能辅助

模拟仿真推演分析精准数字模拟智能科学决策

01字生流域监管背景02学生流域监管定位03学生流域监管组成04字生流域监管部署05学生流域监管价值

支持基于地理信息系统，对江河湖泊流域、水库、电站、重要设备等管理要素的分布、他围、类型、状态等信

流域综合息进行综合监测；支持融合水利管理各部门现有数据资源，对水文气象信息监测、调度业务管理、清洁能源、

态势防洪等各业务领域的关键指标进行多维可视分析：支持通过三维建模，多种角度直观展示大坝主体、船闸、电

站机组、闸门泄水建筑物等重点管理对象的运行态势，实现水利管理综合运营态势一屏掌握。

流域气象监测

01字生流域监管背景02学生流域监管定位03学生流域监管蛆成04字生流域监管部署05学生流域监管价值

对水利工程的工程质量,安全生产、进度管理、资金管理等全要素进行实时监测。通过多要素多信息监测、多

工程t设层次数据服务、多维度工程监管、一张图智徵管理有效支撑工程可视化、信息化、建设资料数字化、工地管理

智能化。实现数字工程与物理工程同步仿真运行。

■!£,冠as11^O.2，弁数据共享

■盛日常才管在理可追溯后於◎

01学生流域监管背景02学生流域监管定位超生流域监管组成降生流域监管部署蹲生流域监管价值

iBa通过在平台里实时监测船只通行借况，直观掌握航运交通的安全性、有序性、畅通性。通过GIS三维也图，可快速定

管理位船只或升船机的位置，在第一时间阻止二次事故发生，优化通航能力。

通过对船舶的实时位置、靠通过针对客船和载运危险货

泊计划、行动轨迹的实时监物船舶制定专项运行调度和

测，建立健全安全运行风险通航的实时监测,确保航运

预防控制体系，科学制定风交通的畅通性、安全性。

险管控制度和分级管控措施。

■,线模拟仿真

运综合态势

打通交通部门及水利部门的可实时显示航运船只的企业，申

历史航运路线信息，通过AI报表，船员等基本信息，辅助管

算法智能推算航运路线，通理者实时掌握海域船舶运行态势,

过三维模拟仿真技术选择最提高船舶监管力度。

住方案。

01学生流域监管背景02学生流域监管定位03学生流域监管组成04学生流域监管部署05学生流域监管价值

水资源调度支持集成各水库监测管理系统数据，基于地理信息系统，对水库的位置、范围、状态等信息进行直观展示，对

入库径流量、水库蓄水量、防洪库容、可用水量等数据指标进行多维度分析研判，对水库调蓄能力不足、水位

监测超限等异常态势进行可视化预警告警，提升水库运行监管力度，为防洪、兴利等工作提供决策支持。

利用高精度水卜地形模型，结合上下游水位站实预报水位实时监测调水工程动态，对沿途的水量渗漏、蒸发和因管

高程，计算分析主要干流不同时段河道槽蓄量，为河道演埋不善的泡水、泄水提前预判，最大限度保障调水_L程的

变分析、流域开发、防洪调度及河道治理提供数据支撑。完成度，实现智慧节水的目的。

结合切史洪水场次信息，计算历史洪水时期河道槽蓄量，

辅助下游水库调蓄

。1季生流域监管背景02字生流域监管定位03字主流域监管组成8宇生流域监管部署05字生流域监笆价值

水电站利用数字挛生技术构建发电机组乎生体，加强信息化与智能化的融合，明确生产经营过程，加强对设备管理，尤其是

管理机组运行及维护，确保设备能够正常工作，提高故障预测性，减少设备故障停机率，提升维修维护的经济性。

报瞥

通过对璃如压力脉动、大轴摆度等根据所监测到的相关参数的变化，

机i且稳定性参数的实时采集,计算、在报瞥发生前员先S现侬运行中

分析和特征提取，为某蓄水电站基存在的缺陷或者是故障，从而向操

于3D轻3化技术的水电机组故障预作人员发出预警提示，

测与诊断系统.

机组性能的评估和分析

打通交通部门及水利部门的历史航对水电机组在线运行的各科啜据进行准第

演豉信息，酮।算法智地采集和记录，狮一怒触能分析功能,

航运路线，通过三维模拟仿真技术方便地实现机组大修后的各种常规试验，

选择最佳方案.了解机组大修后囱动稳态特性■.

通过采集水电机组的测试数据，畿

够便于用户对水电胆且的运行状态

进行全面掌握，的A机组是否处于

最彳尤状态中，通过对T机组的精

确调整来改善其运行状态，降低事

故率。

01竽生流域监管茸景02字土流域监管定位03学生流域监管组成04字土流域监管部署05学生流域监管价值

资产平台提供水利工程-水工建筑-内部结构■关键设备等不同资产的三维可视化能力，能够在不同场景下对不同的目标对象，

能够通过点击交互查看资产静态信息和动态数据。同时，还提供基于数字挛生场景的资产查询定位和基于三维空间的资

管理产信息统计功能，实现资产的可视化管理，为运维人员提供高效管理手段。

目录01季生流域建设背景

Gontsnto02挛生流域需求分析

03字生流域规划设计

04字生流域应用场景

05项目整体建设运营

01河道监管102污染源监测03河道管理04应急指挥

水库监管河道监管排污口监管

・水库蓄水水位监测•上下游河流的水文情况监测•污水排放情况检测

•闸门开启状态分析・标尺刻度分析•人员出入、行为操作检测

・无人值守溢洪道安全监测•非法排污、采砂检测•采集的数据与视频画面联动

•水库、坝区的周边环境监测•水面清洁监测

・禁止游泳区域警戒线分析•重要水利设备设施安全监测

•航道船只数量、密度检测

01河道监管02污染源监测03河道管理04应急指挥

取电：无市电采用太阳能，无人值守站采用市电

立杆：杆底端焊接固定法兰盘，预留拉线孔，不得歪斜，顶部应

做防水帽。抗台风、防摄像机抖动、防攀爬、防腐

防雷：立杆防雷接地电阻＜10。

摄像机要求具备红外夜视功能

摄像机具有彩转黑、低照度功能

模拟摄像机的清晰度应达到540线以匕

需达到IP66防护等级

传输野外：通过移动网络运营商的数据传输网络3G、4G模式传输I

无人值守站：采用专用光纤传输

卜01河道监管02污染源监测03河道管理04应急指挥

监测数据与视频联动

周界入侵检测

标尺刻度分析

水面清洁监管船只数量统计

安全管理

闸门开启状态分析

禁采区检测水位警戒区分析

重要设备设施安全检测

01河道监管卜02污染源监测03河道管理04应急指挥

环境监察执法污染源在线监测

污水处理厂监管

01河道监管102污染源监测03河道管理04应急指挥

源头防治g设项目审批）过程监管（设施关键指标运行监管）

）治理行场—————^sss^sisaB

治理设施运行监管系狡实驱水治理设跄和烟气治理设危关投疥标的全过程运行监管,从而保证污染治理设他

的正JS运行.女曜察手段从末薪监控向全程监管转变.

电飞行监管系统

irfM''「J

日常菅理（一厂一档、限期治理）末端监修（总量计算、排污口监管）

01河道监管02污染源监测03河道管理04应急指挥

排污口采砂区断面物费水文站河长

闽江源一河一策；污期宓籍器：m监K点

1、河道档案।闽江苏流为台田濯一水苦溪-

-九龙溪一沙溪一西买一海江.属江源自然部件I

保护区为国家级自然保护区,总面积13022

公顷。

:-Sisi长县长潘国生，*可

段长河长副显长明以负责濮溪段，二级河段・水利物费200米网格

长副县长余传贤负责宁溪段……

4水质值B；WR.总藤丽蛾指致…

5,年度任务、分解任务”■

傩:100米网格

6、扶计信息：QTASSaiT'

历史4陶咏位，

历史最低水惯

历史量好水质।

河道网格化历史H水廊

断

.

河流

入境卜

五期河长［Xx排污口五圾河长

1003ms

...............Al..

农以傲口RO米网格i

三财长

01河道监管02污染源监测，03河道管理04应急指挥

专题展现考核管理

01河道监管02污染源监测>03河长制管理04应急指挥

・0息公开W件格刑■信息公开•事件举报

e01河道监管02污染源监测03河长制管理04应急指挥

值班工作：包括收发文登记、领导交应急值守系统软件

办、外部联系、信息接报、收发文办

假班工作工作台

理等日常办公内容欢迎您，指挥中心

（办公厅）

综合查询：可查询短信发送记录及工2014年7月25日（星期五）

作值班日志业务类型：信息来被：

值班管理：对值班人员、排班计划、创独人创建时向业务类型4务掇件内容

工作时间等进行安排会政安场他的中请2014U7231(1:00:00

值班查岗：对值班情况进行专题查询,・短佶记录2火叫计W机指挥中©201407-2312:00:00城号交办

可扩展考核模块值班日志

・值班日志

通知公告：发布通知、历史公告信息

等

I■值班ffg♦

工作指南：工作流程、工作规范等规息值班■岗二

章制度管理

通讯录:工作通讯录，主要用于日常

工作联络RR"—♦