2023年4月17-19日，“2023智慧水利建設(shè)高峰論壇”在武漢舉辦，國內(nèi)外水利行業(yè)產(chǎn)學(xué)研頭部機構(gòu)集聚一堂，共話智慧水利建設(shè)、數(shù)字孿生流域建設(shè)等重要議題。
本屆論壇以“數(shù)智賦能啟新航智慧水利譜新章”為主題，由中國水利企業(yè)協(xié)會智慧水利分會、北京河湖智慧水利技術(shù)中心聯(lián)合主辦，國際水資源學(xué)會中國委員會、水利部數(shù)字孿生流域重點實驗室、長江水利委員會長江科學(xué)院、水利部機電研究所、北京師范大學(xué)水科學(xué)研究院等國內(nèi)外產(chǎn)學(xué)研界頭部機構(gòu)協(xié)辦，中國水利企業(yè)協(xié)會智慧水利分會會長許新宜致開幕辭。
會上，水利部水旱災(zāi)害防御司督察專員萬海斌發(fā)表了題為《元宇宙及水利應(yīng)用場景暢想》的演講分享，他在分享中提到基于MxDATA數(shù)字孿生應(yīng)用平臺打造的智慧水利項目，闡述了水利應(yīng)用在工程安全方面的作用，包括實時感知工程變化、快速識別安全隱患、準(zhǔn)確研判可能發(fā)生的險情、提前干預(yù)阻止險情發(fā)生以及遠(yuǎn)程會診指導(dǎo)險情搶護等等。
據(jù)悉，美象科技也受邀參加了此次峰會，并針對“數(shù)字孿生在水利四預(yù)的創(chuàng)新實踐”進行了解讀分享，該公司旗下的MxDATA數(shù)字孿生水利“四預(yù)”平臺高度契合論壇主旨，獲得廣泛關(guān)注。
在水利部發(fā)布的《數(shù)字孿生水利工程建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》中，對數(shù)字孿生的場景模型標(biāo)準(zhǔn)進行了相對明確的要求：
1、全國范圍L1級數(shù)據(jù)底板：采用衛(wèi)星遙感技術(shù)，來生產(chǎn)2米／優(yōu)于1.0米的 DOM 和10米／5米的 DEM / DSM等數(shù)據(jù)。主要是進行數(shù)字孿生流域中低精度面上建模，對流域整體情況進行綜合感知，總體把控。
2、主要江河湖L2級數(shù)據(jù)底板：采用傳統(tǒng)航攝或無人機遙感，基于傾斜攝影數(shù)據(jù)，獲取優(yōu)于0.3米DOM、米級DEM/DSM數(shù)據(jù)進行構(gòu)建。主要是進行重點區(qū)域精細(xì)建模，包括流域內(nèi)城鎮(zhèn)農(nóng)田、水庫水壩等等。
3、重點水利工程L3級數(shù)據(jù)底板：重要水利工程相關(guān)范圍的高分辨率 DOM 、高精度 DEM 、傾斜攝影影像激光點云、水下地形、 BIM 等數(shù)據(jù)。主要進行數(shù)字孿生流域重要實體場景建模，不僅實現(xiàn)室外場景構(gòu)建，還能實現(xiàn)閘站泵站內(nèi)部高精度場景構(gòu)建。
在水利場景建構(gòu)的核心能力方面，MxDATA數(shù)字孿生“四預(yù)”平臺密切契合水利場景模型標(biāo)準(zhǔn)，支持同時兼容江河分支小流域以及數(shù)百平方公里大流域場景，基于新一代GPU實時渲染開發(fā)引擎，可保障場景流暢度和L1-L5級不同精度需求，仿真還原河流、環(huán)境、水庫水壩、水利設(shè)施等水利工程相關(guān)場景要素，實現(xiàn)水利場景智能化一屏可觀。
據(jù)介紹，基于該公司自主研發(fā)的EVR孿生底座編輯器和EDT無代碼數(shù)據(jù)模塊，MxDATA數(shù)字孿生水利“四預(yù)”平臺可實現(xiàn)模型和數(shù)據(jù)一站式融合表達(dá)，場景模型動作、水體、特效可關(guān)聯(lián)實時數(shù)據(jù)驅(qū)動，基于AI深度學(xué)習(xí)水利專業(yè)算法模型，可為水利事件預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案提供可靠支撐。
預(yù)報為基礎(chǔ)
平臺通過接入流域內(nèi)對應(yīng)天氣水文數(shù)據(jù)，基于水文預(yù)報模型，可對不同時間尺度下的研究區(qū)域內(nèi)降雨量進行預(yù)報；采用產(chǎn)匯流、水力計算等專業(yè)水利模型，整合業(yè)務(wù)規(guī)則等數(shù)據(jù)，對關(guān)鍵節(jié)點（比如水庫、河道斷面）的水位、流量、水量等進行實時預(yù)報。此外，在預(yù)報的微觀場景中，可實現(xiàn)閘站感知、模擬在線巡檢，或者使用漫游視角進入廊道建筑進行設(shè)備巡檢等等功能，從而對水安全要素發(fā)展趨勢做出不同預(yù)見期（短期、中期、長期等）的定量或定性分析，提高預(yù)報精度、延長預(yù)見期。
預(yù)警為前哨
平臺基于其數(shù)據(jù)中臺管理能力，可實現(xiàn)預(yù)警規(guī)則的設(shè)定（時間、周期、條件等），對于前端設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)實現(xiàn)響應(yīng)的超出閾值告警機制。基于AI識別能力，可對水利設(shè)施事件精準(zhǔn)識別，建立附加在監(jiān)控、傳感器等設(shè)施設(shè)備上的實時預(yù)警機制。
通過明確降雨量、水位、流量等預(yù)報要素，根據(jù)預(yù)警不同等級、發(fā)展態(tài)勢以及可能造成的危害程度，明確不同等級預(yù)警要素的范圍，進行行業(yè)和社會層面的分級預(yù)警。
預(yù)演為關(guān)鍵
平臺通過將歷史事件數(shù)據(jù)同水利專業(yè)模型相結(jié)合，依托數(shù)據(jù)驅(qū)動的泄洪模擬、水位變化模擬、下游城鎮(zhèn)區(qū)域的動態(tài)淹沒模擬等多項仿真技術(shù)，同時也可以疊加二維熱力圖的表達(dá)，實現(xiàn)流域洪水風(fēng)險和最大淹沒范圍的仿真預(yù)演，對數(shù)字孿生流域中典型歷史事件、設(shè)計及預(yù)報場景進行模擬仿真，正向預(yù)演出風(fēng)險形勢和影響，逆向推演出水利工程安全運行限制條件，助力管理部門及時發(fā)現(xiàn)問題，迭代優(yōu)化方案，制定防風(fēng)險措施。
預(yù)案為目的
依據(jù)預(yù)演結(jié)果，平臺可智能擬定事中和事前最佳調(diào)度方案。針對水利工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的洪水、水資源管理與調(diào)配和其他水利業(yè)務(wù)目標(biāo)，事中及時制定切實可行的運行管理和應(yīng)急事件處理的工作方案，提高相關(guān)工作能力和水平。例如結(jié)合實時水雨情、預(yù)報降雨、潮水位、工程調(diào)度運行等情況，對干流和平原河網(wǎng)每隔4小時進行滾動洪水預(yù)報和風(fēng)險分析，提前制定預(yù)排預(yù)泄方案，最大化減少水利災(zāi)害損失。
以3S、BIM、數(shù)字孿生、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)為支撐，加快構(gòu)建具有預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案功能的智慧水利體系，是貫徹落實“需求牽引、應(yīng)用至上、數(shù)字賦能、提升能力”的必然要求，也是推動實現(xiàn)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的重要實施路徑和顯著的標(biāo)志之一。美象科技MxDATA數(shù)字孿生智慧水利應(yīng)用平臺也將不懈加強迭代更新，持續(xù)推動以數(shù)字孿生技術(shù)賦能智慧水利建設(shè)。
