引言：2021年底，水利部發(fā)布《關(guān)于大力推進智慧水利建設(shè)的指導(dǎo)意見》明確指出，到2025年，建成七大江河數(shù)字孿生流域。

美象科技在數(shù)字孿生技術(shù)領(lǐng)域深耕多年，擁有自主研發(fā)的EVR時空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化和語義定義工具、普思數(shù)據(jù)治理服務(wù)平臺 、三維實景數(shù)據(jù)時空化協(xié)同平臺。美象科技深入智慧水利/水務(wù)行業(yè)，累計行業(yè)服務(wù)和落地實施經(jīng)驗，提供完整的智慧水利/水務(wù)數(shù)字孿生解決方案，以及貼合實際場景的應(yīng)用工具，幫助水務(wù)行業(yè)的伙伴們結(jié)合自身業(yè)務(wù)，進行業(yè)務(wù)數(shù)字化升級，推進智慧水利建設(shè)。數(shù)字孿生流域建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，打造具有預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案功能的“四預(yù)”級孿生平臺。同時我們在數(shù)字孿生流域的建設(shè)中，涉及水利/水務(wù)行業(yè)的全要素場景構(gòu)建和要素級構(gòu)建及定義，包括水庫(含水電站)、泵站、水閘、堤防、灌區(qū)、蓄滯洪區(qū)等各類水利工程，及其配套和輔助設(shè)備場景的還原。
美象科技自主研發(fā)MxDATA數(shù)字孿生架構(gòu)平臺，以場景全要素表達為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)信息掛載為主線，實現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息、三維模型數(shù)據(jù)、運管業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、實時感知數(shù)據(jù)等多維多元異構(gòu)數(shù)據(jù)，融合數(shù)字化場景、智慧化模擬、精準(zhǔn)化決策，深入行業(yè)服務(wù)場景，打造了切實可行的智慧水利數(shù)字孿生平臺。

??1、MxDATA?賦能智慧水利建設(shè)

1.1 構(gòu)建全要素多精度孿生場景——現(xiàn)實世界虛擬擬真

美象時空數(shù)據(jù)化系列產(chǎn)品融合多源數(shù)據(jù)，兼容衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、傾斜攝影數(shù)據(jù)、CAD圖紙數(shù)據(jù)、DOM高程數(shù)據(jù)、GIS數(shù)據(jù)、實景航拍數(shù)據(jù)、BIM模型等主流數(shù)據(jù)格式，自動生成算法和模型單體語義定義，將多精度全要素場景作為孿生數(shù)據(jù)底座。通過MxDATA數(shù)字孿生水利平臺打造了L2-L5等級的場景數(shù)據(jù)基底。

1.2 融合多源異構(gòu)數(shù)據(jù)分析處理——縱向串聯(lián)橫向治理

數(shù)據(jù)融合是數(shù)字孿生核心要素。旗下普思數(shù)據(jù)治理服務(wù)平臺基于多跨場景應(yīng)用下的數(shù)據(jù)橫向治理能力，提供多種數(shù)據(jù)接口，采集多種水利/水務(wù)原始業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，融合、治理、解析、建模，業(yè)務(wù)決策架構(gòu)輸出，對設(shè)備運行、環(huán)境、水質(zhì)監(jiān)測等多類水務(wù)信息進行實時動態(tài)采集。同時基于領(lǐng)先的數(shù)據(jù)算法，強大的數(shù)據(jù)鏈接及分析能力，實施高效地數(shù)字世界對流域變化、設(shè)備運行、流程監(jiān)測和行為進行虛實結(jié)合地實時映射；同時，通過在數(shù)字孿生場景中建立數(shù)據(jù)模擬和分析預(yù)測模型，為決策提供優(yōu)化依據(jù)，大幅提升分析決策效率。

MxDATA智慧水利架構(gòu)

??2、業(yè)務(wù)場景功能應(yīng)用
2.1 水工程設(shè)計建設(shè)全過程管控——工程狀況一覽無余

美象通過自主研發(fā)的時空數(shù)據(jù)化工具和數(shù)據(jù)治理后端系統(tǒng)實現(xiàn)了水工程建設(shè)全過程數(shù)據(jù)采集和管理，完善流域內(nèi)水利工程建筑物、機電設(shè)備運行工況在線監(jiān)測。對于新建、改擴建和除險加固工程，從前期工作和設(shè)計階段加強自動化監(jiān)控設(shè)施和智慧管理系統(tǒng)設(shè)計，確保自動化監(jiān)控工程經(jīng)費，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集打下較好基礎(chǔ)。同時將隱藏在水利工程內(nèi)部的建筑設(shè)備進行數(shù)據(jù)建模，為后續(xù)的設(shè)備維修養(yǎng)護提供數(shù)據(jù)支撐！

2.2 水利綜合態(tài)勢監(jiān)測——安全監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化對于水利工程來講，平臺可以多種角度直觀地展示了水利工程的運行狀態(tài)信息，?支持基于地理信息系統(tǒng)，對江河湖泊流域、水庫、電站、重要水電基地、關(guān)鍵流域控制測站等管理要素進行綜合監(jiān)測。以及實時展示大壩主體，水庫水位情況，機房，發(fā)電機組，閘門泄水建筑物等重點管理對象的運行態(tài)勢。同時對壩體的結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變信息，周邊氣象信息、滲流信息、水質(zhì)信息等進行實時監(jiān)測，實現(xiàn)水利管理綜合運營態(tài)勢一屏管控。2.3?地下管網(wǎng)孿生管理——水資源的合理配置高效利用通過全要素三維場景的構(gòu)建，平臺可以將地下管網(wǎng)線路進行不同層次的展示，并在已有的管網(wǎng)上通過箭頭標(biāo)記的形式展現(xiàn)水流的方向，使管內(nèi)流向可視化。將各個地下管網(wǎng)監(jiān)測點位的流量計、壓力表、水質(zhì)儀表等設(shè)備實時監(jiān)測數(shù)據(jù)和具體位置進行展示，并且將各類傳感器超閾值的告警信息進行重要提醒。從而促進城市取水、供水、排水等相關(guān)涉水資源整合，為建立和完善城市水資源合理配置和高效利用體系、城鄉(xiāng)供水和排水保障體系提供“智慧保障”。

2.4 防臺防迅預(yù)警決策——數(shù)據(jù)匯總，風(fēng)險管控，科學(xué)決策

通過Poolth數(shù)據(jù)治理后端工具，將水利系統(tǒng)中元數(shù)據(jù)庫結(jié)合數(shù)據(jù)資源目錄的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化管理，實現(xiàn)多水源多用戶水資源聯(lián)合調(diào)度、洪水資源利用、風(fēng)險管理等分析，為面臨臺風(fēng)，洪迅等災(zāi)害天氣時領(lǐng)導(dǎo)科學(xué)決策提供支持。通過信息數(shù)據(jù)支撐，以及決策依據(jù)方法及過程的科學(xué)化，使得水務(wù)部門領(lǐng)導(dǎo)的決策更加準(zhǔn)確、合理、可行，形成科學(xué)化決策。

??3、智慧水利案例剖析

3.1 水利綜合態(tài)勢監(jiān)測

通過可視化平臺實現(xiàn)對大壩 360 °全景瀏覽，并且能夠?qū)Υ髩螡B流、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、水情環(huán)境量以及變形情況進行實時監(jiān)測。平臺可以集成各類視頻資源，可在三維態(tài)勢地圖上標(biāo)注攝像頭位置，通過在場景交互來調(diào)取相應(yīng)監(jiān)控視頻。平臺還可以集成各類監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)，直觀展示周邊水雨情測報站點的要素分布、覆蓋面積、類型和監(jiān)測信息，結(jié)合專業(yè)分析預(yù)測模型，對大壩周邊流域的流量、流速、降水、蒸發(fā)、泥沙、水質(zhì)等水情參數(shù)進行多維度分析，通過官方大壩安全系數(shù)來擬定應(yīng)力預(yù)警值；再結(jié)合典型大壩滲流分析結(jié)果擬定滲流量的監(jiān)控預(yù)警值。根據(jù)不同情況進行大壩不同層級的泄洪，提升對水害事故應(yīng)急效率。

3.2 壩體監(jiān)測

展示大壩內(nèi)部安全監(jiān)測信息，直觀了解安全隱患。從專業(yè)的分析結(jié)論，到詳細的數(shù)據(jù)過程，再從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)問題，到空間精準(zhǔn)定位，實現(xiàn)了從空間到數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)到空間的雙向聯(lián)動。實時監(jiān)視渠道供水情況，對異常情況進行自動告警；根據(jù)供水任務(wù)，自動計算各分水口的閘閥開啟過程，形成調(diào)度指令；全程跟蹤指令執(zhí)行過程，形成閉環(huán)管理。

3.3 大壩巡檢

安全巡檢是保障水利樞紐安全運行的重要措施。MxDATA數(shù)字孿生架構(gòu)平臺，通過聯(lián)動無人機、視頻攝像頭、物聯(lián)網(wǎng)傳感器、綜合監(jiān)控設(shè)備數(shù)據(jù)，以智能工控硬件為基礎(chǔ)支撐，以數(shù)字孿生技術(shù)為核心抓手對水工程安全監(jiān)測設(shè)施進行綜合監(jiān)控，獲取中小水庫、重點水閘、水電站、險段水位等關(guān)鍵部位的實時監(jiān)測，并進行快速巡檢，利用BIM、GIS技術(shù)，實現(xiàn)故障點的快速空間定位。代替人工作業(yè)實現(xiàn)壩面/水下機械設(shè)備，流域等河道等自主巡檢，完成超高清圖像等現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時回傳、圖像監(jiān)測、AI數(shù)據(jù)深度分析、水電站三維重建等功能，從而進一步提升水電站安全巡檢能力。

3.4 設(shè)備養(yǎng)護

通過數(shù)控數(shù)據(jù)化工具直觀地展示了大壩設(shè)備、地下管線的空間層次和位置，形象展現(xiàn)地下管線的埋深、材質(zhì)、形狀、走向以及工井結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境。使得原本在平面顯示下錯綜復(fù)雜的管線變得清晰明了，可以準(zhǔn)確計量每個分區(qū)的用水量，快速發(fā)現(xiàn)管道漏損，縮小漏損點定位查找區(qū)域，將城市中的管線爆裂、泄漏、滲透、爆管等危險事故及時反應(yīng)，甚至可以根據(jù)風(fēng)向、風(fēng)速，自動顯示管線事故影響范圍，為相關(guān)單位、部門提供輔助決策、預(yù)警分析。

3.5 洪水淹沒演進模擬

洪水淹沒演進模擬，以三維地形和不同水位來綜合演示洪水淹沒行為的時空變化及水體形態(tài)，實時動態(tài)的展現(xiàn)了洪水的變化過程及其對周邊環(huán)境所帶來的影響，直觀的顯示不同時刻水位和該區(qū)域洪水淹沒情況，為防洪救災(zāi)提供重要的決策依據(jù)。以便發(fā)揮防洪工程效益，并以非工程措施來減輕洪水危害。美象科技智慧水利平臺以時空數(shù)據(jù)為底座、數(shù)學(xué)模型為核心、水利知識為驅(qū)動，對物理流域全要素和水利治理管理活動全過程實現(xiàn)數(shù)字化映射、智能化管理，從而支撐全要素預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案的模擬分析，逐步實現(xiàn)“2+N”智慧水利業(yè)務(wù)應(yīng)用。

編丨?楊梓

文丨 楊梓

視丨 鄒敏

審丨 趙亮

寧波美象信息科技有限公司（簡稱：美象科技）成立于2015年11月，是國內(nèi)領(lǐng)先探索智慧城市數(shù)字孿生技術(shù)創(chuàng)新，并成功商業(yè)化的國家級高新技術(shù)企業(yè)。

公司業(yè)務(wù)聚焦智慧城市數(shù)字化升級 1 個領(lǐng)域，圍繞社區(qū)生活、園區(qū)生產(chǎn) 2 大場景，擴展產(chǎn)業(yè)、工業(yè)、校園、文旅、交通、水利、商貿(mào)、港口等智慧 X 業(yè)務(wù)，通過數(shù)字孿生能力，解決招商、展示、管理、運營、服務(wù)等 5 大痛點問題，發(fā)揮數(shù)據(jù)價值，最終通過AI為決策未來提供科學(xué)支撐。旗下?lián)碛腥笞灾餮邪l(fā)的產(chǎn)品系列，EVR三維場景可視化編輯工具，MxDATA數(shù)字孿生承載及交互平臺，普思數(shù)據(jù)打造行業(yè)數(shù)據(jù)信息門戶、以及提供數(shù)據(jù)挖掘工具化服務(wù)。憑借自主研發(fā)的MxDATA數(shù)字孿生平臺服務(wù)了多個優(yōu)質(zhì)落地項目實例，2019年入選“中國智慧城市解決方案提供商100強”企業(yè)。

公司正通過不斷加快技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展步伐，努力成為國內(nèi)全面領(lǐng)先的數(shù)字孿生技術(shù)企業(yè)。