2023年6月16-18日，2023智慧水利建設(shè)論壇（第二期）在廣州舉辦，美象信息杭州公司常務(wù)副總經(jīng)理唐少杰就《從“可看”到“可計算”，數(shù)字孿生助力智慧水利創(chuàng)新發(fā)展》為主題進(jìn)行了解讀分享，展示了美象信息在智慧水務(wù)/水利領(lǐng)域的階段性技術(shù)成果。

在水環(huán)境問題日趨嚴(yán)重的背景下，水利工程的建設(shè)得到了我國政府的政策扶持。長期以來，政府陸續(xù)出臺了一系列水利相關(guān)的法律法規(guī)和政策，加碼水利投資，推動重大水利工程建設(shè)提速。在此背景下，一系列數(shù)字孿生領(lǐng)域工程建設(shè)的指導(dǎo)文件相繼出臺，拉開了水利新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的序幕。隨著數(shù)字孿生相關(guān)工程建設(shè)的不斷深入，水利工程建設(shè)難點(diǎn)也逐漸清晰。系統(tǒng)隔離

• 業(yè)務(wù)可視化、自動化不足

• 存在業(yè)務(wù)不連貫、職能不清晰的問題

數(shù)據(jù)分散?

• 圖紙三維化程度不高

• 數(shù)據(jù)來源多、格式多樣，坐標(biāo)、高程體系不統(tǒng)一

• 數(shù)據(jù)權(quán)限不明確，共享機(jī)制不順暢

預(yù)警不智能

• 基于數(shù)字化、模型化技術(shù)的自動化預(yù)警預(yù)報能力不足

美象信息，深耕數(shù)字孿生技術(shù)8年，智慧水利數(shù)字孿生解決方案已成功落地應(yīng)用于水利監(jiān)察、壩體監(jiān)測、流域建設(shè)、防汛抗旱、灌溉監(jiān)管、生態(tài)水利等各業(yè)務(wù)領(lǐng)域。美象信息作為智慧水利的踐行者，近年來垂直于智慧水利領(lǐng)域不斷探索挖掘數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用，積淀了豐富的水利項目經(jīng)驗(yàn)，參與眾多水利部先行先試的數(shù)字孿生項目建設(shè)，取得了顯著成效。

水利數(shù)字孿生場景構(gòu)建的能力?

三維底座構(gòu)建
MxDATA智慧水務(wù)/水利數(shù)字孿生平臺可針對不同的場景應(yīng)用需求，采用L1-L3級精度進(jìn)行流域場景的構(gòu)建。

數(shù)字孿生流域場景構(gòu)建

統(tǒng)一表達(dá)、細(xì)節(jié)真實(shí)
??地形高程、水下地形、衛(wèi)星影像、傾斜攝影、BIM模型、建筑體塊模型融合統(tǒng)一表達(dá)。

??水利設(shè)施、天空、水體、植被、流體材質(zhì)真實(shí)、細(xì)節(jié)逼真，動態(tài)可交互。

數(shù)據(jù)融合、實(shí)時監(jiān)測??水利設(shè)施工況、水文氣象臺風(fēng)、工程安全監(jiān)測等實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)打點(diǎn)，關(guān)聯(lián)實(shí)時和歷史數(shù)據(jù)，直觀查看三維空間定位和時空變化過程。

業(yè)務(wù)驅(qū)動、動態(tài)仿真

??場景模型動作、水體、特效可關(guān)聯(lián)實(shí)時數(shù)據(jù)驅(qū)動。

??與水利專業(yè)算法模型結(jié)合，關(guān)聯(lián)預(yù)演算法時間軸，實(shí)現(xiàn)算法結(jié)果的可視化動態(tài)仿真模擬。

實(shí)時數(shù)據(jù)驅(qū)動天氣特效

??三維孿生場景中的天氣仿真，能實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的陰、晴、雨的天氣仿真，可拓展霧、雪等天氣效果實(shí)現(xiàn)。??天氣特效可對接實(shí)時氣象數(shù)據(jù)接口，天氣狀況與實(shí)時數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。

實(shí)時數(shù)據(jù)驅(qū)動建筑物特效

??三維孿生場景中的水工建筑物特效可由實(shí)時數(shù)據(jù)驅(qū)動，特效效果與真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，反映水工建筑物的實(shí)際運(yùn)行情況。

數(shù)字化表達(dá)

??可對特定工程場景進(jìn)行數(shù)字化、透明化表達(dá)，方便全局統(tǒng)覽打點(diǎn)標(biāo)簽，并查詢標(biāo)簽定位和詳細(xì)信息。虛實(shí)融合??在三維場景中，將實(shí)時監(jiān)控視頻融合到場景中，進(jìn)而能夠在三維虛擬場景中對真實(shí)世界進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。

水利數(shù)字孿生場景應(yīng)用能力

四預(yù)平臺
??預(yù)報為基礎(chǔ)：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(jìn)行預(yù)報。

??預(yù)警為前哨：基于MxDATA數(shù)字孿生應(yīng)用平臺中的數(shù)據(jù)能力，可實(shí)現(xiàn)預(yù)警規(guī)則的設(shè)定。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(jìn)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)，實(shí)現(xiàn)流域洪水風(fēng)險和最大淹沒范圍的仿真預(yù)演。

?預(yù)案為目的：依據(jù)預(yù)演結(jié)果，MxDATA數(shù)字孿生水利“四預(yù)”平臺可智能擬定事中和事前最佳調(diào)度方案?？山Y(jié)合實(shí)時水雨情、預(yù)報降雨、潮水位、工程調(diào)度運(yùn)行等情況，對干流和平原河網(wǎng)每隔4小時進(jìn)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。

大壩安全監(jiān)測

充分利用物聯(lián)網(wǎng)（ IoT ）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)24小時全天候不間斷監(jiān)控壩體變形、滲流、應(yīng)力應(yīng)變等大壩安全關(guān)鍵指標(biāo)等信息，提高壩體安全監(jiān)測的實(shí)時性、可靠性和精度，實(shí)現(xiàn)大壩安全實(shí)時預(yù)警，并及時發(fā)送堤壩告警信息給相關(guān)責(zé)任人。

水庫資產(chǎn)管理

??統(tǒng)計圖表：前端圖表進(jìn)行設(shè)備資產(chǎn)統(tǒng)計及關(guān)鍵詞查詢，支持前端圖表與三維場景流暢交互。

??設(shè)備打點(diǎn)：三維場景標(biāo)簽打點(diǎn)，點(diǎn)擊數(shù)據(jù)標(biāo)簽展示設(shè)備詳細(xì)信息。

??實(shí)時數(shù)據(jù)：設(shè)備資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫化，接入設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，展示實(shí)時運(yùn)行情況；支持歷史數(shù)據(jù)調(diào)用查詢。

虛擬巡查

??基于孿生場景中自動執(zhí)行漫游功能，到達(dá)指定重點(diǎn)巡查設(shè)備后，三維模型動畫停止在當(dāng)前場景，在三維模型中顯示該設(shè)備的實(shí)時數(shù)據(jù)。??可按需調(diào)取設(shè)備監(jiān)測的歷史視頻、設(shè)備的歷史監(jiān)測曲線、關(guān)聯(lián)設(shè)備的監(jiān)控數(shù)據(jù)等，輔助虛擬巡查人員判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。??直觀展示執(zhí)行虛擬巡查的次數(shù)、周期內(nèi)待執(zhí)行任務(wù)數(shù)量、異常數(shù)量、異常處置情況等。

探索與實(shí)踐

水安全
美象信息參與建設(shè)了水利部第一批數(shù)字孿生流域建設(shè)先行先試項目，平臺以數(shù)字孿生為核心技術(shù)路線，地形高程、水下地形、衛(wèi)星影像、傾斜攝影、BIM模型、建筑體塊模型統(tǒng)一融合表達(dá)。支持廣域大體積、高精度水域?qū)\生場景模型的建構(gòu)與流暢加載。打造了流域多源三維數(shù)據(jù)融合底板，將場景模型動作、水體、特效關(guān)聯(lián)實(shí)時數(shù)據(jù)驅(qū)動，以B/S云推流方式供業(yè)務(wù)系統(tǒng)及決策駕駛艙調(diào)用，圍繞四預(yù)與業(yè)務(wù)流程做深度融合。

• 架構(gòu)上實(shí)現(xiàn)孿生底座與業(yè)務(wù)系統(tǒng)深入融合

• 技術(shù)上實(shí)現(xiàn)與三維GIS數(shù)據(jù)的融合，支持3DTile格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入

• 技術(shù)上實(shí)現(xiàn)流域二、三維耦合淹沒模擬網(wǎng)格數(shù)據(jù)秒級加載

水資源

基于MxDATA數(shù)字孿生應(yīng)用平臺，構(gòu)建三維立體的水廠數(shù)字孿生場景，將水廠地形地貌、建筑植被等室內(nèi)外環(huán)境要素，設(shè)備設(shè)施分布、管道分布等水廠全要素信息真實(shí)還原到孿生空間中，并且將污水廠、凈水廠及試點(diǎn)片區(qū)地下管網(wǎng)等整合在一個平臺上，對原水、水處理、供水整個流程做三維孿生還原，通過三維來實(shí)現(xiàn)各個節(jié)點(diǎn)的把控,打造業(yè)務(wù)流程動畫仿真，支持業(yè)務(wù)培訓(xùn)。

• 大小近百種設(shè)施設(shè)備還原監(jiān)管

• 打造業(yè)務(wù)流程動畫仿真，支持業(yè)務(wù)培訓(xùn)

• 打通反控接口以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)對接，在數(shù)字孿生場景中實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)閉環(huán)

水環(huán)境

MxDATA數(shù)字孿生應(yīng)用平臺，采用領(lǐng)先的數(shù)據(jù)采集、處理、推理、分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對景區(qū)及生態(tài)環(huán)境周邊的水環(huán)境進(jìn)行綜合管理。并且?guī)椭覀兩钊肓私馑鷳B(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和演化規(guī)律。模擬水生態(tài)系統(tǒng)中各種生物群落之間的相互作用和影響，可以識別出潛在的生態(tài)風(fēng)險，預(yù)測未來生態(tài)環(huán)境的變化趨勢，并提供對水生態(tài)環(huán)境的管理和保護(hù)方案。

• 動態(tài)仿真植被，嚴(yán)格按照現(xiàn)場、圖紙種類進(jìn)行匹配

• 數(shù)據(jù)的動態(tài)更新和分析，及時發(fā)出預(yù)警和處理信息

未來美象信息將繼續(xù)深耕數(shù)字孿生技術(shù)，探索更多水利/水務(wù)垂直領(lǐng)域的數(shù)字孿生創(chuàng)新應(yīng)用場景，打造更多業(yè)務(wù)前沿解決方案，助力中國智慧水利/水務(wù)建設(shè)。

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美象信息成立于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)。公司圍繞“MxDATA數(shù)字孿生應(yīng)用平臺”；內(nèi)核由“EVR孿生底座編輯器”、“EDT無代碼數(shù)據(jù)模塊”2大自主研發(fā)的核心產(chǎn)品驅(qū)動；聚焦數(shù)字孿生技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用，拓展泛園區(qū)、大交通、水利/水務(wù)等多元業(yè)務(wù)領(lǐng)域；更直觀便捷及高效協(xié)同地解決項目前期規(guī)劃、中期建設(shè)和后期運(yùn)營3個階段中的成本高、不好管、難預(yù)料等問題；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。公司依托寧波、杭州、深圳三地研發(fā)+運(yùn)營中心，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)字孿生綜合服務(wù)商。