2023年4月17-19日，“2023智慧水利建設高峰論壇”在武漢舉辦，國內外水利行業(yè)產學研頭部機構集聚一堂，共話智慧水利建設、數(shù)字孿生流域建設等重要議題。
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中心聯(lián)合主辦，國際水資源學會中國委員會、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院、水利部機電研究所、北京師范大學水科學研究院等國內外產學研界頭部機構協(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，水利部水旱災害防御司督察專員萬海斌發(fā)表了題為《元宇宙及水利應用場景暢想》的演講分享，他在分享中提到基于MxDATA數(shù)字孿生應用平臺打造的智慧水利項目，闡述了水利應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、準確研判可能發(fā)生的險情、提前干預阻止險情發(fā)生以及遠程會診指導險情搶護等等。
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”平臺高度契合論壇主旨，獲得廣泛關注。
在水利部發(fā)布的《數(shù)字孿生水利工程建設技術導則》中，對數(shù)字孿生的場景模型標準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，來生產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)進行構建。主要是進行重點區(qū)域精細建模，包括流域內城鎮(zhèn)農田、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)室外場景構建，還能實現(xiàn)閘站泵站內部高精度場景構建。
在水利場景建構的核心能力方面，MxDATA數(shù)字孿生“四預”平臺密切契合水利場景模型標準，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、水利設施等水利工程相關場景要素，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”平臺可實現(xiàn)模型和數(shù)據(jù)一站式融合表達，場景模型動作、水體、特效可關聯(lián)實時數(shù)據(jù)驅動，基于AI深度學習水利專業(yè)算法模型，可為水利事件預報、預警、預演、預案提供可靠支撐。
預報為基礎
平臺通過接入流域內對應天氣水文數(shù)據(jù)，基于水文預報模型，可對不同時間尺度下的研究區(qū)域內降雨量進行預報；采用產匯流、水力計算等專業(yè)水利模型，整合業(yè)務規(guī)則等數(shù)據(jù)，對關鍵節(jié)點（比如水庫、河道斷面）的水位、流量、水量等進行實時預報。此外，在預報的微觀場景中，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)展趨勢做出不同預見期（短期、中期、長期等）的定量或定性分析，提高預報精度、延長預見期。
預警為前哨
平臺基于其數(shù)據(jù)中臺管理能力，可實現(xiàn)預警規(guī)則的設定（時間、周期、條件等），對于前端設備的監(jiān)測數(shù)據(jù)實現(xiàn)響應的超出閾值告警機制?；贏I識別能力，可對水利設施事件精準識別，建立附加在監(jiān)控、傳感器等設施設備上的實時預警機制。
通過明確降雨量、水位、流量等預報要素，根據(jù)預警不同等級、發(fā)展態(tài)勢以及可能造成的危害程度，明確不同等級預警要素的范圍，進行行業(yè)和社會層面的分級預警。
預演為關鍵
平臺通過將歷史事件數(shù)據(jù)同水利專業(yè)模型相結合，依托數(shù)據(jù)驅動的泄洪模擬、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，同時也可以疊加二維熱力圖的表達，實現(xiàn)流域洪水風險和最大淹沒范圍的仿真預演，對數(shù)字孿生流域中典型歷史事件、設計及預報場景進行模擬仿真，正向預演出風險形勢和影響，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，制定防風險措施。
預案為目的
依據(jù)預演結果，平臺可智能擬定事中和事前最佳調度方案。針對水利工程設計標準范圍內的洪水、水資源管理與調配和其他水利業(yè)務目標，事中及時制定切實可行的運行管理和應急事件處理的工作方案，提高相關工作能力和水平。例如結合實時水雨情、預報降雨、潮水位、工程調度運行等情況，對干流和平原河網(wǎng)每隔4小時進行滾動洪水預報和風險分析，提前制定預排預泄方案，最大化減少水利災害損失。
以3S、BIM、數(shù)字孿生、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術為支撐，加快構建具有預報、預警、預演、預案功能的智慧水利體系，是貫徹落實“需求牽引、應用至上、數(shù)字賦能、提升能力”的必然要求，也是推動實現(xiàn)新階段水利高質量發(fā)展的重要實施路徑和顯著的標志之一。美象科技MxDATA數(shù)字孿生智慧水利應用平臺也將不懈加強迭代更新，持續(xù)推動以數(shù)字孿生技術賦能智慧水利建設。
