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中国水利报12月14日刊发:浙江伟德体育“数字孪生”引领水利现代化
发布时间:2023-12-15 作者:陈莹 来源:综合发展部;中国水利报 浏览量:615


12月14日中国水利报7版刊登:
浙江伟德体育
“数字孪生”引领水利现代化

在当今时代,数字孪生技术正逐渐改变伟德体育的生活和工作方式。在水利行业,数字孪生技术也为水利行业建设和管理开启了新篇章,推动了水利工程设计的变革。

智慧水利建设是推动新阶段水利高质量发展的重要路径之一,是新阶段水利高质量发展的显著标志。国家“十四五”规划纲要明确要求构建智慧水利体系,国家“十四五”新型基础设施建设规划也明确提出了要推动大江大河大湖数字孪生。2022年,水利部提出要加快建设数字孪生流域和数字孪生工程。2023年,浙江省委省政府提出三个“一号工程”,要求抓好数字经济创新提质“一号发展工程”,为走出一条高水平数字发展道路提供浙江范例。柯城区委区政府紧紧围绕水利部和省委、省政府关于数字化改革的要求,抢抓机遇、立足区情,率先开展数字孪生流域建设,以数字化、网络化、智慧化为主线,以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径,打造集数据底板、模型库、知识库以及孪生引擎于一体的数字孪生平台,助力柯城水利高质量发展。

逆流而上 弥补空白

常山港是钱塘江南源,上游为开化县马金溪,自航埠镇的北淤村进入柯城区境内,经航埠、沟溪、河东、万川、汪村等村庄后,在双港口汇入衢州的母亲河——衢江,河道长度175.9公里,流域面积3385平方公里。常山港属山区性河流,易暴涨暴落,流域内的航埠镇、沟溪乡地势低平,历史上洪水灾害较为频繁。据统计,建国后共发生13次较大的洪水,平均每4年发生一次。2011年“06.16”、“06.19”两次洪水,造成经济损失超过2亿元,2022年发生“6.20”特大洪水,北一村洪峰水位73.1米(为1958年以来的最大值),两岸受淹受灾严重。

为进一步解决常山港防洪问题,2022年11月,柯城区将常山港流域列为数字孪生流域建设试点,完善信息基础设施,构建常山港流域数据底板、模型平台、知识平台,打造数字孪生流域模拟仿真平台,在数字化场景下,通过“真实”投影智慧化模拟物理流域全要素和水利治理管理活动全过程,为支撑柯城区常山港流域防洪精准调度决策,提升流域和工程预报、预警、预演、预案“四预”能力。

“数字孪生”常山港在衢州市柯城区水利局的指导下由浙江伟德体育科技股份有限公司进行研发。公司坚持“需求牵引、应用至上、急用先行、实战实效”的原则,从保障常山港流域防洪安全、工程运行管理实际需求出发,强化组织工作,加快数字孪生常山港建设,构建智慧流域管理体系,推进新阶段水利高质量发展。

项目由浙江伟德体育公司董事长和总工程师为总指导,数字工程部部长担任项目负责人,汇聚水文、水工、测绘、软件工程、地理信息、自动化、电气等十多个不同专业的技术骨干组成。面对项目实现过程中的重重挑战,团队成员们不畏困难,全力以赴完成项目节点任务。老队员们经验丰富,主动扛起重担,协调项目分工、分析解决实际需求和问题;新队员们朝气蓬勃、挑灯夜战,积极参与沟通、认真深入思考、反复实践探索。大家凝心聚力、共同保障每一项任务的高质量落实。

针对项目涉及专业多、需求广、跨度大的特殊性,团队成员每周开展例会讨论,大家一起想点子、谈经验,凝聚集体智慧,齐心协力解决各类技术衔接、融合难题。 “数字孪生的核心是什么?数字孪生常山港重点在那几个方面?纵向横向数据如何打通、整合?如何做好'四预'?如何提高科学性、准确性、提前量?如何更好地展示展现?”在一次次专题讨论中,答案逐渐明晰。 “众人拾柴火焰高”,集思广益的协作模式加快了项目进度,提高了大家的专业水平和沟通能力、拓宽了知识宽度、加深了思维深度。尽管项目时间紧迫,团队成员仍然能够保持求真务实的工作作风,沉稳从容地完成每一个模块,达成每一个目标,不折不扣满足项目要求。

在采访中,项目组人员表示,这次研发过程中,最大的挑战是技术。随着技术的不断发展,团队需要不断学习和更新自己的知识储备。有时候,为了理解新的技术或者解决复杂的技术问题,他们需要花费大量的时间和精力进行研究和验证。此外,他们还需要不断与主管局、业主的技术人员进行沟通与交流,以确保开发过程中的技术方向正确。

自2022年11月以来,浙江伟德体育投入大量人力、物力,历经12月的开发研究,数字孪生常山港已具雏形。项目团队在无经验借鉴、无成熟案例的局面下,苦心孤诣的钻研,历经20余次较大的方案修正、上百次局部优化调整,从最开始的一个概念,逐步建立起一整套具备科学性、先进性、实时性和实用性的常山港“数字孪生”体系。

问题导向 破解痛点

数字孪生流域建设的目标是利用数字技术构建一个“多尺度-分布式-多层次”的全面多维精细刻画及动态模拟流域全景过程的模型系统,目标是实现对流域的数字化管理与智能决策,从而提高流域的防洪抗旱能力,优化水资源配置,促进水生态环境改善。

在此背景下,浙江伟德体育在常山港数字孪生流域建设方案的设计过程中,始终坚持问题导向,把解决流域管理中的痛点、堵点、难点问题,作为工作的出发点和脚点,确保建成后的数字孪生流域建设能在实战实效中接受检验。为此,公司本着精益求精的态度,坚持上下求索,努力追求“技术先进、科学准确、安全可靠、简便实用”的效益定位。

为不断完善项目设计方案,公司组织研发成员开展专题研究,对国内外关于数字孪生流域的相关技术进行全面梳理,从先进性、适用性、经济性等多个维度进行分析,并与当地水行政主管部门进行沟通协商,选择最优先进技术加以应用。还多次组织召开常山港数字孪生项目建设需求交流会,邀请省、市、区各级水利专家和领导进行指导,共同解决项目推进过程中存在的难点、卡点和堵点,使数字孪生流域建设更加符合国家水利工作的战略导向和规划要求。

同时,针对常山港流域水文资料不够全面丰富的现状,坚持立足基层、问计于民。专门组织赴沿线乡镇、村庄广泛开展实地调研,详细了解流域历年洪水情况,乡镇基层特别是老百姓的所需所盼所求。比如:针对乡镇提出的“每年防洪调度中,是否能早一点预报哪些村庄、哪些农户可能会进水,好安排提前开展人员转移,哪怕是早一个小时也好”的需求,在设计当中,将洪水演进模型分析作为核心要求进行研究。

再如:遥感技术是数字孪生流域建设的重要应用之一。自20世纪80年代开始应用于洪涝灾害监测以来,遥感技术已经广泛应用到旱情监测、水土保持监测、河湖监管、水生态环境监测评价等业务中。这种技术的应用,使得伟德体育能够获取到更为准确和全面的水文数据,为决策提供重要的科学依据。

“常山港数字孪生怎么用?” “通过数字孪生技术,伟德体育可以构建一个虚拟的常山港流域系统,模拟现实世界的各种情况,从而实现对真实世界的深入理解和预测。这就像是为水利行业打开了一扇新的窗户,让伟德体育能够以前所未有的方式来管理和利用水资源。”吴有星总工说到,透过一块屏幕,可以全方位无死角地感知常山港流域的“风吹草动”,响应各级系统预警和突发事件,调度相关单位及时处理,极大提高了管控效率。

提高站位,视野才会开阔;目光向下,基础方能坚实。在常山港探索推进数字孪生流域建设,伟德体育人有着直面问题的勇气、用心用情的态度和精益求精的作风,为的就是要在这一领域不断开拓进取、争创一流。

 五大场景 呵护安全

“伟德体育把常山港缩进了计算机,在电脑上打造了一个与实际常山港一样的‘数字沙盘常山港’,对现实中的常山港进行数字映射、智能模拟、前瞻预演,与现实中的常山港流域同步仿真运行、虚实交互、迭代升级”。轻轻点击大屏幕,常山港流域的自然背景、工程设施、流量动态、机电设备等可视化模型便一一呈现在眼前,这是数字孪生常山港构建的数字化场景,可以身临其境地掌握流域现状,像人到了现场一样,更能看到现场看不到的动态数据。

浙江伟德体育秉承一张图,一个界面理念,数字孪生常山港分为决策支持、实时监测、防汛预报、防汛救灾、历史回顾5大场景应用。随着应用场景越来越多,数字孪生常山港建设将深度应用到水旱灾害防御工作中,成为“主力军”之一。

“伟德体育针对城区、薄弱乡镇、水利工程等全流域20平方公里区域内重点对象建设L3级精细化数字底板。同时,整合流域内已建泵站、水闸、AI视频监控点、水雨情监测点等共140余处,构建全覆盖的数字底板和水利感知网。”总经理助理汪小东说道。汛期时,将常山港流域的水文、水位、区域降雨、泵站水闸运行工况等信息通过多种手段实时汇集到数字孪生平台,实现在虚拟世界里为常山港流域“把脉问诊”,为防汛救灾争取更多的时间。

据悉,该项目建成后,将为后期其他流域数字孪生流域、河湖库健康评价工作积累建设经验,具有技术攻关和示范引领的作用。

“数字孪生技术将为水利工程运行管理带来革命性的变革。”浙江伟德体育董事长石向荣表示,“下一步将逐步建设覆盖柯城区域范围的重点流域、水网、水利工程,针对沿江城区、江心洲岛、重要水利工程及工程节点等构建精细化数据底板,集成水利感知信息,开发基于防汛抗旱、水资源调度保障、河湖健康复苏、河道采砂管理等方面的业务应用,加快推进数字化转型和成果运用,逐步构建柯城区智慧水利体系。”