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报告分享 | 万亿国债助推防灾减灾,银河以数字孪生流域建设推进水环境治理

发表时间:2023-11-09 16:31
近日,中央财政宣布将在今年四季度增发2023年国债1万亿元,集中力量支持灾后恢复重建和弥补防灾减灾救灾短板,整体提升我国抵御自然灾害的能力。资金主要投向灾后恢复重建、防洪治理、自然灾害应急能力提升、灌区建设等。智慧水务及水利行业即将迎来重要发展阶段。
近两年来,党和国家高度重视数字孪生流域建设,水利部先后出台多项文件政策推动数字孪生流域、数字孪生水利工程建设。
其中,国家“十四五”规划纲要明确提出“构建智慧水利体系”,数字孪生流域建设已经成为智慧水利高质量发展的关键。

银河welcome娱乐网站凭借在数字孪生领域多年的经验,深度投入到数字孪生水利建设和技术研发中,本篇文章中将精选公众号中数字孪生流域的相关报告进行分享。


“数字孪生流域”小论

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数字孪生由多项前沿技术融合驱动,数字孪生流域建设是一项技术难度大、实施复杂的系统工程,其建设应遵循“需求牵引,应用至上”的原则,我们建议当前阶段以水利工程、骨干水网的数字孪生体构建为突破口,并将工作重心落在数字映射环节,以算据建设为重点,利用传感、定位、视频、遥感等监测技术,扩大对物理流域的监测范围,补充完善监测要素和数据内容。

近年来,随着数字孪生从工业仿真推广到各个行业,数字孪生炙手可热,带动BIM、3D GIS和CIM等相关行业快速发展。它山之石可以攻玉,我们应充分借助BIM、3D GIS和CIM等关联技术的力量,用以弥补现有数字李生技术体系的不足,把宝贵的项目资源更多地聚焦在水利业务上。


CIM为数字孪生流域填平了哪些“坑”

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不管是CIM,还是数字孪生流域,它们都是面向不同业务应用场景提出的解决方案但不管是面向哪一个业务领域,解决何种问题,从技术实现的本质来看,它们都需要实现物理实体到数字实体的数字化映射、存储、融合、共享、表达、计算和分析模拟,这要求信息系统要比过去更加直观,更加参数化,更加智能化,用起来也更加方便快捷,实现“在数字世界试错、在真实世界运行”的数字孪生价值。
在某种程度,它们对数据、技术、工具和能力的要求是一样的,都需要一个公共数字底座,提供数据建模与治理、数据融合与服务、可视化渲染表达、空间分析计算、物联感知融合、模拟仿真推演应用开发与定制等平台化能力。而比数字孪生流域提前的CIM已经在这方向积累了大量的成果,可以为数字孪生流域填平前进道路上很多的“坑”。

面向防洪四域的数字孪生流域关键技术研发

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数字孪生流域是以物理流域为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动、对物理流域全要素和水利治理管理活动全过程的数字化映射、智慧化模拟,实现与物理流域同步仿真、虚实交互、迭代优化。数字孪生流域建设关键技术包括“三算四预遥感监测、构建数字底板、研发模型算法及软件平台,借助高性能计算平台等。未来实践中,建议构建标准体系、建立太空监测网、建立数据孪生底板、升级水利专业模型、提升模型计算效率、优化数字孪生效能以及开展四预”业务系统建设。


数字孪生流域建设中的几点思考建议

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数字孪生技术特有的赋能价值:看得“深”(通过数字模拟把看不见变为看得见)、看得“早(提早预见问题)、看得“准”(精准预演隐性危险并能完全透明)、看得“全(系统性解决问题、细致周到事半功倍)、看得“实(压实安全红线)。智慧水利数字孪生技术基本要素为一隆(克隆)、二射(映射)、三算(算力、算据、算法)、四预(预报、预警、预演、预案)。当前,全球工业信息安全形势严峻,需要建设数字孪生技术赋能的水利安全仿真靶场,对现有水利安全体系进行完善、迭代。


银河数字孪生流域解决方案分享

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现阶段水利数字孪生在感知能力方面、信息资源利用方面及业务应用智能化方面还有较大提升空间。
银河数字孪生流域解决方案利用AgCIM平台成熟的可视化模型,并构建了数字底板、模型平台及2+N智慧应用 (水利“一张图”、基于“四预的流域防洪系统、水利工程运行管理系统、排水防涝管理系统等)。银河数字孪生流域解决方案具备多源异构数据融合能力、高效的可视化模型轻量化处理能力、高逼真渲染能力以及一种数据发布多种服务能力。但现阶段仿真模型与渲染引擎仍然难以融合,尽管游戏引擎中强大的物理引擎已经解决了可视化的真实感问题,如何关联仿真结果实现可视化的准确性,仍是国际研究前沿。