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数字孪生流域会成为流域管理界的ChatGPT吗?
发布日期:2023/6/1 11:15:29
    数字孪生流域,顾名思义,即将我们眼睛看到的河流堤岸等绘制成三维流域,在网络空间“克隆”一条虚拟的数字河流,是一种将水的自然属性与现代信息技术发展相融合的技术类型。

    那么,这一技术有何厉害之处?又是如何让河流有“脉动”?记者对此进行了采访。



    监听河流“脉动”,感知流域健康

    要实现数字孪生流域建设,首先需要对江河湖泊进行三维建模和还原,大江大河横跨千里,技术上如何实现?

    “通过在城市、交通建设过程中积累的BIM和CIM建造经验,我们基于自研国产化引擎和低代码平台,深化建筑信息模型在环境领域的应用,推进对水源、水利、管网等重要设施数字化建模管理,形成了包含二维三维、历史现状、静态动态等信息的城市信息模型,可实现对当前细节的全景展示以及未来趋势的动态推演。” 中国交通信息科技集团有限公司(以下简称“信科集团”)党委书记、董事长袁航介绍。

    数字孪生流域建模完成后除了好看,还应充分还原流域生态环境实时状态,让数字孪生流域“有脉动、有活力”,便于管理和决策。

    “面对不同流域,我们扩大感知覆盖范围及要素,结合信科集团物联感知能力、北斗民用资质和先进技术,加强加密新型智能技术应用,实现了对流域体系的全要素、全范围、全时段感知,为数字孪生提供全面及时‘算据’支撑。“袁航说。

    成都市智慧水务项目是信科集团在四川省成都市锦江流域打造的数字孪生流域典范之一。在数字孪生流域成都锦江段,一个统一的物联感知平台正在忙碌的运转,支撑新建和已建设备的接入、管理、监测和巡检。

    据了解,锦江流域共新建水质监测设备、水位监测设备等700余套,并对19座闸坝进行信息化、自动化改造。同时,共享接入生态环境、公安、气象等部门的17余万个物联感知设备,基本实现了锦江流域全覆盖。



    “如此,锦江流域便成了‘有脉搏’的流域,我们通过监听‘脉动’可以判断流域健康状况。” 信科集团党委副书记、总经理刘杨介绍:“每年5月-10月正值成都汛期,通过7×24小时连续不间断监测,如果锦江流域任一河流、渠道或者水库出现异常,平台会立刻发出报警,提醒值班人员注意,同时自动追溯源头和异常原因。”

    能运算会思考的流域“智慧大脑”

    水污染治理涉及上下游、左右岸、干支流及地表地下,数字孪生流域建设也是如此,单靠一个单位无法完成,必须共建共享,形成合力。

    “在这方面,信科集团一直坚持开放共享融合创新原则,建设业务大数据资源湖,为数字孪生提供实时动态‘数据’支持。” 袁航告诉记者。

    永定河便是“数据资源湖”建设和应用的一个典型场景。

    “目前,我们在永定河大力推进并落实了水利领域基础数据和主题数据资源目录体系建设,构建覆盖国家、省、市、县的多级业务信息资源目录。同时,建设数据血缘图谱和知识图谱,逐步实现水务数据‘一本账’管理,这将让永定河在未来的生态环境管理上,建立起横跨四个省(直辖市)的数据融合发展应用机制,真正实现了一源多用。”刘杨介绍。



    在充分整合流域地理基础信息和数据资源湖基础上,数字孪生流域还结合模型推演和智能识别,建设流域统一智慧赋能平台,提供高速精准“智力”决策,统一输出算法训练、模型管理等人工智能应用支撑服务和定制化区块链服务,为业务应用提供能思考、会计算、快预警的“流域大脑”,打造流域管理和水利行业的“ChatGPT”。

    这一“流域大脑”的厉害之处在于能够实现水系安全问题“零容忍”。

    “安全问题是流域管理的重中之重。通过对相关过程进行推演,平台能够完成对洪涝灾害、水污染扩散等安全问题的科学管控,目前已推广至23个区市县、40余家防汛成员单位同步使用。”刘杨说。

    聚焦应用至上,切实服务于民

    虽然数字孪生流域听起来“高大上”,但袁航认为,技术最终应该服务于百姓,群众觉得好才是真的好。

    因此,信科集团在数字孪生流域应用中一直坚持以问题为导向,需求为牵引,搭建实用、好用、适用的应用场景。那么,数字孪生流域在现实生活中有何表现呢?

    锦江沿岸的百姓最有发言权。夜幕降临后,一艘艘乌篷船荡漾在成都东门码头。如今,市民泛舟锦江,享受水清岸绿,锦江已经成为沿岸居民的幸福河。


    数据更有说服力。2022年,锦江地表水环境质量排名全省第一,东风渠十陵断面、河杆塔厂断面越级达到Ⅱ类。

    “为有效解决锦江水流域内水环境治理任务繁重、水体监测信息数据量大等相关问题,我们在锦江智慧流域管理平台的基础上特别建立了锦江水资源管理平台。”刘杨介绍。

    “这一平台通过实时监测各类终端数据,同时汇聚整合河道水网、市政管网、污水处理厂等全方位数据,能够及时进行突发性水污染事故的风险评估与预警、污染物溯源、应急处置及生态影响后评估,从源头上预防各类污染事故的发生。”刘杨说。

    2022年4月,数字孪生岷江流域成都锦江段和永定河流域段纳入水利部《数字孪生流域建设先行先试台账》首批试点名单。

    “未来,我们将继续在智慧水务和水利、智慧流域、数据治理及分析、人工智能、产业数字化等领域持续发力,为生态环境高质量保护和经济高质量发展贡献力量。”袁航表示。

    来源:中国环境

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