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中国水利报12月14日刊发:浙江仲博cbin“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:174


12月14日中国水利报7版刊登:
浙江仲博cbin
“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仲博cbin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仲博cbin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。

项目由浙江仲博cbin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,浙江仲博cbin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,浙江仲博cbin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,使得仲博cbin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,仲博cbin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,让仲博cbin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,仲博cbin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

“仲博cbin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。

浙江仲博cbin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。

“仲博cbin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。”浙江仲博cbin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。”