近日，水利部公布數(shù)字孿生流域建設(shè)先行先試優(yōu)秀應(yīng)用案例，黃河設(shè)計院技術(shù)牽頭承擔(dān)的《數(shù)字孿生黃河建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用》和《數(shù)字孿生小浪底》被評選為數(shù)字孿生流域建設(shè)先行先試優(yōu)秀應(yīng)用案例。
《數(shù)字孿生黃河建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用》案例聚焦“物聯(lián)感知-場景搭建-模型驅(qū)動-引擎仿真-業(yè)務(wù)應(yīng)用”等數(shù)字孿生黃河建設(shè)創(chuàng)新鏈條“關(guān)鍵環(huán)”，研發(fā)河防工程智能感知設(shè)備、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合與孿生場景構(gòu)建、水利孿生可視化模擬仿真引擎、孿生場景與防汛四預(yù)交互應(yīng)用等多項關(guān)鍵技術(shù)裝備與核心應(yīng)用，并在 2022 年黃河下游大洪水演練、黃河調(diào)水調(diào)沙和防汛搶險中進(jìn)行實戰(zhàn)應(yīng)用。在數(shù)字化映射的孿生場景中，實現(xiàn)了工程安全的智能化管控、防汛調(diào)度的精準(zhǔn)化決策，成功應(yīng)用于孿生黃河試點建設(shè)，并在其他項目推廣應(yīng)用，技術(shù)實用性、先進(jìn)性、安全性和經(jīng)濟(jì)性得到檢驗，具有較好的推廣應(yīng)用價值。
《數(shù)字孿生小浪底》案例圍繞樞紐運(yùn)行“四預(yù)”賦能，打造數(shù)據(jù)底板，構(gòu)建數(shù)字化場景，研發(fā)算法模型，解決水下地形擬合、多源異構(gòu)多尺度空間數(shù)據(jù)融合等技術(shù)問題，建成防汛調(diào)度和工程安全相結(jié)合的“四預(yù)”應(yīng)用。結(jié)合2022 年黃河調(diào)水調(diào)沙和汛期洪水過程，開展智慧化模擬，在實戰(zhàn)應(yīng)用中初步發(fā)揮“四預(yù)”功能，為精準(zhǔn)化決策提供支持，為國內(nèi)大型水利工程數(shù)字孿生建設(shè)探索出了可行解決方案。
2022年是數(shù)字孿生水利建設(shè)元年，水利部緊密部署了94項數(shù)字孿生流域/工程先行先試建設(shè)任務(wù)，從規(guī)劃、審查、建設(shè)、中期評估等各階段任務(wù)都提出了高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求。在水利部和黃委黨組領(lǐng)導(dǎo)部署下，黃河設(shè)計院主持編制了數(shù)字孿生黃河建設(shè)規(guī)劃、先行先試實施方案、“十四五”建設(shè)方案等多項頂層設(shè)計，建成了干流三門峽-入海口4.6萬平方公里L(fēng)2級數(shù)據(jù)底板，開發(fā)完成水文預(yù)報、水工程調(diào)度、水沙演進(jìn)、水工程安全、水利AI等5大系列模型，建設(shè)完水旱災(zāi)害防御和水資源管理與節(jié)約保護(hù)2項核心應(yīng)用，探索構(gòu)建了數(shù)字孿生黃河知識平臺，編制了多項標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
黃河中下游防汛“四預(yù)”平臺
數(shù)字孿生小浪底是水利部建設(shè)數(shù)字孿生工程中頭號試點工程。黃河設(shè)計院按照國家數(shù)字孿生流域、數(shù)字孿生工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，牽頭數(shù)字孿生小浪底項目組做好頂層設(shè)計，切實履行程序，強(qiáng)化分工協(xié)作，扎實有序推進(jìn)數(shù)字孿生建設(shè)工作，取得了豐碩的建設(shè)成果。2022年5月，《“十四五”數(shù)字孿生小浪底建設(shè)方案（數(shù)字孿生小浪底建設(shè)先行先試實施方案）》在率先通過水利部數(shù)字孿生流域典型方案審查，數(shù)字孿生小浪底解決方案也在院士專家咨詢會上得到與會專家的一致肯定。6月，成功助力小浪底防汛應(yīng)急演練。11月，《數(shù)字孿生小浪底項目初步設(shè)計報告》通過專家審查。截至目前，項目已完成4.7億多條業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)治理、6項企業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部發(fā)布以及137個數(shù)據(jù)接口開發(fā)；基于知識引擎，實現(xiàn)了知識檢索、智能問答和圖譜展示；結(jié)合孿生場景已實現(xiàn)工程安全綜合監(jiān)視、沉降模擬、滲流模擬、滲流性態(tài)預(yù)測、歷史復(fù)演等，支撐了大壩安全會商；利用來水預(yù)報、防洪調(diào)度等模型，實現(xiàn)庫區(qū)淹沒變化、泄流狀態(tài)調(diào)整等預(yù)演功能，支撐了防汛演練及會商決策，初步完成數(shù)字化場景、智慧化模擬、精準(zhǔn)化決策建設(shè)，基本實現(xiàn)工程安全和防汛調(diào)度“四預(yù)”功能，順利完成年度目標(biāo)，并得到各級主管單位的一致認(rèn)可。
數(shù)字孿生小浪底防汛調(diào)度“四預(yù)”業(yè)務(wù)應(yīng)用
數(shù)字孿生小浪底工程安全“四預(yù)”業(yè)務(wù)應(yīng)用
此外，黃河設(shè)計院數(shù)字孿生研發(fā)建設(shè)團(tuán)隊還持續(xù)深入加大研發(fā)力度,積極推動數(shù)字孿生黃河建設(shè)相關(guān)科研、生產(chǎn)項目落地，獲批組建了河南省智慧黃河仿真模擬工程研究中心，實現(xiàn)了河防工程安全快速檢測監(jiān)測成套裝備、云河地球水利模擬仿真引擎、小禹淤地壩信息管理系統(tǒng)、小禹智慧防汛機(jī)器人、基于并行計算的城市內(nèi)澇預(yù)警模型等一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心關(guān)鍵技術(shù)突破。
云河地球數(shù)字孿生水利模擬仿真引擎首頁
下一步，黃河設(shè)計人將緊緊圍繞“需求牽引、應(yīng)用至上、數(shù)字賦能、提升能力”的要求，以爭分奪秒的緊迫感、責(zé)任感、使命感，攻堅克難，全力推進(jìn)數(shù)字孿生建設(shè)工作，建設(shè)經(jīng)得起用戶、實踐和時間檢驗的精品工程。