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數(shù)字孿生長江：智慧防洪系統(tǒng)的探索與實踐
2025年01月27日 10:05:47來源：長江水文網(wǎng)點擊量：32755
導讀在長江水利委員會的頂層規(guī)劃指導下，長江委水文局正積極推進數(shù)字孿生與業(yè)務應用的深度融合，
　　【智慧城市網(wǎng) 企業(yè)關(guān)注】 在長江水利委員會(簡稱長江委)的頂層規(guī)劃指導下，長江委水文局正積極推進數(shù)字孿生與業(yè)務應用的深度融合，旨在構(gòu)建一個高效、智能的防洪系統(tǒng)。這一系統(tǒng)不僅整合了現(xiàn)有的水文監(jiān)測資源，還通過統(tǒng)籌在建項目和規(guī)范新建技術(shù)，實現(xiàn)了多源信息的聚合與智能模擬，為長江流域的防洪調(diào)度提供了有力支持。
 
　　在算據(jù)層面，系統(tǒng)充分利用了“空天地水工”一體化的監(jiān)測數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)涵蓋了從空間到水下的全方位信息。通過與孿生體的映射，長江委水文局聯(lián)合長江委網(wǎng)信中心，構(gòu)建了包括不同精度影像、地形數(shù)據(jù)以及傾斜攝影、水下地形、BIM等多種類型數(shù)據(jù)的長江流域空間數(shù)據(jù)底板。這一數(shù)據(jù)底板為后續(xù)的模擬與分析提供了堅實的基礎(chǔ)。
 
　　在算法層面，系統(tǒng)構(gòu)建了全流域的分布式水模擬，將流域劃分為超過1萬2千個計算單元，實現(xiàn)了任意單元的流量輸出。此外，還構(gòu)建了正逆向互饋演算，能夠根據(jù)實時數(shù)據(jù)自動生成調(diào)度方案，大大提升了防洪調(diào)度的智能化水平。流域智慧防汛大腦作為系統(tǒng)的核心，通過集成先進的水文模型和算法，實現(xiàn)了對流域洪水態(tài)勢的精準感知和預測。
 
　　在業(yè)務應用方面，系統(tǒng)聚焦防洪業(yè)務，夯實了“四預”(預報、預警、預演、預案)功能，為調(diào)度決策提供了有力支撐。其中，流域水模擬體系動態(tài)構(gòu)建技術(shù)能夠支持流域水流動態(tài)映射的預報體系在線敏捷搭建，實現(xiàn)物理現(xiàn)實與孿生體系的實時同步。無縫隙漸進式定量降水預報技術(shù)則構(gòu)建了多時間尺度嵌套的定量降水預報體系，實現(xiàn)了流域定量降水預報的全覆蓋。
 
　　此外，系統(tǒng)還構(gòu)建了預報調(diào)度一體化技術(shù)，覆蓋了干支流控制性節(jié)點488個，各類模型方案1200多套，為全流域的預報調(diào)度模擬提供了有力保障。輕量化數(shù)字孿生技術(shù)則通過設(shè)計宏觀和微觀視角，實現(xiàn)了對流域洪水態(tài)勢的全方位感知和重點區(qū)域洪水風險的細致分析。通過疊加視頻流數(shù)據(jù)，系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬場景與視頻場景的虛實互映，進一步提升了防洪調(diào)度的準確性和實時性。
 
　　正逆向互饋預演體系作為系統(tǒng)的又一亮點，實現(xiàn)了正向預演防洪風險、逆向推演洪量分配以及雙向互饋計算等功能，為調(diào)度方案的智能化生成提供了有力支持。在方案對比方面，系統(tǒng)構(gòu)建了多場景多視角多尺度的方案可視化對比功能，使得調(diào)度人員能夠直觀地比較不同方案的優(yōu)劣。在庫區(qū)水面線風險分析方面，系統(tǒng)集成了三峽庫區(qū)效益風險分析模型，構(gòu)建了庫區(qū)基于高程的淹沒風險庫，為三峽庫區(qū)的防洪調(diào)度提供了更加精準的風險評估。
 
　　綜上所述，數(shù)字孿生長江智慧防洪系統(tǒng)的探索與實踐，不僅提升了長江流域的防洪調(diào)度能力，還為其他流域的防洪減災工作提供了有益的借鑒和參考。隨著技術(shù)的不斷進步和應用場景的拓展，數(shù)字孿生技術(shù)將在防洪減災領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。
 
　　本文據(jù)長江水文情報預報中心、長江水文網(wǎng)信息整理編輯
關(guān)鍵詞 智慧防洪數(shù)字孿生
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