數(shù)字孿生流域，顧名思義，即將我們眼睛看到的河流堤岸等繪制成三維流域，在網(wǎng)絡(luò)空間“克隆”一條虛擬的數(shù)字河流，是一種將水的自然屬性與現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展相融合的技術(shù)類型。
那么，這一技術(shù)有何厲害之處？又是如何讓河流有“脈動”？記者對此進(jìn)行了采訪。
監(jiān)聽河流“脈動”，感知流域健康
要實現(xiàn)數(shù)字孿生流域建設(shè)，首先需要對江河湖泊進(jìn)行三維建模和還原，大江大河橫跨千里，技術(shù)上如何實現(xiàn)？
“通過在城市、交通建設(shè)過程中積累的BIM和CIM建造經(jīng)驗，我們基于自研國產(chǎn)化引擎和低代碼平臺，深化建筑信息模型在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用，推進(jìn)對水源、水利、管網(wǎng)等重要設(shè)施數(shù)字化建模管理，形成了包含二維三維、歷史現(xiàn)狀、靜態(tài)動態(tài)等信息的城市信息模型，可實現(xiàn)對當(dāng)前細(xì)節(jié)的全景展示以及未來趨勢的動態(tài)推演。” 中國交通信息科技集團(tuán)有限公司（以下簡稱“信科集團(tuán)”）黨委書記、董事長袁航介紹。
數(shù)字孿生流域建模完成后除了好看，還應(yīng)充分還原流域生態(tài)環(huán)境實時狀態(tài)，讓數(shù)字孿生流域“有脈動、有活力”，便于管理和決策。
“面對不同流域，我們擴(kuò)大感知覆蓋范圍及要素，結(jié)合信科集團(tuán)物聯(lián)感知能力、北斗民用資質(zhì)和先進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)加密新型智能技術(shù)應(yīng)用，實現(xiàn)了對流域體系的全要素、全范圍、全時段感知，為數(shù)字孿生提供全面及時‘算據(jù)’支撐。“袁航說。
成都市智慧水務(wù)項目是信科集團(tuán)在四川省成都市錦江流域打造的數(shù)字孿生流域典范之一。在數(shù)字孿生流域成都錦江段，一個統(tǒng)一的物聯(lián)感知平臺正在忙碌的運轉(zhuǎn)，支撐新建和已建設(shè)備的接入、管理、監(jiān)測和巡檢。
據(jù)了解，錦江流域共新建水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備、水位監(jiān)測設(shè)備等700余套，并對19座閘壩進(jìn)行信息化、自動化改造。同時，共享接入生態(tài)環(huán)境、公安、氣象等部門的17余萬個物聯(lián)感知設(shè)備，基本實現(xiàn)了錦江流域全覆蓋。
“如此，錦江流域便成了‘有脈搏’的流域，我們通過監(jiān)聽‘脈動’可以判斷流域健康狀況。” 信科集團(tuán)黨委副書記、總經(jīng)理劉楊介紹：“每年5月-10月正值成都汛期，通過7×24小時連續(xù)不間斷監(jiān)測，如果錦江流域任一河流、渠道或者水庫出現(xiàn)異常，平臺會立刻發(fā)出報警，提醒值班人員注意，同時自動追溯源頭和異常原因。”
能運算會思考的流域“智慧大腦”
水污染治理涉及上下游、左右岸、干支流及地表地下，數(shù)字孿生流域建設(shè)也是如此，單靠一個單位無法完成，必須共建共享，形成合力。
“在這方面，信科集團(tuán)一直堅持開放共享融合創(chuàng)新原則，建設(shè)業(yè)務(wù)大數(shù)據(jù)資源湖，為數(shù)字孿生提供實時動態(tài)‘?dāng)?shù)據(jù)’支持。” 袁航告訴記者。
永定河便是“數(shù)據(jù)資源湖”建設(shè)和應(yīng)用的一個典型場景。
“目前，我們在永定河大力推進(jìn)并落實了水利領(lǐng)域基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和主題數(shù)據(jù)資源目錄體系建設(shè)，構(gòu)建覆蓋國家、省、市、縣的多級業(yè)務(wù)信息資源目錄。同時，建設(shè)數(shù)據(jù)血緣圖譜和知識圖譜，逐步實現(xiàn)水務(wù)數(shù)據(jù)‘一本賬’管理，這將讓永定河在未來的生態(tài)環(huán)境管理上，建立起橫跨四個省（直轄市）的數(shù)據(jù)融合發(fā)展應(yīng)用機(jī)制，真正實現(xiàn)了一源多用。”劉楊介紹。
在充分整合流域地理基礎(chǔ)信息和數(shù)據(jù)資源湖基礎(chǔ)上，數(shù)字孿生流域還結(jié)合模型推演和智能識別，建設(shè)流域統(tǒng)一智慧賦能平臺，提供高速精準(zhǔn)“智力”決策，統(tǒng)一輸出算法訓(xùn)練、模型管理等人工智能應(yīng)用支撐服務(wù)和定制化區(qū)塊鏈服務(wù)，為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供能思考、會計算、快預(yù)警的“流域大腦”，打造流域管理和水利行業(yè)的“ChatGPT”。
這一“流域大腦”的厲害之處在于能夠?qū)崿F(xiàn)水系安全問題“零容忍”。
“安全問題是流域管理的重中之重。通過對相關(guān)過程進(jìn)行推演，平臺能夠完成對洪澇災(zāi)害、水污染擴(kuò)散等安全問題的科學(xué)管控，目前已推廣至23個區(qū)市縣、40余家防汛成員單位同步使用。”劉楊說。
聚焦應(yīng)用至上，切實服務(wù)于民
雖然數(shù)字孿生流域聽起來“高大上”，但袁航認(rèn)為，技術(shù)最終應(yīng)該服務(wù)于百姓，群眾覺得好才是真的好。
因此，信科集團(tuán)在數(shù)字孿生流域應(yīng)用中一直堅持以問題為導(dǎo)向，需求為牽引，搭建實用、好用、適用的應(yīng)用場景。那么，數(shù)字孿生流域在現(xiàn)實生活中有何表現(xiàn)呢？
錦江沿岸的百姓最有發(fā)言權(quán)。夜幕降臨后，一艘艘烏篷船蕩漾在成都東門碼頭。如今，市民泛舟錦江，享受水清岸綠，錦江已經(jīng)成為沿岸居民的幸福河。
數(shù)據(jù)更有說服力。2022年，錦江地表水環(huán)境質(zhì)量排名全省第一，東風(fēng)渠十陵斷面、河桿塔廠斷面越級達(dá)到Ⅱ類。
“為有效解決錦江水流域內(nèi)水環(huán)境治理任務(wù)繁重、水體監(jiān)測信息數(shù)據(jù)量大等相關(guān)問題，我們在錦江智慧流域管理平臺的基礎(chǔ)上特別建立了錦江水資源管理平臺。”劉楊介紹。
“這一平臺通過實時監(jiān)測各類終端數(shù)據(jù)，同時匯聚整合河道水網(wǎng)、市政管網(wǎng)、污水處理廠等全方位數(shù)據(jù)，能夠及時進(jìn)行突發(fā)性水污染事故的風(fēng)險評估與預(yù)警、污染物溯源、應(yīng)急處置及生態(tài)影響后評估，從源頭上預(yù)防各類污染事故的發(fā)生。”劉楊說。
2022年4月，數(shù)字孿生岷江流域成都錦江段和永定河流域段納入水利部《數(shù)字孿生流域建設(shè)先行先試臺賬》首批試點名單。
“未來，我們將繼續(xù)在智慧水務(wù)和水利、智慧流域、數(shù)據(jù)治理及分析、人工智能、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化等領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力，為生態(tài)環(huán)境高質(zhì)量保護(hù)和經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)力量。”袁航表示。
來源：中國環(huán)境
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