数字孪生流域、水利工程、水务建设的关键技术

数字孪生流域是一系列技术的集成融合创新应用，数字孪生流域、水利工程、水务建设的关键技术，是新一代人工智能技术和水利行业的深度融合，水利部将数字孪生流域作为推进智慧水利建设的核心和关键,它是一个极具创新性且复杂的系统工程,建设内容丰富,建设要求精准, 建设任务繁重。今天将就流域建设的关键技术进行重点讲解和展示。

数字孪生流域、水利工程、水务建设

北京智汇云舟科技有限公司成立于2012年，专注于创新性的“视频孪生（实时实景数字孪生）”技术研发与应用。目前，智汇云舟依托自研“孪舟”数字孪生专属引擎，推出了“披萨”低代码PaaS视频孪生开发平台、“速融咖啡”视频孪生一体机及视频孪生行业解决方案等多个产品线。

数字孪生流域、水利工程、水务建设

凭借领先的技术基础，智汇云舟持续助力水利数字化转型，以及推动产业协作的数字化升级。公司先后参与了许多重点项目建设，应用领域涉及智慧城市、智慧园区、数字乡村、工业制造、轨道交通、雪亮工程（平安城市）、司法监管、应急指挥、学校、医院、水利、电力等全行业场景。

1、算据建设－完善数据底座

数字孪生流域、水利工程、水务建设的关键技术，流域数据底座本质上可以看作是一个集数据采集、通信、融合、存储与组织于一体的信息平台，其可划分为数据感知层与数据交互层，其中数据感知层主要是与水利业务信息监测采集相关的全域感知设施，除了传统流域信息采集基础设施，还包括卫星遥感、无人机、无人船等新型信息获取方式，旨在实现流域数据信息实时全覆盖，获取信息的精度与频次能满足虚拟孪生世界与真实流域实时同步运行的需求。数据交互层涵盖网络连接设施与通信计算设施，主要是对采集得到的数据进行通信传输、计算存储、数据汇集，最后建立多维多时空数据模型对海量数据进行有机组织。

数字孪生流域、水利工程、水务建设

2、算法建设－模型库建设

数字孪生流域、水利工程、水务建设的关键技术，模型库是实现数字孪生的精准映射和虚实互动的核心，包括基于物理机理的专业模型和基于数据技术的数据驱动模型。

3、智能建设－基于知识图谱的调度规则库构建技术

数字孪生流域、水利工程、水务建设的关键技术，现阶段，各流域已初步建立较为完善的水量模拟和调度系统，流域信息整合共享和综合应用支撑能力得到了明显加强，但离“在数字孪生流域中实现‘四预’功能”的要求还存在一定的差距。为此，需要充分利用数据挖掘和知识图谱技术，对历史调度方案、专家经验知 识进行组织，形成针对业务应用的知识图谱，如防洪知识图谱。在此基础上，耦合机理模型与智能优化算法，针对不同水、雨、工、险情特征，研发知识图谱驱动的调度方案智能推荐与方案自适应校正优化技术，形成洪水事件驱动的调度规则库，实现模拟过程快速迭代与精准响应，为决策过程自适应评估与动态优化提供方案输入。 洪水事件驱动的调度规则库可分为知识图谱构建、知识图谱驱动的水工程联合智慧调度两个方面进行建设。

数字孪生流域、水利工程、水务建设

4、敏捷搭建平台技术

数字孪生流域、水利工程、水务建设的关键技术，以模块封装、标准组件进行系统、流程、功能搭建的敏捷搭建平台技术是数字孪生流域建设的关键技术，重点在于规范化并整合模拟和调度计算模型，具体包含如下技术：

①决策支持数据管理技术。决策支持技术所依赖的数据库管理方式，包括业务配置类、模型参数类、方案成果类等多种数据类型，以及各表格的含义及字段设计；

②异构专业模型的封装技术。不同平台、不同开发语言、不同设计思路下，对专业模型进行规范化和封装，实现可被本技术 体系识别的标准模型；

③变化决策方案的敏捷构建技术。流程化是决策支持技术的重要实现途径，通过敏捷构建技术方式反映流程化思路，并实现对象、模型、功能等多种配置项，满足业务搭建场景；

④数据流自诊断技术。在决策支持计算过程中，需要对不断变化的数据流进行诊断和校正。通过数据校验、流程衔接、不同类型计算节点的数据衔接等方式，保证数据流的正确性和完整性；

数字孪生流域、水利工程、水务建设

⑤计算流预处 理技术。为了提高决策效率，需要在决策支持技术的设计过程中，增加缓存机制，同时运用异步计算、并发处理等方式，解决性能瓶颈，加快响应速度；

⑥基于微服务的系统治理技术。对比不同服务治理方式的优缺点，数字孪生流域、水利工程、水务建设的关键技术，分析微服务架 构的特点及优劣，描述微服务治理技术在本技术中的运用；

⑦可视化搭建技术。通过可视化界面实现快速构件技术和配套工具，数字孪生流域、水利工程、水务建设的关键技术，实现业务应用搭建的可视化配置，提升可用性和友好性。

数字孪生流域是一系列技术的集成融合创新应用，是新一代人工智能技术和水利行业的深度融合，数字孪生流域、水利工程、水务建设的关键技术，水利部将数字孪生流域作为推进智慧水利建设的核心和关键。