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“智慧大脑”赋能水务管理——北京水务数字孪生体系初步形成
发布日期:2024/11/4 11:26:29
    “密云区大黄岩河沟道站点,一键上电。”今年8月9日降雨期间,北京市智慧水务院感知与自动化研究所工作人员轻点鼠标,检验了该院自主研究的山洪沟道洪水识别模型的准确度。作为数字孪生建设应用场景的一部分,该模型为水务管理和防灾减灾提供了更智能化的技术支持。记者从北京市水务局获悉,目前,北京市水务数字孪生建设正有序推进,将进一步提升水旱灾害防御、水资源管理等工作的数字化、网络化、智能化水平。

    用科技手段为水务治理插上“智慧翅膀”

    据了解,基于北京“23·7”特大暴雨洪涝灾害灾后恢复重建总体规划,遵循“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”的要求和“统建共用、分建通用”原则,本市持续推进水务数字孪生建设。目前,结合数字孪生项目建设与智慧水务1.0建设成果,初步形成了北京水务数字孪生体系,用科技手段为水务治理插上“智慧翅膀”。

    北京市智慧水务院感知与自动化研究所高涵介绍,构建较为精准的模型,需要进行大量样本收集,包括晴天、阴天、雨天、白天、黑夜等不同场景的图片和视频样本。通过输入样本,让模型学习水域和产流特征。“只有样本场景越多样、数量越多,模型‘训练’效果才会越好。到8月9日降雨测试时,样本数量已达2.4万多张,当天检测的密云、怀柔19个沟道站点,准确率达89%。”

    高涵介绍,平时,沟道摄像头处于休眠状态,当想了解某条沟道在降雨中是否产流时,一键即可上电唤醒,水务视频服务平台接收到上电状态后,数字孪生水旱灾害防御平台自动调用视频平台接口,判断沟道是否有水,为决策者提供技术支撑。目前,该模型已在数字孪生水旱灾害防御平台上线,进一步提升了山洪洪水预报能力。

    水务管理对象全部“上图”

    除了山洪沟道洪水识别模型之外,北京市水务部门依托雨水情监测预报的“三道防线”,针对不同流域单元、不同灾害类型,结合气象水文预报成果,驱动包括洪水预报模型、山洪预报模型、城市积水内涝预报模型在内的北京模型,对流域洪水、山洪灾害、积水内涝风险进行提前研判,为精准决策和有效防范提供坚实支撑。

    打开北京市水务数字孪生基础底座平台,点击永定河流域,映入眼帘的是栩栩如生的三维立体效果。只需轻轻移动鼠标,便能直观地看到水流、闸门、马路等图像信息,视觉表达的层次感和真实感大大增强。北京市智慧水务院软件与数据研究所主管杨朴介绍,北京市水务相关场景的地形等数据是数字孪生建设的基石,只有这些数据统一、标准一致,才能搭建不同的模型运算产品。依托智慧水务1.0,目前已建成具有统一的数据汇聚、存储、分析、服务能力的水务大数据中心,初步实现各级水务数据的一数贯通,水务管理对象全部上“水务图”,为水务数字孪生建设提供有力支撑。

    杨朴表示,截至目前,已累计汇聚结构化数据约14.6亿条,文档、图片等非结构化数据约833万项,为37家单位提供了701项数据服务,数据共享服务保障率为100%。

    构建北京水务“智慧大脑”

    在总体框架的基础上,北京市水务部门统筹数字孪生流域、工程、水网建设,形成了“4+1”数字孪生类项目建设。其中,北京市数字孪生流域山洪洪水预报调度能力提升项目,侧重空间数据底板与洪水预报模型建设,将为防洪减灾提供有力支撑;密云水库数字孪生流域建设项目为数字孪生水利工程试点,将成为水利工程数字化的先锋;永定河数字孪生流域建设项目为数字孪生流域试点,将引领流域治理新方向;水旱灾害防御平台升级改造项目,搭建起一个个流域防洪核心业务场景。

    这些项目共同构成北京水务数字孪生体系,协同组成北京水务的“智慧大脑”。目前,永定河、密云水库、南水北调等数字孪生流域、工程和水网建设正在稳步推进中。

    来源:水利信息化和水文监测预报 
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