春種一粒粟，秋收萬顆子。各地秋收在即，在保障秋糧豐產(chǎn)豐收的過程中，灌區(qū)發(fā)揮著舉足輕重的作用。推動灌區(qū)科學(xué)高效運作，發(fā)揮“水智慧”助力糧食安全增收，國信華源數(shù)字孿生灌區(qū)解決方案融合現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生、人工智能等信息化手段，提升灌區(qū)管控能力，加快小型灌區(qū)智慧化建設(shè)，推動大中型灌區(qū)高質(zhì)量發(fā)展，促進(jìn)水資源合理調(diào)度與總量控制，科學(xué)防御水旱災(zāi)害，保證用水安全、防汛安全與工程安全。

建設(shè)內(nèi)容

01 信息化基礎(chǔ)設(shè)施

建立完善的信息化基礎(chǔ)設(shè)施，尤其是透徹立體感知體系，對包括水情、雨量、墑情、氣象信息、閘門控制信息等在內(nèi)的多要素進(jìn)行實時監(jiān)測。自動采集信息為主，人工采集作為補(bǔ)充，結(jié)合行業(yè)間共享數(shù)據(jù)，支持不同時期、不同項目建設(shè)、不同設(shè)備類型的廣泛兼容與海量并發(fā)處理，為總調(diào)度與各中心提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支持，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置，及時防范潛在風(fēng)險。

02數(shù)字孿生信息化平臺

數(shù)字孿生平臺基于信息基礎(chǔ)設(shè)施，利用數(shù)字仿真等技術(shù)，對物理流域全要素進(jìn)行數(shù)字映射，并逐步形成數(shù)字孿生數(shù)據(jù)底板；集成耦合多維多時空專業(yè)數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建數(shù)字孿生水利模擬仿真平臺，支撐灌區(qū)全要素預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案的模擬分析，完成流域物理流域和數(shù)字流域之間的虛擬交互、仿真同步和迭代推演。

數(shù)據(jù)底板：包含基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)與行業(yè)共享數(shù)據(jù)等，對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集并清洗轉(zhuǎn)化，搭建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源池，同時實現(xiàn)省市之間的數(shù)據(jù)共享與交換，打破數(shù)據(jù)壁壘。運用高分衛(wèi)星、無人機(jī)、圖片拍攝、水利工程設(shè)計圖、管網(wǎng)探測等手段，分別建設(shè)L1、L2、L3級地理空間數(shù)據(jù)，完成全域信息采集。

模型庫：按照“標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、接口規(guī)范、快速組裝、敏捷復(fù)用”建設(shè)思路，構(gòu)建模型庫，打造流程化的防洪抗旱和水資源配置調(diào)度模型體系，充分利用多源動態(tài)信息，提高計算精度。

知識庫：基于歷史積累的灌區(qū)水資源配置調(diào)度方案、水庫洪水預(yù)報調(diào)度方案、工程安全知識、歷史場景、專家經(jīng)驗等，建立結(jié)構(gòu)化、自優(yōu)化、自學(xué)習(xí)的知識圖譜架構(gòu)，為數(shù)字孿生提供智能內(nèi)核，支撐預(yù)報調(diào)度和水資源管理的正向智能推理與反向溯因分析，為決策提供知識依據(jù)。

03 業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺

【灌區(qū)一張圖】

搭建灌區(qū)管理范圍數(shù)據(jù)底板，輸水渠/管BIM建模；整合灌區(qū)水源工程、監(jiān)測監(jiān)控、輸配水工程、渠系建筑物等對象形成中心數(shù)據(jù)庫，精心打造灌區(qū)一張圖。將管理過程全要素信息體現(xiàn)在一張圖上，灌區(qū)范圍、渠/管系分布、監(jiān)測狀態(tài)等運行態(tài)勢一圖知全域，聯(lián)合會商、重大事件聯(lián)動指揮等，綜合態(tài)勢、決策分析、指揮調(diào)度和專題分析可視化、動態(tài)化、交互化展示。

【量水測水管理】

結(jié)合《灌溉渠道系統(tǒng)量水規(guī)范》，將各種量測水方法固化到平臺當(dāng)中，可方便快捷、直觀有效地對所在灌區(qū)范圍內(nèi)的重要渠（溝）道、閘門等設(shè)施水量信息進(jìn)行計量，取代傳統(tǒng)的人工量水測水模式，提高量測水計算精度和效率。

【水資源管理與調(diào)配】

通過可視化模型、仿真引擎、供水調(diào)度算法模型等技術(shù)，結(jié)合灌區(qū)各水源工程、分水口水資源配置等情況，分析生成灌區(qū)需水計劃與配水計劃，實現(xiàn)灌區(qū)水資源時空分配的可視化展示和水資源調(diào)配。

【閘閥聯(lián)調(diào)聯(lián)控】

根據(jù)灌區(qū)實際需要，可建設(shè)全渠道智能聯(lián)調(diào)聯(lián)控，開發(fā)全渠道控制模型算法，可自動地生成調(diào)度指令，實時調(diào)控運行范圍內(nèi)各級閘門，通過聯(lián)調(diào)聯(lián)控，實現(xiàn)渠道內(nèi)水位自動調(diào)節(jié)、各支斗口按需供水，有效提高灌溉水利用效率。

【灌區(qū)移動智能終端】

借助智慧灌區(qū)APP、小程序與公眾號，個體用戶、用水單位以及管理人員可快速了解灌溉進(jìn)度、供水情況、水費收繳情況等用水信息，極大提高信息獲取的便捷度，同時也簡化工作人員信息發(fā)布、傳遞、接收、處理的流程，提升工作效率。

【供水調(diào)度一體化】

通過APP，用戶需水在線申報，管理員在線審核，實現(xiàn)用水申報——用水審核——供水計劃——調(diào)度指令——調(diào)令執(zhí)行——用戶用水的用水需求閉環(huán)管理，調(diào)度指令與閘閥遠(yuǎn)控系統(tǒng)無縫銜接實現(xiàn)自動調(diào)度一體化。

【公眾服務(wù)】

通過掃描分水口的工程二維碼，支持查看工程基本情況、用水統(tǒng)計、種植作物以及放水計劃、放水時間表，做到用水計劃早知道，用戶可實時在線反饋問題。

【水旱災(zāi)害防御“四預(yù)”】

依據(jù)灌區(qū)信息采集系統(tǒng)收集的水情、雨情、墑情、氣象等監(jiān)測數(shù)據(jù)，對洪澇風(fēng)險、旱災(zāi)風(fēng)險進(jìn)行預(yù)報預(yù)警，預(yù)演產(chǎn)匯流過程、泄洪過程、工程調(diào)度與灌溉進(jìn)度，提供用水計劃、供水調(diào)度、泄洪調(diào)度、應(yīng)急抗旱預(yù)案，對灌區(qū)水源（水庫、河流、山塘等）、灌域范圍內(nèi)的防汛抗旱提供決策支持。

【灌區(qū)工程管理】

實現(xiàn)對渠道、渠首、水閘、涵洞、河道、水庫、大壩、泵站等工程臺賬與巡檢養(yǎng)護(hù)信息的全過程管理，可配合移動終端設(shè)備使用，全面反映灌區(qū)工程運行狀況。

【灌區(qū)水費管理】

支持查看水價改革概況、財政補(bǔ)貼、節(jié)水獎勵、管理面積、水價等基礎(chǔ)信息，可實時查看水量與水費，提高灌區(qū)水費收取的透明度，促進(jìn)水量、水價、水費“三公開”，達(dá)到高效管理、合理灌溉、節(jié)約用水的效果。

【標(biāo)準(zhǔn)化運行管理】

基于工程安全、養(yǎng)護(hù)、巡檢等業(yè)務(wù)需求，構(gòu)建巡查巡檢軌跡化、 隱患上報工單化、 維修養(yǎng)護(hù)派單化、 隱患處理流程化等灌區(qū)運行管理體系，提升工作效率，加強(qiáng)考核監(jiān)管。結(jié)合數(shù)字孿生三維場景，從臺賬式管理到可視化場景式管理。

應(yīng)用成效

項目案例