-中國南水北調集團科技創新系列報道之五-

數字孿生創新主力軍

智護大國水脈

文章前言

在南水北調渠畔，一個用代碼構建的數字孿生系統正在同步高效運轉，借助大數據、人工智能等新技術手段，數字孿生系統在安全監管、智能調度、水質保護、智能運維等方面維護著南水北調工程的安全，為全面提升國家水網安全保障能力貢獻科技力量。

中國南水北調集團水網智科公司全生命周期數字孿生科技創新團隊（以下簡稱“科創團隊”）先后實施了數字孿生南水北調中線惠南莊先行先試、引江補漢數字化建管系統、數字孿生引江補漢工程等項目。其中，數字孿生南水北調中線1.0建設項目入選水利部數字孿生建設十大樣板工程，引江補漢工程數字化建管系統入選水利部數字孿生水利建設典型案例。

01

助力冰期調度 護航工程安全

冰期輸水是南水北調工程穩定運行的關鍵環節，既要滿足北方冬季用水需求，又要克服冰凌、水溫、渠道凍脹等多重挑戰。冰期輸水業務系統是數字孿生中線2.0平臺首個落地的核心模塊，科創團隊通過在安陽河倒虹吸以北渠段布設全要素感知設備，構建起“空天地”一體化監測網絡，構建了數理與機理相結合的水溫及冰凌預報模型，融合了水力學、熱力學等多學科的算法，成功實現動態輸水工況下冰蓋生消演變的精準模擬。

科創團隊通過運用自主研發的算法，復雜渠段冰凌演進模擬的時間從兩小時大幅縮短至半小時。此外，系統還通過對負積溫與冰情發展關系的量化分析，能夠提前72小時預測流冰、岸冰等冰情預警，從而為防凌會商提供了從“經驗主導”向“數據支撐”的決策模式轉變，成功支撐了2024-2025年中線工程冰期輸水期間的調度決策應用。

引江補漢工程是南水北調后續工程首個開工項目。數字孿生引江補漢的智能監控系統上線試運行后，工程現場“人機料法環”監測感知體系逐步完善，科創團隊通過將其接入相關標段門禁道閘、人員定位、有毒有害氣體監測、拌合站、豎井提升及通風機監測等感知設備，形成了建設期水利工程的全方位感知體系，有力保障了引江補漢工程建設順利進行。相關研發成果《水利工程信息系統集成對建設期項目管理的提升》獲第七屆中央企業QC小組成果發表賽三等獎，《引江補漢工程BIM技術綜合應用》獲得2024年第五屆“金標杯”BIM/CIM及節能應用優秀成果組一等獎。

02

聚焦數字化轉型 智護網絡安全

中國南水北調集團總部信息系統建設項目是推進集團數字化轉型發展的主要抓手，科創團隊緊密圍繞國資央企數字化轉型要求，將集團公司經營管理業務實際與信息系統建設相結合，按照“系統開發與安全運維并重、平臺數據應用一體推進”思路，基于全棧國產化、先進云原生微服務架構進行系統開發建設。

作為信息中樞，集團總部承載財務、政務、人事等大量敏感數據，維護集團總部的網絡安全直接影響著南水北調工程的安全與穩定運行。當前，網絡攻擊手段不斷升級，防護手段需要不斷更新。

如何精準檢測和快速響應至關重要。科創團隊研發了“智水云堤”一體化網絡安全運營平臺，并在第二屆國家水網及南水北調高質量發展論壇中正式發布，構建了集精準研判預測、快速持續響應、動態縱深防御、全維全域安全評估等多功能于一體的行業網絡安全新運營體系，為建設安全韌性現代水網、推進國家水網智能化發展提供了新路徑。

03

強化開放協同 打造創新平臺

為進一步推進關鍵技術攻關、研發核心技術產品、培養水利與 IT 融合的高端復合型人才、健全標準體系與產業鏈體系，2023年，水網智科公司聯合國內一流高校、科研院所、頭部IT企業，正式發起成立水網數字化產業鏈創新聯盟。聯盟以打造融合共生的水網數字化產業鏈為目標，聚焦水網“天空地水工”一體化感知、數據要素、人工智能等業界關注的熱點領域，積極探索數字孿生水網全生命周期建設運營整體解決方案。

目前，聯盟成員單位已超過60家，形成聚焦行業進步的開放創新生態體系，相繼成立了水網物聯感知、空天信息、數字身份、認知智能、仿真與控制、可信技術、安全融合等7個創新平臺，共同推進產學研用深度融合。當前，科創團隊著力推進“人工智能+水網”的技術攻關與應用落地，構建調水工程知識平臺，實現對多源數據的標注整理和知識融合，研究成果已應用于數字孿生南水北調中線工程。

隨著人工智能邁向高效、低成本發展的新階段，水網智科公司正著手加強人工智能布局。目前，科創團隊正在編制“人工智能+”專項行動方案，并初步完成DeepSeek的本地化部署，未來，將進一步探索構建適合行業特點的水網大模型，打造一批示范性強、帶動性廣的標桿性應用場景，開啟水網高質量發展新模式。

撰稿 | 張宇飛責編 | 安亦揚校核 | 陳思璐審核 | 李東海

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