數(shù)字孿生技術(shù)在水利工程運(yùn)行管理中的應(yīng)用

孫 偉

（南京瑞迪水利信息科技有限公司，江蘇 南京 210000）

目前中國(guó)的水利事業(yè)已從水利工業(yè)化時(shí)期轉(zhuǎn)向水利全面發(fā)展時(shí)期，且穩(wěn)增長(zhǎng)、保民生等功能日益凸顯，發(fā)展也將逐漸步入加速期?！爸腔鬯笔抢眯畔⒓夹g(shù)將傳統(tǒng)水利工程改造為現(xiàn)代水利工程的重要手段，是我國(guó)水利工程跨越發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α?shù)字孿生技術(shù)可以通過(guò)數(shù)字化模型將多個(gè)物理實(shí)體進(jìn)行關(guān)聯(lián)仿真計(jì)算，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)體在不同場(chǎng)景下運(yùn)行狀態(tài)的模擬以及物理實(shí)體之間存在的潛在關(guān)系、信息交互等過(guò)程進(jìn)行仿真模擬。將數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用到水利工程管理中既可以實(shí)現(xiàn)水利工程全生命周期內(nèi)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和可視化展示，又能夠讓工作人員及時(shí)掌握水利工程運(yùn)行情況，提高工作效率并降低成本風(fēng)險(xiǎn)。

1 數(shù)字孿生技術(shù)在水利事業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 水利事業(yè)信息化進(jìn)程

在信息化的推動(dòng)下，傳統(tǒng)水文、水資源、水質(zhì)等理論與數(shù)字化、水利信息化的有機(jī)結(jié)合，是水利工程項(xiàng)目施工、管理、運(yùn)行的分析決策依據(jù)，也是“信息水利”走向“智慧水利”的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)水利信息化，再?gòu)摹靶畔⑺敝饾u系統(tǒng)地升級(jí)到“智慧水利”，是著力構(gòu)建安全、綠色、經(jīng)濟(jì)的水利體系，加速水利行業(yè)管理模式轉(zhuǎn)型，推動(dòng)水利信息化發(fā)展的必然途徑。

數(shù)字孿生技術(shù)作為一種新技術(shù)，是將虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行映射的一種計(jì)算機(jī)模擬仿真平臺(tái)。隨著水利行業(yè)信息化建設(shè)的不斷發(fā)展，以及大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)的發(fā)展與運(yùn)用，數(shù)字孿生技術(shù)在我國(guó)水利工程領(lǐng)域的應(yīng)用已日趨成熟，并取得了良好效果。

1.2 問(wèn)題與發(fā)展趨勢(shì)

從數(shù)字化程度來(lái)看，水利工程運(yùn)行管理信息化水平較低，目前仍以人工管理為主；從數(shù)據(jù)精度來(lái)看，由于數(shù)據(jù)采集成本高、時(shí)效性差等原因，致使數(shù)據(jù)無(wú)法全面反映工程現(xiàn)狀和真實(shí)狀態(tài)；從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，傳統(tǒng)水利工程管理還存在不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程運(yùn)行中存在問(wèn)題的情況；從運(yùn)行管理對(duì)象來(lái)看，各流域、各區(qū)域間水利工程之間缺乏有效互聯(lián)互通；從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，當(dāng)前數(shù)字化平臺(tái)建設(shè)相對(duì)單一和數(shù)字化程度較低，使得應(yīng)用場(chǎng)景較為單一[1]。

從行業(yè)應(yīng)用方面來(lái)看，當(dāng)前數(shù)字孿生技術(shù)在水利領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在水利工程運(yùn)行監(jiān)測(cè)及防汛指揮等方面。隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)的發(fā)展以及水利信息化建設(shè)的不斷深入，數(shù)字孿生正逐步拓展到包括城市供水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)、水庫(kù)大壩防洪調(diào)度等領(lǐng)域。

從發(fā)展趨勢(shì)方面看，目前水利部門還缺乏成熟且全面的數(shù)字化管理手段和應(yīng)用系統(tǒng)，對(duì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)較為遲緩；其次是與孿生水利關(guān)聯(lián)的數(shù)字孿生技術(shù)在其他行業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用前景尚不明朗，尤其在智慧城市領(lǐng)域應(yīng)用相對(duì)較少。

結(jié)合我國(guó)水利行業(yè)的現(xiàn)狀總結(jié)出以下幾點(diǎn)結(jié)論：一是數(shù)字孿生技術(shù)目前還在不斷完善和發(fā)展中，但已具備在水利行業(yè)應(yīng)用推廣的成熟條件；二是現(xiàn)階段我國(guó)數(shù)字孿生技術(shù)與國(guó)外相比存在一定差距，需加強(qiáng)相關(guān)研發(fā)工作；三是我國(guó)水利建設(shè)發(fā)展速度較快，但水利行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程略顯滯后，仍需加快建設(shè)。未來(lái)隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)的不斷發(fā)展，并融入水利行業(yè)管理中，進(jìn)行業(yè)務(wù)改造和升級(jí)時(shí)，數(shù)字孿生技術(shù)將被更多地應(yīng)用于水利領(lǐng)域。

2 數(shù)字孿生水利的應(yīng)用層級(jí)

2.1 數(shù)字孿生

深入調(diào)查了解水利工程管理、信息化建設(shè)情況，從項(xiàng)目概況、業(yè)務(wù)管理、應(yīng)用系統(tǒng)使用等入手，剖析系統(tǒng)需求和發(fā)展方向，厘清應(yīng)用系統(tǒng)的重點(diǎn)和應(yīng)用技術(shù)重難點(diǎn)?；跇I(yè)務(wù)需要和發(fā)展動(dòng)向的全面調(diào)查，用“一張圖”構(gòu)建基礎(chǔ)資料、水雨情、預(yù)報(bào)調(diào)度、安全監(jiān)控、視頻監(jiān)控、閘門監(jiān)控、綜合管理、系統(tǒng)管理等業(yè)務(wù)流程、指標(biāo)體系和運(yùn)行體系。

運(yùn)用規(guī)范化、模塊化、可視化、智能化的開(kāi)發(fā)思想，構(gòu)建一個(gè)水利管理的系統(tǒng)架構(gòu)，通過(guò)繪圖化的方法，結(jié)合特定工程的實(shí)際要求，利用可視化的方法，對(duì)模塊化構(gòu)件進(jìn)行組裝，以降低開(kāi)發(fā)過(guò)程中的人力成本，提高系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率，達(dá)到低成本、低維護(hù)、高效率、大規(guī)模應(yīng)用的目的，使平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)空間數(shù)據(jù)、BIM 模型數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、物聯(lián)感知數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)的無(wú)縫整合，并能實(shí)現(xiàn)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交互[2]。

2.2 自適應(yīng)數(shù)字孿生

對(duì)水利工程安全運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并及時(shí)預(yù)警，是保障水利工程安全運(yùn)行的關(guān)鍵。為保障水利工程科學(xué)高效和安全運(yùn)營(yíng)管理，針對(duì)工程運(yùn)維和管理存在的缺陷，提出基于自適應(yīng)數(shù)字孿生技術(shù)的水利工程運(yùn)行管理的應(yīng)用場(chǎng)景。利用多源地理信息數(shù)據(jù)融合與智能分析預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)水庫(kù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、水位預(yù)報(bào)預(yù)警、大壩運(yùn)行狀態(tài)及異常現(xiàn)象監(jiān)測(cè)與預(yù)警等功能；結(jié)合智能化仿真計(jì)算技術(shù)構(gòu)建多源異構(gòu)水利信息融合模型、基于多源地理信息數(shù)據(jù)的自適應(yīng)數(shù)字孿生感知能力模型，并在不同尺度下，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水庫(kù)和模擬水位等動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，分析水庫(kù)健康狀態(tài)；在多源異構(gòu)水利信息融合算法方面進(jìn)行了創(chuàng)新。

3 數(shù)字孿生水利技術(shù)應(yīng)用

3.1 數(shù)字孿生水利技術(shù)思路

3.1.1 整體構(gòu)想

數(shù)字孿生水利的組織建設(shè)方法：（1）組織建模，建立DTO 的首要步驟是建立一個(gè)精確、完整的組織結(jié)構(gòu)，即組織模型。EA 是構(gòu)建DTO 組織模型的重要工具，能夠?yàn)橛脩魳?gòu)建穩(wěn)固和彈性的架構(gòu)及新的DTO 元素。模型能夠通過(guò)接口接收和輸出外界信息，是數(shù)據(jù)的輸入、輸出通道。另外不是所有的企業(yè)財(cái)產(chǎn)或者它們的全部特性都能建模，組織業(yè)務(wù)和資產(chǎn)的信息化和數(shù)字化能夠促進(jìn)DTO 業(yè)務(wù)范圍的擴(kuò)大。（2）操作資料的輸入，建立DTO 的第2 個(gè)步驟是向組織模型中導(dǎo)入有關(guān)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)資料，并對(duì)導(dǎo)入的實(shí)物資料進(jìn)行數(shù)字解析，以便獲得更多有關(guān)該機(jī)構(gòu)的資訊，完成項(xiàng)目的預(yù)期和重點(diǎn)區(qū)域的投入。重點(diǎn)是模型和資料要對(duì)齊，把收集到的資料轉(zhuǎn)化成符合模型的數(shù)字信息。業(yè)務(wù)資料導(dǎo)入到一個(gè)機(jī)構(gòu)的模式后，將同步影射一個(gè)企業(yè)的實(shí)際運(yùn)作情況。（3）商業(yè)發(fā)掘，是為了深度挖掘企業(yè)所面臨的問(wèn)題。在營(yíng)運(yùn)資料導(dǎo)入數(shù)字模型后，可以透過(guò)經(jīng)營(yíng)績(jī)效的剖析與挖掘，比較與現(xiàn)實(shí)的差異，找出現(xiàn)存問(wèn)題，進(jìn)而自動(dòng)地找出真正的經(jīng)營(yíng)績(jī)效與KPI，并對(duì)其產(chǎn)生的影響因素進(jìn)行剖析。（4）建模和模擬，根據(jù)所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，提出相應(yīng)的模型優(yōu)化方法，并進(jìn)行深度模擬。DTO 將利用模擬技術(shù)幫助管理單位更具彈性地響應(yīng)變革，從而獲得更長(zhǎng)久的運(yùn)營(yíng)發(fā)展[3]。

平臺(tái)邏輯及功能架構(gòu)：系統(tǒng)將水利專業(yè)模型、計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)流技術(shù)、可視化建設(shè)技術(shù)等進(jìn)行相融合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工程建設(shè)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題進(jìn)行實(shí)時(shí)映射和構(gòu)建，并構(gòu)建了一套具有可維護(hù)性的運(yùn)行流程。系統(tǒng)的整體功能包括：業(yè)務(wù)對(duì)象配置、業(yè)務(wù)模式配置、業(yè)務(wù)方案配置、業(yè)務(wù)應(yīng)用配置、驅(qū)動(dòng)配置執(zhí)行分析和智能裝配等，每一種功能都涵蓋了一種水利服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施，它可以根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景、不同的應(yīng)用環(huán)節(jié)和不同的領(lǐng)域做出動(dòng)態(tài)反應(yīng)，并根據(jù)需要迅速建立相應(yīng)的應(yīng)用程序。（1）水利行業(yè)對(duì)象的分配和水利經(jīng)營(yíng)模型的設(shè)置，為相應(yīng)業(yè)務(wù)的水利對(duì)象、計(jì)算模型等進(jìn)行了范例登記和管理，為復(fù)雜的工程建設(shè)奠定了基本要素。（2）水利工程項(xiàng)目規(guī)劃，針對(duì)客戶在工程項(xiàng)目中所遇到的問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算和解析，利用可視性接口，設(shè)定問(wèn)題的對(duì)象、模型、水利拓?fù)?、?jì)算關(guān)系等，與建設(shè)水利模型計(jì)算的操作指南相一致。（3）水利服務(wù)的應(yīng)用結(jié)構(gòu)，為服務(wù)于應(yīng)用和互動(dòng)顯示接口的使用者，以可視和圖形的形式，設(shè)計(jì)和顯示所需要接口的版面和顯示。（4）水利設(shè)施分析與智能裝配服務(wù)，是基于以上的配置服務(wù)，對(duì)結(jié)構(gòu)描述進(jìn)行智能化分析，裝配基本要素，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際應(yīng)用功能示例的自動(dòng)分發(fā)，最后呈現(xiàn)的服務(wù)正是提供用戶使用的應(yīng)用操作接口以及實(shí)際業(yè)務(wù)運(yùn)行流程[4]。

3.1.2 仿真控制

水利數(shù)字孿生技術(shù)可劃分為實(shí)物和孿生兩大類。物理本體將水利設(shè)施的實(shí)際操作資料傳遞到數(shù)字雙胞胎中，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的同頻同步，該模型是基于實(shí)際對(duì)象的實(shí)際狀況作為參考或限制。經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，最終的決策結(jié)果將被回饋到實(shí)際的數(shù)據(jù)管理體系中，以達(dá)到操作的目的。水利數(shù)字孿生技術(shù)是以水利項(xiàng)目的實(shí)時(shí)在線監(jiān)控為基礎(chǔ)，利用相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和判斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)物與數(shù)據(jù)的結(jié)合。

數(shù)字孿生系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制：物理實(shí)體信息采集、數(shù)據(jù)傳輸分析整理、數(shù)字虛擬體信息同步、科學(xué)算法優(yōu)化決策、數(shù)字虛擬體同步仿真、數(shù)字信息反饋于物理實(shí)體。

3.2 水利孿生技術(shù)應(yīng)用機(jī)制

3.2.1 單元級(jí)水利工程數(shù)字孿生系統(tǒng)

單元級(jí)工程數(shù)字孿生系統(tǒng)，通過(guò)將數(shù)據(jù)、模型、算法與物理實(shí)體建立映射關(guān)系，利用數(shù)字孿生體提供的可視化能力，將建筑物和水利工程從過(guò)去的二維空間模型轉(zhuǎn)化為三維實(shí)體，解決了傳統(tǒng)水利工程存在的信息復(fù)雜問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)在數(shù)字孿生體上，對(duì)水利建設(shè)進(jìn)行決策管理和可視化操作。

該系統(tǒng)可應(yīng)用于單元級(jí)水利工程，如河道治理、農(nóng)村水閘工程、水庫(kù)大壩等單元工程。通過(guò)在模型上增加傳感器的數(shù)據(jù)采集功能，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反饋信息，提高對(duì)突發(fā)情況的應(yīng)急處理能力。采用新一代AI 算法模型和大數(shù)據(jù)引擎技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能預(yù)測(cè)及預(yù)警功能。通過(guò)提前感知水庫(kù)、河道中危險(xiǎn)因子的發(fā)生概率，生成報(bào)警規(guī)則或預(yù)警策略；實(shí)現(xiàn)對(duì)河道中水位變化趨勢(shì)分析功能，為工程決策提供依據(jù)；實(shí)現(xiàn)對(duì)水庫(kù)水位實(shí)時(shí)監(jiān)控及相關(guān)數(shù)據(jù)異常檢測(cè)等功能。將水利單元與數(shù)字孿生體結(jié)合，形成單元級(jí)水利工程數(shù)字孿生系統(tǒng)，可對(duì)單元河道、水庫(kù)壩體進(jìn)行可視化模擬仿真計(jì)算，實(shí)時(shí)反映水位變化情況，并預(yù)測(cè)未來(lái)水位值；可將模型與物理實(shí)體映射關(guān)系進(jìn)行實(shí)時(shí)交互操作，完成數(shù)字化模型與物理實(shí)體的數(shù)據(jù)雙向傳遞工作[5]。

3.2.2 系統(tǒng)級(jí)水利工程數(shù)字孿生系統(tǒng)

系統(tǒng)級(jí)水利工程的數(shù)字孿生系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)水利工程的運(yùn)行管理、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、防洪排澇等進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水利工程的動(dòng)態(tài)全生命周期過(guò)程進(jìn)行可視化分析、預(yù)測(cè)與預(yù)警，提升水利工程運(yùn)行管理與風(fēng)險(xiǎn)管控水平。數(shù)字化系統(tǒng)級(jí)的水利數(shù)字孿生系統(tǒng)通過(guò)整合水文氣象、生態(tài)環(huán)境等相關(guān)數(shù)據(jù)資源，建立基于GIS技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的綜合智慧水利平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)工程實(shí)體與數(shù)字孿生體間的雙向互動(dòng)融合；通過(guò)對(duì)水利工程運(yùn)行管理過(guò)程中海量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和分析，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水利工程各子系統(tǒng)運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)水利工程運(yùn)行狀態(tài)精準(zhǔn)監(jiān)控。

在系統(tǒng)級(jí)的水利數(shù)字孿生中，通過(guò)對(duì)工程建設(shè)全生命周期的數(shù)據(jù)信息采集積累和分析，實(shí)現(xiàn)全生命周期的可視化呈現(xiàn)等功能。系統(tǒng)級(jí)的水利數(shù)字孿生系統(tǒng)是綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)構(gòu)建的新型水利基礎(chǔ)設(shè)施。在數(shù)字孿生基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)水利各業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景（包括工程建設(shè)項(xiàng)目、水資源管理與調(diào)度、流域治理與防洪能力提升等），實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)和管理模式的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，同時(shí)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)水利基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)感知和監(jiān)測(cè)，并對(duì)各節(jié)點(diǎn)采集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)分類管理。

3.2.3 SOS 級(jí)水利工程數(shù)字孿生系統(tǒng)

在物聯(lián)網(wǎng)的加持下，水利行業(yè)數(shù)字化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了水利工程的可視化、自動(dòng)化及智能化。但目前水利行業(yè)還沒(méi)有一套成熟的SOS 級(jí)水利工程數(shù)字孿生系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅要滿足基礎(chǔ)設(shè)施的可視化、自動(dòng)化及智能化需求，還需要具有“全局觀”的能力。

SOS 級(jí)水利數(shù)字孿生系統(tǒng)采用“云+邊+端”架構(gòu)模式，由云平臺(tái)（數(shù)據(jù)中臺(tái)）、邊數(shù)據(jù)平臺(tái)（業(yè)務(wù)中臺(tái)）以及應(yīng)用引擎組成。其中，應(yīng)用引擎作為數(shù)據(jù)層與應(yīng)用層的中間橋梁，負(fù)責(zé)將所有數(shù)據(jù)在多個(gè)業(yè)務(wù)模塊之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換與映射。云上是一個(gè)以數(shù)據(jù)為中心的計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源池，通過(guò)提供彈性計(jì)算能力支持云平臺(tái)完成對(duì)不同場(chǎng)景下數(shù)據(jù)的靈活定義和使用；邊數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)處理和分析；應(yīng)用引擎則是將水利行業(yè)中所有系統(tǒng)、設(shè)備以及相關(guān)業(yè)務(wù)中所產(chǎn)生的規(guī)則、模型庫(kù)等內(nèi)容通過(guò)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行集成?！霸贫?邊”架構(gòu)既能滿足未來(lái)大型水利工程對(duì)海量數(shù)據(jù)處理與分析需求，也能充分發(fā)揮系統(tǒng)在靈活部署、彈性擴(kuò)展上的優(yōu)勢(shì)，為客戶提供高性價(jià)比、高效率的服務(wù)。

目前在水利行業(yè)中運(yùn)用SOS 級(jí)水利數(shù)字孿生系統(tǒng)有2 種類型：一種是基于“云+邊”架構(gòu)的水利孿生系統(tǒng)，另一種是基于“云+端”架構(gòu)的“云+端”模式云環(huán)境下，將應(yīng)用平臺(tái)與應(yīng)用引擎進(jìn)行解耦，通過(guò)云計(jì)算和大數(shù)據(jù)提供計(jì)算能力與存儲(chǔ)能力等資源，而在終端方面采用AI、5G 等新興技術(shù)。

該系列水利數(shù)字孿生系統(tǒng)具備完整地構(gòu)建面向水利行業(yè)數(shù)字化升級(jí)所需的SOS 數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景所需要的底層能力，可以支持不同場(chǎng)景下多個(gè)需求。

3.3 水利數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用方案

在水利水電系統(tǒng)的運(yùn)行中，運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、通信、感知和控制等技術(shù)，通過(guò)對(duì)物理實(shí)體的物理行為、幾何、規(guī)則等進(jìn)行實(shí)時(shí)的互動(dòng)和動(dòng)態(tài)連接，從而達(dá)到實(shí)時(shí)分析、狀態(tài)感知、決策和實(shí)施的管理目的。以下是具體內(nèi)容：

（1）數(shù)據(jù)感知。利用水位儀、傳感器、影像設(shè)備、氣象站和溫度計(jì)等手段來(lái)采集基本的水利資料，包括建筑物維護(hù)資料、水文氣象資料、影響監(jiān)測(cè)資料。建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變量、建筑模型數(shù)據(jù)是建筑的結(jié)構(gòu)應(yīng)力數(shù)據(jù)；水文天氣資料指的是雨量、水質(zhì)要素、水位、濕度、風(fēng)速等；環(huán)境、河道水位、人為因素等都是對(duì)環(huán)境影響的進(jìn)行監(jiān)控。利用預(yù)先設(shè)定的采集數(shù)據(jù)裝置和傳感器，快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行決策分析，并可以獲取最新的實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)了與現(xiàn)實(shí)的交互聯(lián)系。

（2）數(shù)據(jù)傳輸。利用云存儲(chǔ)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把感知數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，常見(jiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)包括MySQL、SQL、Oracle 等。

（3）模擬、評(píng)估、優(yōu)化、分析、監(jiān)控和預(yù)測(cè)水利工程運(yùn)行管理過(guò)程。建設(shè)水利項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)管理的數(shù)字孿生體系，其核心功能就是對(duì)實(shí)際情況下的一組操作和過(guò)程進(jìn)行模擬、評(píng)價(jià)、優(yōu)化、分析、監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)。在實(shí)施任務(wù)前，對(duì)水利項(xiàng)目運(yùn)行進(jìn)行仿真，以了解項(xiàng)目運(yùn)行過(guò)程中各項(xiàng)要素的行為、狀態(tài)、任務(wù)成功率、運(yùn)行參數(shù)等，從而為以后的項(xiàng)目實(shí)施規(guī)劃奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為了當(dāng)前最主要的研究熱點(diǎn)之一。傳統(tǒng)水利行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求迫切，尤其是在水利工程運(yùn)行管理方面。數(shù)字孿生流域建設(shè)應(yīng)深入貫徹水利與信息化融合發(fā)展理念，構(gòu)建水利智能應(yīng)用體系，助推“數(shù)字中國(guó)”國(guó)家戰(zhàn)略建設(shè)。