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數字孿生智慧流域解決方案
一、數字孿生流域的提出
推進數字孿生流域建設是貫徹落實習近平總書記關于網絡強國的重要思想、針對水利業務工作特點，綜合分析水的自然屬性、中國特色社會主義制度以及現代信息技術發展現狀而提出的。
隨著研究的不斷深入和新一代信息技術的發展，城市管理、交通、建筑、制造等越來越多的領域開始應用數字孿生。例如，工業制造領域，通過數字建模對產品的設計、生產、維護等環節進行實時動態仿真，繼而反映機器設備的全生命周期過程。
當下新一代信息技術飛速發展和廣泛應用，物理世界和數字世界界限逐漸模糊，數字孿生城市等應運而生。顯然，“數字孿生”不再僅僅是一種技術，而是一種發展模式、一種轉型路徑、一股推動行業變革的動力。
推進智慧水利建設要以數字孿生流域建設為核心，是順應以流域為單元、強化流域治理管理、適應信息技術發展的需要。推進數字孿生流域建設是由水利工作的空間特點決定的，水利是一項大尺度、大范圍的工作，不可能在物理流域中試驗不同方案，只能在數字空間進行反復預演，經過綜合評估分析后選擇最優方案，運用到實際工作中，這是順應技術發展。
二、智慧水利組建思路
充分運用物聯網、大數據、云計算、人工智能、數字孿生等新一代信息技術，建設數字孿生流域，實現數字化場景、智慧化模擬、精準化決策，建成具有“四預”功能的智慧水利體系，即水利業務預報—預警—預演—預案，賦能水旱災害防御、水資源集約節約利用、水資源優化配置、大江大河大湖生態保護治理，為新階段水利高質量發展提供有力支撐和強力驅動。
（1）智慧水利總體框架
智慧水利由數字孿生流域、業務應用、網絡安全體系、保障體系等組成。其中，數字孿生流域是智慧水利建設的核心與關鍵，包括數字孿生平臺和信息化基礎設施；流域防洪、水資源管理與調配以及N項業務應用調用數字孿生流域提供的算據、算法、算力等資源。
▲智慧水利總體框架
（2）數字孿生流域技術框架
數字孿生流域是智慧水利建設的核心與關鍵，以水利感知網、水利信息網、水利云等為基礎，運用大數據、人工智能、虛擬仿真等技術，以物理流域為單元、多維時空數據為底板、水利模型為核心、水利知識為驅動，對物理流域全要素和水利治理管理活動全過程進行數字化映射、智能化模擬，支撐實現流域防洪、水資源管理與調配“四預”以及N項水利智能業務應用。
▲數字孿生流域建設技術框架
（3）智慧展示-數字孿生
以數字三維場景為底座，整合工程數字模型、BIM模型、植被模型、建筑物模型、監測監控傳感器模型、機組設備模型等數據，同時結合工程運行管理需要，實現物理世界工程在數字孿生世界的完整實體映射的全景展示。
智慧感知-全要素采集
通過構建一體化全域感知體系，通過無人機、無人船、水文、水質監測、大壩安全監測、流域安全管控等相關設備，智能識別安全隱患，主動發出預警信息，及時決策和采取處置措施。提升智能感知和預警能力。
智慧流域解決方案架構圖
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