流域四預(yù)防洪平臺建設(shè)的一項重要工作就是數(shù)字孿生流域建設(shè),并在數(shù)字孿生流域的基礎(chǔ)上實現(xiàn)防洪業(yè)務(wù)應(yīng)用。數(shù)字孿生流域?qū)崿F(xiàn)物理流域的精準(zhǔn)映射,實現(xiàn)數(shù)字流域和物理流域的虛實交互,通過智能干預(yù)實現(xiàn)流域防洪調(diào)度的智能化決策。本項目綜合運用GIS、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、數(shù)字孿生等各項新技術(shù),實現(xiàn)數(shù)字孿生流域智慧防洪“四預(yù)”體系建設(shè)。
1、預(yù)報
預(yù)報是基礎(chǔ),通過對降水、水位、潮位、氣象數(shù)據(jù)等要素實現(xiàn)短期預(yù)報,通過對歷史數(shù)據(jù)及實測數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)和識別,利用人工智能算法實現(xiàn)對未來雨水情的預(yù)測。
2、預(yù)警
預(yù)警是前哨,預(yù)警工作贏得先機,預(yù)警是前哨,通過預(yù)警為預(yù)演工作提供指引??茖W(xué)設(shè)置風(fēng)險閾值指標(biāo)及預(yù)警發(fā)布機制,預(yù)警信息及時精準(zhǔn)、預(yù)警對象全面覆蓋、預(yù)警渠道直達(dá)一線,構(gòu)建水災(zāi)害預(yù)警體系。
根據(jù)預(yù)警不同量級、發(fā)展態(tài)勢以及可能造成的危害程度,明確預(yù)警等級,依托預(yù)警發(fā)布平臺,及時發(fā)布預(yù)警信息。
3、預(yù)演
預(yù)演是關(guān)鍵,通過預(yù)演為預(yù)案制定提供支撐。在數(shù)字孿生流域和數(shù)字孿生水利工程基礎(chǔ)上,對規(guī)劃、設(shè)計或未來預(yù)測預(yù)報的場景進(jìn)行前瞻預(yù)演,既可以根據(jù)預(yù)報預(yù)警結(jié)果,“正向”預(yù)演出風(fēng)險形勢和影響,及時發(fā)現(xiàn)問題,以在萌芽之時、成災(zāi)之前發(fā)現(xiàn)問題、提出措施
4、預(yù)案
預(yù)案是目的,通過“四預(yù)”環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn),提升流域治理管理的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平,為增強國家水安全保障能力提供信息快速感知、智能分析研判、科學(xué)高效決策的強大技術(shù)驅(qū)動。在預(yù)演結(jié)果基礎(chǔ)上進(jìn)行分析評估,滾動調(diào)整水工程運行、應(yīng)急調(diào)度、人員防災(zāi)避險等應(yīng)對措施
1、 高精度的數(shù)字化場景
通過高精度的DEM、BIM模型等數(shù)據(jù)支撐。沿河傾斜攝影和水利工程BIM模型等構(gòu)建了流域的數(shù)字底板。除了加載上述高精度的數(shù)字底板數(shù)據(jù)構(gòu)建三維場景以外,還利用粒子技術(shù)模擬降雨、洪水演進(jìn)等虛擬現(xiàn)實效果,滿足了當(dāng)前階段洪水場景的虛擬現(xiàn)實需求。虛擬現(xiàn)實是數(shù)字孿生的核心技術(shù)之一,直接承載著各類防洪“四預(yù)”應(yīng)用,提升用戶使用體驗最重要的部分,適應(yīng)范圍更廣、更加逼真、渲染效率更高的數(shù)字化場景技術(shù)。
2、 洪水演進(jìn)智能決策
在數(shù)字流域中利用預(yù)測數(shù)據(jù)(如降雨數(shù)值預(yù)報)進(jìn)行超前的洪水推演,工作人員對可能出現(xiàn)的洪澇災(zāi)害提前采取應(yīng)對措施,從而最大限度地避免洪災(zāi)帶來的損失。
3、 專業(yè)算法模型支撐
由中國水利水電科學(xué)研究院提供專業(yè)算法模型,模型系統(tǒng)自動分析分洪對河道水位的影響,通過一維模擬河道洪水漫堤水位變化,二維模擬洪水淹沒區(qū)域,提高模擬精度和可靠性。