數(shù)字孿生流域，顧名思義，即將我們眼睛看到的河流堤岸等繪制成三維流域，在網(wǎng)絡空間“克隆”一條虛擬的數(shù)字河流，是一種將水的自然屬性與現(xiàn)代信息技術發(fā)展相融合的技術類型。
那么，這一技術有何厲害之處？又是如何讓河流有“脈動”？記者對此進行了采訪。
監(jiān)聽河流“脈動”，感知流域健康
要實現(xiàn)數(shù)字孿生流域建設，首先需要對江河湖泊進行三維建模和還原，大江大河橫跨千里，技術上如何實現(xiàn)？
“通過在城市、交通建設過程中積累的BIM和CIM建造經(jīng)驗，我們基于自研國產(chǎn)化引擎和低代碼平臺，深化建筑信息模型在環(huán)境領域的應用，推進對水源、水利、管網(wǎng)等重要設施數(shù)字化建模管理，形成了包含二維三維、歷史現(xiàn)狀、靜態(tài)動態(tài)等信息的城市信息模型，可實現(xiàn)對當前細節(jié)的全景展示以及未來趨勢的動態(tài)推演。” 中國交通信息科技集團有限公司（以下簡稱“信科集團”）黨委書記、董事長袁航介紹。
數(shù)字孿生流域建模完成后除了好看，還應充分還原流域生態(tài)環(huán)境實時狀態(tài)，讓數(shù)字孿生流域“有脈動、有活力”，便于管理和決策。
“面對不同流域，我們擴大感知覆蓋范圍及要素，結合信科集團物聯(lián)感知能力、北斗民用資質(zhì)和先進技術，加強加密新型智能技術應用，實現(xiàn)了對流域體系的全要素、全范圍、全時段感知，為數(shù)字孿生提供全面及時‘算據(jù)’支撐。“袁航說。
成都市智慧水務項目是信科集團在四川省成都市錦江流域打造的數(shù)字孿生流域典范之一。在數(shù)字孿生流域成都錦江段，一個統(tǒng)一的物聯(lián)感知平臺正在忙碌的運轉(zhuǎn)，支撐新建和已建設備的接入、管理、監(jiān)測和巡檢。
據(jù)了解，錦江流域共新建水質(zhì)監(jiān)測設備、水位監(jiān)測設備等700余套，并對19座閘壩進行信息化、自動化改造。同時，共享接入生態(tài)環(huán)境、公安、氣象等部門的17余萬個物聯(lián)感知設備，基本實現(xiàn)了錦江流域全覆蓋。
“如此，錦江流域便成了‘有脈搏’的流域，我們通過監(jiān)聽‘脈動’可以判斷流域健康狀況。” 信科集團黨委副書記、總經(jīng)理劉楊介紹：“每年5月-10月正值成都汛期，通過7×24小時連續(xù)不間斷監(jiān)測，如果錦江流域任一河流、渠道或者水庫出現(xiàn)異常，平臺會立刻發(fā)出報警，提醒值班人員注意，同時自動追溯源頭和異常原因。”
能運算會思考的流域“智慧大腦”
水污染治理涉及上下游、左右岸、干支流及地表地下，數(shù)字孿生流域建設也是如此，單靠一個單位無法完成，必須共建共享，形成合力。
“在這方面，信科集團一直堅持開放共享融合創(chuàng)新原則，建設業(yè)務大數(shù)據(jù)資源湖，為數(shù)字孿生提供實時動態(tài)‘數(shù)據(jù)’支持。” 袁航告訴記者。
永定河便是“數(shù)據(jù)資源湖”建設和應用的一個典型場景。
“目前，我們在永定河大力推進并落實了水利領域基礎數(shù)據(jù)和主題數(shù)據(jù)資源目錄體系建設，構建覆蓋國家、省、市、縣的多級業(yè)務信息資源目錄。同時，建設數(shù)據(jù)血緣圖譜和知識圖譜，逐步實現(xiàn)水務數(shù)據(jù)‘一本賬’管理，這將讓永定河在未來的生態(tài)環(huán)境管理上，建立起橫跨四個省（直轄市）的數(shù)據(jù)融合發(fā)展應用機制，真正實現(xiàn)了一源多用。”劉楊介紹。
在充分整合流域地理基礎信息和數(shù)據(jù)資源湖基礎上，數(shù)字孿生流域還結合模型推演和智能識別，建設流域統(tǒng)一智慧賦能平臺，提供高速精準“智力”決策，統(tǒng)一輸出算法訓練、模型管理等人工智能應用支撐服務和定制化區(qū)塊鏈服務，為業(yè)務應用提供能思考、會計算、快預警的“流域大腦”，打造流域管理和水利行業(yè)的“ChatGPT”。
這一“流域大腦”的厲害之處在于能夠?qū)崿F(xiàn)水系安全問題“零容忍”。
“安全問題是流域管理的重中之重。通過對相關過程進行推演，平臺能夠完成對洪澇災害、水污染擴散等安全問題的科學管控，目前已推廣至23個區(qū)市縣、40余家防汛成員單位同步使用。”劉楊說。
聚焦應用至上，切實服務于民
雖然數(shù)字孿生流域聽起來“高大上”，但袁航認為，技術最終應該服務于百姓，群眾覺得好才是真的好。
因此，信科集團在數(shù)字孿生流域應用中一直堅持以問題為導向，需求為牽引，搭建實用、好用、適用的應用場景。那么，數(shù)字孿生流域在現(xiàn)實生活中有何表現(xiàn)呢？
錦江沿岸的百姓最有發(fā)言權。夜幕降臨后，一艘艘烏篷船蕩漾在成都東門碼頭。如今，市民泛舟錦江，享受水清岸綠，錦江已經(jīng)成為沿岸居民的幸福河。
數(shù)據(jù)更有說服力。2022年，錦江地表水環(huán)境質(zhì)量排名全省第一，東風渠十陵斷面、河桿塔廠斷面越級達到Ⅱ類。
“為有效解決錦江水流域內(nèi)水環(huán)境治理任務繁重、水體監(jiān)測信息數(shù)據(jù)量大等相關問題，我們在錦江智慧流域管理平臺的基礎上特別建立了錦江水資源管理平臺。”劉楊介紹。
“這一平臺通過實時監(jiān)測各類終端數(shù)據(jù)，同時匯聚整合河道水網(wǎng)、市政管網(wǎng)、污水處理廠等全方位數(shù)據(jù)，能夠及時進行突發(fā)性水污染事故的風險評估與預警、污染物溯源、應急處置及生態(tài)影響后評估，從源頭上預防各類污染事故的發(fā)生。”劉楊說。
2022年4月，數(shù)字孿生岷江流域成都錦江段和永定河流域段納入水利部《數(shù)字孿生流域建設先行先試臺賬》首批試點名單。
“未來，我們將繼續(xù)在智慧水務和水利、智慧流域、數(shù)據(jù)治理及分析、人工智能、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化等領域持續(xù)發(fā)力，為生態(tài)環(huán)境高質(zhì)量保護和經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展貢獻力量。”袁航表示。
來源：中國環(huán)境
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