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Software Platform Introduction
软件平台介绍
水情数据治理平台
数字孪生流域可视化平台
数字孪生灌区信息化管理平台
水库安全运营平台
城市内涝监测预警平台
水利信息化综合平台
智慧河湖平台
水情数据治理平台
平台简介
数据治理平台提供数据质量控制、数据融合插补、数据标准化处理全流程的数据治理服务，实现了异常数据的检出、缺失数据的补齐、标准化数据的加工，能够有效提高水情数据产品质量，对外提供标准化水情数据服务。
系统架构
核心功能
数据质控：解决数据错报的问题，由于设备故障或者人为因素会导致报汛数据冒大数、异常负值、超前报汛、基面变更等等问题，数据质控通过传统质控算法与AI结合的方式将异常值进行检出与剔除，及时捕捉测站漏报、迟报信息，通过对实时报汛数据的全面系统治理能够有效提高数据质量
·数据融合：对剔除的错报数据以及设备故障的缺报数据进行补齐，缺值的插值方式包括水文关系曲线插值、水量平衡反推、日均值补齐、线性(多项式)插值等，经过数据融合能够保证水文时序数据的连续性以及报汛数据的完整性
·数据标准化：针对外部数据需求进行针对性的数据加工，如洪水预报、水资源管理、汛限水位监管等所需的数据类型、频次、格式均不一致，数据标准化可根据不同数据需求进行定制化的数据产品加工，有效提高数据服务的效率与水平
■错报统计：针对下属不同报汛单位建立数据质量评价体系，统计各报汛单位错报、漏报、迟报的情况，建立客观公正的绩效评估体系，从源头上提高数据质量
·系统配置：实现数据治理规则的通用化配置，可针对测站数据特点定制化算法组合与治理策略
平台展示
系统优势
·采用传统质控与新型AI质控相结合的方式，在保证质控效率的同时，实现了可疑数据的检出
·支持一站一策配置算法，确保测站都配置适合质控算法及参数
·针对缺报漏报数据，利用包括机器学习在内的多种算法实现数据插补融合，保证数据的完整性
·针对不规则水情数据实现等时段化加工，输出标准化水情数据产品
·基于自主可控信息技术底层架构及标准设计，充分保证平台信息技术领域的自主可控及数据安全
·平台建设完全遵循《智慧水利总体方案》中规定的框架设计标准和要求，完全对标新时期智慧水利发展趋势和水情工作更高要求
数字孪生流域平台
平台简介
数字孪生流域平台总体架构设计严格遵循水利部智慧水利顶层设计及数字孪生水利工程建设总体框架，结合流域平台数字孪生工程发展现状和实际需求，形成流域平台数字孪生工程建设框架。主要包括物理实体、水利基础设施、数字孪生平台、业务应用、标准规范体系和安全保障体系。
平台建设以提升预报调度智能化为主线,以“数字化场景、智慧化模拟、精准化决策”为路径，通过数字孪生、大数据、人工智能、模型云等技术全面推进新技术与业务的深度融合应用，提高应用水平，实现“数字孪生场景化应用、预报调度一体化模拟、四预过程智能化决策”，围绕流域、河道、水库上游集水区等重点区域，以“四预”为全过程决策链，场景化打造数字孪生流域平台。
系统架构
数字孪生流域一张图 洪水灾害要素预报 洪水灾害风险预警全流域一图尽览 实时数据监控 水库联合调度 实时预警
应用业务 洪动生级观 洪水灾害仿真预演 基础信息管理 洪水灾害应急预案 流洪影方理 智能预报调度业务总览 预报预预报预演 预案制定 预案影响 综合监测 执行处置调度预演 预案比选 分析 情势研判 成效追踪水利专业模型 可视化模型 水利知识 水利水库洪水预报模型 机理分析 自然背景 水利 业务规则 历史场景 对关象联 安全保障体系模型平台 河道洪水演进模型 数理统计 水利工程 机电 知识平台 专家经验 预报调度方案 关系
数字孪生平台 设备水库优化调度模型 模型混合 流场动态 · · . . .水利 知 知 知 知 知模拟仿 模型管理 场景配置 A仿真设计 知识 识表示 识抽取 识融合 识推理 识存储数据底板 基础数据 监测数据 数务据理池 地理空间数据 跨行业共享数据 数据聚据数据治理现有系统数据/新建系统数据/感知终端数据/气象数据/其他共享数据 数据挖掘 数据服务支撑运行环境 水利感知网
水
小利基础设施 计算资源 存储资源 云管理 机房环境 气象监测·水位监测政务云平台 ·流量监测·视频监测》 WIFI 4G/5G 专线 ? 互联网 ·人工录入
物理实体 江河湖泊 儿 水利工程 Z 影响区域 O 治理管理活动对象中
核心功能
·预报：通过水利专业模型、智能模型、可视化模型等，实现对流域洪水的精细化模拟和快速预报，结合多种预报模式，为后续防洪超前仿真推演、评估优化、指挥调度提供决策依据
预警：支持数据实时及预报多模式预警服务，对水利设施水位、流量等关键指标进行实时监测和分析，对超阈值指标数据自动生成预警报告，并按照预警等级推送给相关责任人
●预演：基于河道一二维水动力模型，实现洪水动态过程的预演，针对历史典型洪水、实时洪水、设计洪水进行实景化推演，结合洪水水流特性、淹没水深、淹没历时、影响人口以及可能造成的经济损失时空分布等情况，确定水利工程调度及抢险救灾的最优方案
·预案：依据预演确定的方案，综合考量水利工程最新情况、社会经济情况、人员物资情况，对会商决策进行科学研判，确定相应救援预案措施，提升水灾防御能力，减少洪涝灾害造成的损失
平台展示
优势特点
* 自主卫星遥感技术、海量实景三维数据底板(合作伙伴)
·分布式并行计算、GPU加速，海量多源异构数据接入融合能力
·多技术融合与多源数据汇聚技术实现数字孪生“四预”全流程一体化
·预报模型适用性广、准确性强，参数率定效率高，模拟结果更接近真实环境情况
·演进模型具有较强的模拟能力，三角网格作为计算单元,复杂边界拟合能力强，有限体积法很好的控制计算的稳定性和准确性
·基于自主可控信息技术底层架构及标准设计，充分保证平台信息技术领域的自主可控及数据安全
数字孪生灌区信息化管理平台
平台简介
数字孪生灌区建设是智慧水利建设的重要内容，是提升灌区建设管理水平的有效手段。数字孪生灌区是以物理灌区为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动，对物理灌区全要素和建设运行全过程进行数字映射、智能模拟、前瞻预演，与物理灌区同步仿真运行、虚实交互、选代优化，实现对物理灌区的实时监控、发现问题、优化调度的新型基础设施。
系统架构
核心功能
·数字孪生灌区：基于三维引擎、卫星地图及水渠等工程可视化查看各项测点数据
·灌区信息化管理：工程信息、渠系地块信息和灌区文件资料信息在线化管理
·监测预警通知：对各项指标进行实时预警，支持短信或邮箱等预警通知方式
·远程控制：可通过平台远程控制闸门、泵站等启闭，结合视频或三维模型动效提升操作体验
·节水用水管控：通过渠道监测、水资源配置与控水调度、自动化控制，结合量水与水费计收进行节水用水管控，并生成用水效率评价、用水效益评价等分析报告
·管养巡检：通过平台及APP巡检及问题处置形成巡检闭环
·配水模型：包含来水预报、需求预测、水资源配置等模型，为管理者提供辅助决策支持
平台展示
水库安全运营平台
平台简介
水库安全运营平台以数字孪生为基础，结合洪水四预、专业模型分析、可视化数据监测等功能，通过数据融合、大数据计算、BIM引擎、空间精准评估、多元服务定制等，实现科学化精准水库管理，打通系统间的数据壁垒、提升管理质量，为安全保障建立坚固的数据壁垒。
系统架构
依据标准规范体系 赋能设施安全运营
核心功能
·可视化监测分析：以可视化图形结合监测站点的方式显示数据，更加直观的呈现监测位置及测站数据；洪水四预分析：实现洪水预报、预警、预演、预案功能；
① 预报：通过来水量结合地形数据，结合洪水预报模型计算洪水峰值及洪水时间② 预警：多级预警设置，多种预警通知方式联动，更具人性化与多元化③ 预演：配合各级应急预案体系建设，通过预案控制管理风险，提升管理效率④ 预案：通过地形数据结合泄洪方案及演进模型计算，在三维度地图上预演泄洪方案及淹没分析水库专项数据分析报表：含库水位、降水量、浸润线、大坝位移等专项分析图表及数据相关性、对比性分析能力；
·水库信息化管理：水库基础信息管理，实现水库风貌展示，支持视频、图片、文字介绍的水库风貌；基础工程信息管理，按照《SL700-2015水利工程建设与管理数据库表结构及标识符》标准建立基础信息表，含水库基础信息、水库水文特征、大坝信息及管理人员信息等，实现标准化、规范化管理；
·设备远程控制：支持远程闸门控制，对闸门进行远程开闸、关闸及闸门开度控制；可远程控制广播播报，对播报内容及播报时间等进行远程控制；支持远程摄像头控制，对球机进行云台控制，对视频进行远程抓拍等功能。
·管养巡检：对水库的管养巡检进行管理，实现巡检轨迹回放、巡检过程监管、巡检结果记录及分析等功能，并自动生成巡检报告，实现智能化巡检管理。
平台展示
城市内涝监测预警平台
平台简介
城市洪涝预测模型基于气象数据、地形数据、水文数据等多种数据源，紧密耦合城市代表性单元产流模块、2D水动力汇流模块、1D水动力汇流模块，基于城市地形地貌、城市河湖、排水管网等基础地理数据，结合降雨、水情预报等实时驱动信息，可覆盖区域产流、地表漫流、管网排水、河道行洪等多过程模拟，实现城市内涝的精准预测。帮助城市管理机构和居民更好地了解城市洪涝的情况，及时采取措施应对洪涝灾害。
小区尺度淹没模拟\~3km2
小流域山洪模拟～30km2
关键区域网格适应
工作流程
数据采集
数据建模
模型应用 模型可视化
实现对气象数据、地形数据、水文数据等多种数据源的采集和处理，采用数据融合技术整合和清洗数据，提高数据质量和准确性。
利用收集到的多源矢量、栅格数据，结合雨水口、排河口等数据分布情况，自动建立地表三角网与河网、管网间的拓扑联系，实现城市洪涝模型自动化构建。
结合降雨、水情预报等实时驱动信息，通过产流模型、一二维度水动力汇流模型等能力，实现可覆盖区域产流、地表漫流、管网排水、河道行洪等多过程的场景模拟，实现城市内涝的精准预测。
以二三维模拟仿真等形式展示模型计算结果的数据结构、运行参数及过程推演，有助于更好地理解和调试模型。
核心功能
覆盖区域内涝分析：城市洪涝预测模型具有覆盖区域内涝分析的功能，包括城市代表性单元产流模块、2D水动力汇流模块、1D水动力汇流模块等模块，结合降雨、水情预报等实时驱动信息，实现城市内涝的精准预测。其中，2D水动力汇流模块可以用于地表淹没分析，通过模拟雨水在城市地表的流动，可以预测出哪些区域可能会被淹没，再通过热力图等方式呈现地表淹没情况，以便于实现城市内涝精准预测
·地下管网状态分析：基于城市地形地貌、城市河湖、排水管网等基础地理数据，结合降雨、水情预报等实时驱动信息，跟踪试点园区雨水管网运行状态，实时计算出所有管道的流量、流速和节点压力等水利信息，可对任意管道剖面进行分析，针对异常进行三维可视化呈现，为雨水管网提供科学调度与管理提供依据
·历史洪涝事件分析:历史数据分析可以在模型应用层中进行，通过分析历史洪涝事件的数据，可以对模型进行优化和改进，提高模型的准确性和可靠性
平台展示
特点优势
·实时性强
实时获取降雨、气象等实测及预报数据源，动态更新模型实时监测及预测结果
O 高准确性
采用多源数据融合、深度学习算法、降雨反演及短临预报等技术，提高了城市暴雨洪涝模拟精准度
·高性能算法
依托GPU并行加速的高性能计算能力，可实现城市洪涝情势的快速推演和可视化呈现
智慧调控
结合人类行为特征分析，精准把握洪涝灾害链水动力 学特征，确定紧急时刻阻断何处、何时阻断，防止灾害 损失突变剧增
·先进性
基于清华大学自研的SWES（地表二维水动力汇流模型)+SWMM(暴雨洪水管理模型)水文水动力耦合模型，结合水汽溯源追踪算法、雷达临近预报模型工具，实现城市内涝预测结果的精准化，提升短临预报及时性及滚动预报能力
水利信息化综合平台
平台简介
水利信息化综合平台利用现代化的通信技术、图像采集处理技术、计算机软件技术等，对水库、水电站、灌区、河流、湖泊、水闸、水坝等水利工程设施的状态和工况进行综合采集和监控，通过数据治理、数据分析、预警通知、应急处置等方式，利用物联网、互联网、云计算等先进技术，提高水利部门的管理效率和社会服务水平。
系统架构
核心功能
·数据监测：包含水雨情监测、水质监测、土壤璃情监测、渗压监测、渗流监测、GNSS监测、形变监测等多种水利要素，并支持自定义拓展，可查询实时数据及历史数据，并支持人工上报数据。
·视频监控：支持实时视频播放、历史视频回放、视频抓拍、云台控制、视频上墙等多种业务模式。
·预警广播：支持文本、MP3、预置预警播报、麦克风喊话、声光预警，可在线设置播报内容及分组预警功能，支持APP控制。本地录音进行回传记录，对设备开箱被盗告警进行实时弹窗提醒。
·工程管理：对流域、河流、湖泊、水库、水库大坝、水电站、灌区、泵站、渠沟道、取水井、水闸等工程进行管理，工程信息维护管理、工程GIS绘制、文件档案管理等操作。
·运维巡检：以日历的方式进行巡检台账展示，结合APP巡检轨迹和巡检上报问题进行展示。以检查项或工程为单位，支持巡检员及周期巡检设置。
·远程运维：平台支持远程运维服务，包含对设备在线/离线查看、设备远程升级、重启、调试，对设备的工况远程监控等。
业务应用
平台展示
智慧河湖平台
平台简介
智慧河湖平台构建全栈式分层技术架构，以全域数据感知、多链路网络传输为根基，通过数据中心、模型平台、应用支撑层筑牢技术底座，覆盖信息管理、水环境监管、数字孪生河湖等全业务场景，配套双保障体系，为河湖治理现代化提供全链条数字化支撑。
系统架构
功能特点
·信息管理：统一管理工程信息与河湖长登记,构建标准化数据底座，为河湖治理提供精准数据支撑·涉河管理：覆盖采砂管理、项目审批与岸线管控，实现涉河业务全流程闭环，提升监管效能·水环境监管：开展水质监测、预测预警与潮源分析，精准守护水环境安全，支撑科学治污·智慧河湖：依托AI智能预警、来水预报与预警广播，实现风险快速响应，赋能河湖智慧管控·数字孪生河湖：通过淹没分析预演与水系数字沙盘，支撑模拟推演，助力水利决策更科学高效·河湖知识库：整合文件档案与治理知识，实现经验沉淀共享，为河湖治理提供智力支撑
业务应用
平台展示
典型案例
水库 Reservoir
水电站 Hydropower Station
山洪灾害 Mountain Flood Disaster
灌区Irrigated Area
河道监测 River Monitoring
地质灾害 Geological Disaster
城市内涝 UrbanWaterlogging
数字孪生Digital Twin
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