国家“十四五”规划纲要明确提出“构建智慧水利体系,以流域为单元提升水情测报和智能调度能力”。 数字孪生流域是智慧水利建设的核心与关键,包括数字孪生平台和信息化基础设施;流域防洪、水资源管理与调配以及N项业务应用调用数字孪生流域提供的算据、算法、算力等资源。 智慧水利总体框架 一 智慧水利发展现状及瓶颈 透彻感知能力存在不足:在新型监测站网方面,高清视频、无人机等新型监控手段虽得到一定应用,但整体智能化程度低,自动化程度不高。 为水利业务综合指挥决策赋能。 02 建立可视化模型 基于L2和L3数据,通过用三维建模工具,建设自然背景、流场动态、水利工程、水利机电设备等4类可视化模型,为在业务应用中真实展现物理流域中各种水利业务场景提供支撑。
为响应水利部加强智慧水利建设工作的号召,水利行业引入其他行业的先进技术提升传统水利的管理手段,加强数字映射、数字孪生、仿真模拟等信息技术的应用。 总体服务体系主要包含:水利业务对象配置、水利业务模型配置、水利业务方案配置、水利业务应用配置以及驱动配置生效的解析与智能组装服务。 水利业务对象配置与水利业务模型配置,为对应业务所涉及的水利对象、计算模型等提供实例化注册及管理服务,为搭建复杂应用提供基础元素。 水利业务方案配置,面向用户在实际业务中所需要计算分析的问题,通过可视化的界面,对问题所涉及的对象、模型、水利拓扑、计算关系等进行设置,类似于建立水利模型计算运行的说明。 忽米网——让工业更智慧源自:《水利业务数字孪生建模平台技术与应用》
2.我国水资源污染严重 根据2017年中国水资源公报,全国河流Ⅰ-Ⅲ类水、Ⅳ-Ⅴ类水和劣Ⅴ类的占比分别为78.5%、13.2%、8.3%;全年总体水质为Ⅰ-Ⅲ类的湖泊有32个,Ⅳ-Ⅴ类湖泊67个,劣 倍特威视智慧水利利用视频分析、云计算等先进技术手段,构建云计算大数据中心,有效整合与共享水利信息资源,减少跨部门数据的协调,提供统一的数据发布接口,实现水利数据的统一,以及实现视频大数据多维度挖掘分析, 倍特威视智慧水利可及时发现河道、水库、渠道人员闯入,垃圾堆放,水面漂浮物增多系列异常事件实时监测和预警;对河道船只实时监测,对不按批准的时间、范围、开采量和作业方式采砂的船只检测和告警,解决水资源污染严重问题 倍特威视智慧水利能解决现在水资源污染严重、水资源短缺、洪涝灾害等问题,助力水利生态管理。(来源:倍特威视)
与此同时,前沿机器设备与后台管理连动,初次搜集、传送、分析数据,为河流和水利枢纽主管给予更形象化的数据支持,为指挥者给予迅速、更全方位的重要依据。
本文基于《2026年智慧水利整体解决方案》的内容,立足新时代水利发展需求,融合物联网、大数据、人工智能等前沿技术,详细阐述智慧水利的建设目标、核心价值、系统架构、功能模块及实施路径,针对性破解当前水利管理痛点 2、核心建设目标全要素感知体系构建:实现对水利相关数据的全面采集和实时传输,包括水位、流量、水质等关键指标,为精细化管理提供数据支撑。 2、公共服务优化信息公开:通过多渠道发布水利信息,提高信息透明度,保障公众知情权。公众参与:建立公众参与机制,鼓励公众参与水利管理,增强社会监督力量。 2、未来展望随着物联网、大数据、人工智能等技术的不断发展,智慧水利将迎来更加广阔的发展前景。 同时,智慧水利还将与智慧城市、智慧农业等领域深度融合,共同推动社会经济的可持续发展。
雷达水位监测系统:水利监测的智慧之眼 【BF-LDSW】在水利领域,水位监测是保障水安全、合理调配水资源以及预防洪涝灾害的重要基础工作。 这使得它能够敏锐地捕捉到水位的微小波动,为水利决策提供极为精准的数据支持。无论是在水位缓慢变化的日常监测中,还是在洪水等极端情况下水位快速涨落时,都能精确反映水位的实际情况。 在防汛抗洪的关键时期,实时的水位数据对于科学调度水利工程、组织人员疏散等工作至关重要。(四)适应复杂环境雷达水位监测系统的设备具备良好的环境适应性。 同时,与人工智能算法的结合,将赋予系统更强的数据分析和预警能力,为水利事业的高质量发展注入新的活力。
数字孪生水利建设是推进智慧水利建设的实施措施,水利部近几年先后从行政、规划、工作、技术四个层面制定印发了系列文件,明确了推进数字孪生水利建设的时间表、路线图、任务书、责任单, 完成了顶层设计。 、预警、预演、预案功能的智慧水利体系。 1、核心领域交付案例 - 智慧水利“四预”数字孪生平台搭建高精度数字孪生空间数据底板、水灾害防御三维场景应用系统,建设和整合洪水预报、防洪调度、洪水风险分析模型,开发水利模型和三维可视化模型之间的耦合应用 2、核心领域交付案例 - 流域综合态势监测平台基于地理信息系统,对江河湖泊流域、水库、电站、重要设备等管理要素的分布、范围、类型、状态等信息进行综合监测;融合水利管理各部门现有数据资源,对水文气象信息监测 通过多要素多信息监测、多层次数据服务、多维度工程监管、一张图智慧管理有效支撑工程可视化、信息化、建设资料数字化、工地管理智能化,实现数字工程与物理工程同步仿真运行。
Yolo模型采用预定义预测区域的方法来完成目标检测,具体而言是将原始图像划分为 7x7=49 个网格(grid),每个网格允许预测出2个边框(bounding box,包含某个对象的矩形框),总共 49x2 FPS V100,55.9% AP)比基于 transformer 的检测器 SWINL Cascade-Mask R-CNN(9.2 FPS A100,53.9% AP)速度上高出 509%,精度高出 2%
视频监控技术在水利中的应用已经变得越来越广泛。通过高清晰度摄像头和先进的图像处理技术,视频监控能够提供准确、实时的水利信息,帮助我们更好地管理水资源。 必须加强对大坝水库的安全管理,对水库除险加固和运行管护要消除存量隐患,实现常态化管理,同时要配套完善重点小型水库雨水情和安全监测设施,实现水库安全鉴定和除险加固常态化,实施“技防+人防”的“天地一体化”智慧巡河 2、视频智能分析视频监控技术还可以用于水域安全监控。在水利工程和水利设施附近,安装摄像头可以实时监控水域的安全状况,及时发现并处理安全问题。 例如,通过视频监控可以及时发现河道内的漂浮物、水流异常等情况,从而采取相应的处理措施,保障水利设施的安全运行。 方案将数据采集设备、远程可视化视频管理系统以及智能分析系统相结合,强化小水电站视频监控站点维护,提高水利工程建设信息化水平和管理能力,实现无人值守、少人值守、节约管理成本的效果。
数字孪生水网作为智慧水利的核心技术方向,通过仿真技术对物理水网进行全要素数字映射,融合GIS、视频融合、物联网(IOT)等技术构建“实景孪生一张图”,实现对水利工程全生命周期的智能管控。 为此,数字孪生水网解决方案遵循“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”要求,以“监测系统完善、调控网络智能、预演决策支持、安全运行可靠”为建设原则,构建总体框架,系统性破解传统水利痛点,推动水利业务向数字化 方案竞争力:技术加持下的水利管理效能跃升基于中科星图数字地球底座,集成水利、气象、物联网等多模态数据,支撑水网规划中的信息提取、空间分析与模拟仿真;通过卫星、航空器与地面监测设备的综合运用,实现水环境工程的全方位 数字孪生水网与GEOVIS iWater的结合,是水利行业从传统管理向智慧运营跨越的关键引擎,系统性破解了感知、算力、数据融合及智能化等痛点,以“四预”体系与全流程管理重塑水利管理范式。 未来,随着技术深化,其将更智能协同,推动水利从“被动应对”走向“数据驱动”的主动预判,为水安全保障与全球水资源管理提供中国方案与技术范本。
在数字技术革命与产业变革深度交织的浪潮下,智慧水利作为保障国家水安全、推动水利高质量发展的核心载体,正以数字孪生技术为引擎,驱动水利行业从“经验驱动”向“数据驱动”转型。 2、城市水务管理:智慧化升级某城市流域:集成城市内涝模型,实现“降雨-产流-汇流”全链条模拟,内涝损失下降59%。 四、未来展望:数字孪生引领水利治理新变革随着5G、物联网、AI等技术的不断发展,数字孪生技术将在智慧水利领域发挥更加重要的作用。 2、应用拓展:拓展数字孪生技术在水利工程管理、水生态修复等领域的应用。例如,在水利工程管理中,通过数字孪生技术实现工程全生命周期管理,提高工程运行效率与安全性。 推进数字孪生技术与智慧城市、智慧农业等领域的融合应用,构建跨行业、跨领域的水利治理新生态。3、生态构建:加强与水利科研机构、高校、企业等的合作,共同推进水利专业模型、AI算法、物联网技术的研发与应用。
按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”要求,统筹建设数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生工程,构建具有“四预”功能的数字孪生水利体系。 图片 加快智慧水利建设的核心关键是“数字孪生流域”。 在服务器上安装已有的智慧水利数字孪生内容,同时安装云流化系统,对智慧水利内容进行流化,以交互操作视频流的方式投射到终端,用户在内外网、互联网都可以便捷操作该孪生应用,无需额外学习成本。 那么,数字孪生智慧水利使用云流化解决方案有哪些优势呢? 1. 数据不落地 智慧水利护具了各类涉水敏感信息,使用云流化方案,用户端仅接收云服务器显示结果的视频流,无法下载/缓存真实数据,实现敏感数据的不落地,保障数据安全。 2.人员操作使用便捷 智慧水利内容部署在中控室服务器上,使用云流化方案,不需要必须去中控室,在办公室或者演示场所随时随地即点即用,有助于决策和业务开展。
智慧水利河湖AI智能视频分析识别系统运用视频结构型技术性,根据图像处理与分析,创建图象与图像叙述两者之间的投射关联,掌握视频图象中的內容,运用于水利管理方法情景。 智慧水利河湖AI智能视频分析识别系统运用视频智能搜索分析,根据对非结构型原创设计视频数据信息的智能化系统分析解决,创建总体目标的结构型数据库查询,根据对前面视频点监控图象的智能化分析,依据水利具体情景开展科学研究 ,为河道管理与水利监控智能分析报警给予支撑点。 智慧水利河湖AI智能视频分析识别系统做为市、县二级共享资源齐抓共管服务平台,视频分析系统软件主要可以在全区区域内启用视频智能化分析优化算法,销售市场传统的监控摄像头可以连接分析系统软件,完成全自动分析、 全自动识别、全自动警报,协助水利智能化管控,提升水利智能化管理能力。
汉江流域汛期洪水预防:基于智慧水利的技术解决方案 摘要: 夏季汛期来临,汉江流域面临严峻的防洪挑战。 政策驱动: ✅ 《"十四五"智慧水利建设规划》明确提出构建数字孪生流域 ✅ 水利部推进"天空地水工"一体化监测网络建设 ✅ 南水北调中线工程对汉江流域防洪提出更高要求 技术成熟: ✅ 物联网传感器成本下降 技术领域 传统方案 智慧水利方案 优势 水位监测 人工观测水尺 雷达水位计 + RTU 精度 ±1cm,实时传输 雨量监测 翻斗式雨量筒 光学雨量计 + 5G 无机械磨损,维护少 视频巡查 人工开车巡逻 **应急响应** - 定期安全演练 - 备份恢复机制 实施效果与成本核算 实施效果对比 指标 传统方式 智慧水利 改善幅度 预警提前量 2-6 小时 24-72 小时 ⬆️ 12 倍 监测覆盖率 30% 技术方案文档 《汉江流域智慧水利建设总体规划》PDF 《物联网监测设备技术规范》 《数据安全与隐私保护指南》 资源 3: 学习资源 水利部智慧水利建设规划 SWMM 官方文档 TensorFlow 时序预测教程
智慧水利数字孪生作为提升水资源管理效率、保障水安全的重要手段,正受到越来越多的关注。 融谷信息凭借其在数字孪生领域深厚的技术积累和丰富的水利数字孪生交付经验,打造了智慧水利行业数字孪生最佳交付实践,助力集成商伙伴低成本、高质量的交付数字孪生项目,全方位赋能水利行业的数字化转型。 一、建设内容:顺应政策,构建智慧水利体系水利部近年来从行政、规划、工作、技术等多个层面发布文件,明确了数字孪生水利建设的顶层设计,要求以数字化、网络化、智能化为主线,构建具有预报、预警、预演、预案功能的智慧水利体系 在此背景下,融谷的智慧水利行业数字孪生交付解决方案紧密贴合政策导向,围绕数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生水利工程以及数字孪生业务应用体系进行建设。 2、数字孪生水网:针对物理水网,通过时空数据、数学模型和水利知识,对其全要素及治理管理全过程进行映射和模拟,达成虚拟与现实的交互,为水网的实时监控和联合调度提供支持,强化风险防范能力。
传统水利设施在应对洪涝、干旱、生态退化等问题上逐渐显现出响应滞后、决策粗放、协同不足等短板。在此背景下,以数字孪生技术为核心的智慧水利建设,正成为推动水利基础设施转型升级的关键路径。 数字孪生不仅是技术工具的革新,更是一种贯穿水利项目全生命周期的系统性思维与交付体系的重构。构建“智慧水利数字孪生全生命周期交付体系”,已成为水利新基建高质量发展的核心命题。 在“十四五”规划明确提出“构建智慧水利体系”的背景下,数字孪生技术正成为水利新基建的核心引擎。 2、建设阶段:虚实融合,过程可控工程建设是数据采集与模型校准的黄金期。通过BIM(建筑信息模型)与GIS(地理信息系统)深度融合,构建高精度三维工程孪生体。 结语智慧水利数字孪生全生命周期交付体系,是破解水利新基建复杂性、不确定性难题的“金钥匙”。它不仅是对物理世界的数字化映射,更是对水利治理能力的系统性重塑。
山东融谷信息凭借其在数字孪生领域深厚的技术积累和丰富的水利数字孪生交付经验,打造了智慧水利行业数字孪生最佳交付实践,助力集成商伙伴低成本、高质量的交付数字孪生项目,全方位赋能水利行业的数字化转型。 在某水利调度智慧平台中,系统可自动生成多套水资源调度方案,并通过预演反算功能评估各方案的生态影响、经济成本及社会效益,辅助决策者选择最优方案。 2、管理期:业务协同与模型迭代在工程运营阶段,体系通过“云上办公”平台实现参建各方的高效协同。 在2024年凌汛期,该平台成功预警3次冰坝险情,指导抢险队伍提前部署,避免经济损失超2亿元。 从智慧工厂的精准模拟,到城市基建的动态映射,再到复杂系统的可视化管控,精准把握需求,高效完成交付。
安徽京准:智慧水利GPS/北斗授时服务系统技术应用方案一、项目背景与需求分析1.1 行业痛点在水利数字化转型过程中,时间同步精度不足已成为制约系统效能的“隐形瓶颈”。 部署微秒级NTP集群后,多源数据融合效率提升40%-1解决安徽淮河与江苏太湖流量数据的跨区域可比性问题-13.4 高精度位移监测基于北斗GNSS技术构建变形监测体系:监测精度:静态后处理精度达亚毫米级(2- ,与表面监测数据联动分析-5光纤传感网络采用PTP协议,同步精度达纳秒级-15.4 供水管网管理应用案例:基于北斗时空技术的智能供水管理系统,对漏水或爆管现象迅速察觉并及时处理,自动生成最优巡检路径-2- 8扩架构接收双北斗信号,输出NTP/PTP/IRIG-B等多种对时信号-6授时安全防护装置每套时钟系统配置1-2台信号质量监测、欺骗干扰隔离、自主守时-10NTP时间服务器按区域部署,千兆接口为网络设备提供 通过双北斗冗余架构、授时安全防护、多源数据时空统一等关键技术,解决水利行业数据融合难、协同控制难、故障溯源难等痛点,为智慧水利建设提供坚实的“时空基准”支撑。
北斗时钟同步装置:赋能智慧水利实时数据的精准下面我将详细解释北斗时钟同步装置如何为智慧水利赋能,实现数据的精准:核心逻辑:为什么“时间同步”如此关键? 智慧水利依赖于遍布江河湖库、闸站、管网、地灾点等海量传感器(如水位计、流量计、水质监测仪、视频监控、形变监测仪)和自动化控制设备(如闸门、水泵)。这些设备持续产生数据和事件。 分发同步信号:通过标准的网络协议(如 NTP/SNTP、PTP)、脉冲信号(1PPS)、串口报文(如RTCM)等方式,将精准时间分发到水利专网内的所有需要授时的设备。如何赋能智慧水利并实现数据精准? 高精度:北斗系统本身提供纳秒级的时间基准,通过地面增强,可为智慧水利提供毫秒级甚至微秒级的时间同步服务。 结论北斗时钟同步装置,是为智慧水利庞大的“感官系统”(感知层)和“神经中枢”(控制层)校准“生物钟”的核心设备。
水利监测终端,具备采集、存储、传输、遥控、告警等多功能,遵循水利行业相关规约,广泛应用于河流、水库、大坝、地下水、蓄水池、湖泊等场景的水利监测,对接云端,实现自动化远程监控。 水利监测终端 图片1.png 水利监测终端 1、支持 GPRS/4G 无线蜂窝网络、短信、RS232/RS485,可选 NB-IOT、北斗等通信方式 2、本地存储数据存储 3、定时采集与上报中心平台 RTU 传感器快速使用,无需更改设备软件 9、支持外接 TF 卡(预留),供 16MB 的数据存储空间,可存储 10 年以上的采集数据 10、支持外接液晶屏配置、串口配置方式、远程配置等多种配置方式 水利监测终端应用 图片2.png