小浪底水利枢纽位于
黄河最后一段峡谷出口处
集防洪、防凌、减淤、供水
灌溉、发电、生态等为一体
是黄河中下游防洪以及
水沙调控体系的关键性控制工程
根据水利部决策部署
小浪底水利枢纽管理中心
全力以赴 推动数字孪生小浪底建设
在数字空间再造一个与实体工程
虚实交互、精准映射
迭代优化、同步运行
的小浪底水利枢纽
作为水利部首批试点的
11个重点数字孪生工程之一
数字孪生小浪底建设
先行先试目标任务
目前已全面完成
夯实算据资源
算据是数字孪生小浪底建设的基础
对于小浪底水利枢纽
这种体量巨大的基础设施来说
监测感知绝非易事
首先要采集的是
物理空间中的基础数据
流域、河流、湖泊
建筑物、机电设备、监测站
这些水利对象的特征属性一个都不能少
而采集高精度数据
离不开卫星遥感、高清摄像头
无人机、无人船、地面机器人
水下机器人等技术设备
水工建筑物内部及表面布设了4700多支仪器
每日获取监测数据多达6000余条
库区水底地形DEM渲染图
而采集高精度数据
离不开 卫星遥感、高清摄像头
无人机、无人船、 地面机器人
水下机器人等技术设备
空、天、地监测设备的使用
获取了全面的感知数据
为数字孪生提供了坚实的算据
筑牢算力基础
小浪底数据中心
作为数字孪生小浪底平台的硬件底座
小浪底数据中心采用先进的模块化机房
部署有80台服务器主机集群
配备2600核CPU
14.6TB内存
1.2PB数据存储空间
48块高性能GPU算力卡
为数字孪生小浪底提供了强大的算力支撑
数字孪生小浪底集控中心
此外小浪底水利枢纽
自建光纤与专用通道互联的高速通信网络
建成大坝安全监测、枢纽调度
电站监控、水电管控、生产安全
生产管理等信息系统
打造数字孪生小浪底集控中心
集中监控核心业务
协同联动枢纽安全运行
实现“一屏全览、一厅统管”
攻关算法模型
要想以数字孪生带动物理实体
必须融合专业模型算法与人工智能技术
其中
数字孪生平台的模型库中有三类模型
在 水利专业模型 方面
完成小浪底库区一维冲淤模型
小浪底水库防汛调度模型
基于有限元的大坝渗流分析计算模型
来水预报模型
等10个水利专业模型研发
在 智能分析模型 方面
完成水库降雨产流相似分析模型
库区遥感影像智能分析模型
为相关业务应用提供支撑
可视化模型 方面
构建了流域级L1级场景
小浪底及西霞院库区L2级
工程管理区L3级空间场景
实现了工程自然背景演变
数字流场
闸门启闭等仿真模拟
有效打造了高保真数字孪生场景
“四预”赋能业务应用建设
实现“四预”功能
是建设数字孪生工程
建设智慧水利体系的重要目标
在防汛调度方面
预报 指结合水文局共享数据
实现气象水文融合预报
预警 指在预报基础上
对黄河中游未来的降雨量级
中下游河段超警戒流量
入库出库流量超过设定值
等情况进行预警
预演 是指在数字孪生场景中
正向、反向推演小浪底水库运用过程
最后结合预演的结果
自动生成水沙调度、巡查监测等 预案
在工程安全方面
预报 指基于防洪调度的成果
利用工程安全分析相关模型
进行滚动计算
形成未来3天预报成果
主要包括大坝安全
进出口高边坡稳定
库区主要滑坡体稳定等
预警 是指在预报基础上
对相关测点预报数据
进行分级预警
预演 是指在数字孪生场景上
结合防汛调度数据
调用相关模型
对工程安全状态进行预演研判
最后根据预演结果
生成包括加密监测与巡查措施
抢护措施的 工程安全 预案
需求牵引、应用至上
2022年和2023年
小浪底防汛应急抢险综合演练
2023年黄河防洪调度演练
开展模型训练和实战检验
2023年调水调沙期间
助力开展泥沙“四预”工作
迭代优化模型参数
提升精度和预见期
为大坝安全会商、防汛会商、水政执法
提供有效决策支撑
分享推广数字孪生建设成效及经验
先行先试示范效应显著
来源： 水利部小浪底水利枢纽管理中心
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