宋 敏,周伊文

(1.河海大學商學院,江蘇 南京 211100; 2.河海大學投資研究所,江蘇 南京 211100)

近年來,隨著物聯(lián)網、大數據、人工智能等技術的快速發(fā)展,借助新一代信息技術建設數字孿生流域、智慧水利保障體系,推進水利工程智能化改造,建成七大江河數字孿生流域等是“十四五”期間智慧水利建設的主要目標[1]。當前,為了完成這一主要目標所要面對和亟待突破的難題仍有不少,其中的關鍵是如何順利完成水利工程項目建設與當代數字信息化技術的融合交互。

數字孿生技術,將傳統(tǒng)技術與人工智能、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網、云計算、大數據、虛擬現實等新興技術融合,基于物理實體和虛擬映射構建的網絡系統(tǒng),對物理世界場景進行全要素、多尺度、多視圖的模擬仿真,可以實現物理世界與信息世界的實時交互和融合。將數字孿生技術與水利工程建設相結合,構建具有實時監(jiān)測、動態(tài)管理等多種功能的數字孿生模型,有助于搭建水利工程建設的物理世界和虛擬世界之間的橋梁[2-3],對突破水利工程建設與信息化技術交互融合的瓶頸具有積極作用。在水利工程建設的管理過程中,充分利用數字孿生技術有利于將水利工程建設管理各部門的信息進行實時映射、深度融合、模擬分析,進而幫助解決水利工程建設管理的科學決策問題。

1 水利工程建設管理歷史沿革分析

1.1 傳統(tǒng)水利工程建設管理趨于制度化

傳統(tǒng)的水利工程項目從前期建設到后期項目管理通常使用較為寬泛的項目建設管理體系,一般在項目初期就具備明晰的規(guī)章制度和具化的人工操作流程,以此來完成該項目的建造和管控,如以都江堰為代表的傳統(tǒng)水利工程大多采用專管部門維護、流域系統(tǒng)統(tǒng)一治理、標準化管理的管理制度。據《水經注》記載,公元168年,漢靈帝設立都水椽、都水長對都江堰進行專項管理,并有專管部門對所屬灌溉區(qū)工程、供用水等事項進行統(tǒng)籌管理。都江堰的水系治理人員一直放眼于整個岷江、沱江水系,運用完備、系統(tǒng)、整體的思考方式來實現所屬流域的綜合治理與管理。都江堰的水利管理經驗,是先輩勇于求索、仔細試驗的治水管水經驗,其中一部分固化為程式、準則,也有一部分最終成為管理制度。傳統(tǒng)水利工程管理體系的發(fā)展,雖然為現代水利工程建設提供了參考,但隨著時代的發(fā)展,傳統(tǒng)水利工程的管理制度已無法滿足現代水利工程建設數字化轉型的需要。在制度方面,需要完善的智能化制度對水利工程的監(jiān)控系統(tǒng)技術進行詳細的說明和管理,并對建設、運行等過程中的安全處理做出明確的說明[4]。在監(jiān)測方面,水利工程數量龐大,需要提高信息監(jiān)測在水利工程建設各個環(huán)節(jié)的覆蓋率,及時全面地獲取區(qū)域水利工程信息,更準確高效地提出合適的管理方案[5-6]。

1.2 水利工程建設管理逐步信息化

中國特色社會主義進入新時代,我國經濟發(fā)展進入新常態(tài)。傳統(tǒng)的水利工程建設管理方式已無法滿足經濟社會發(fā)展的需求,水利工程建設亟須創(chuàng)新管理思路[7]?！捌呶濉逼陂g,我國的水利工程信息化建設就已起步,通過通信、計算機網絡等,初步實現了水利工程信息的基本傳輸?！笆濉逼陂g,中華人民共和國水利部(以下簡稱水利部)發(fā)布《全國水利信息化“十三五”規(guī)劃》,提出深化信息技術與各項水利工作的融合,積極研究大數據、云計算、物聯(lián)網、移動互聯(lián)等技術應用,強化信息化對水利各業(yè)務領域的服務與支撐[8]。黨的十九大報告中提出要“加強水利等基礎設施網絡建設”[9],為此,水利部加緊穩(wěn)步推進新一輪的智慧水利總體方案編制工作,推動水利相關的政策改革,以期利用數字信息化、智慧化手段完成一系列智慧化水利工程的重點任務。近年來,我國水利工程信息化建設發(fā)展迅速,逐漸朝著智慧水利的方向發(fā)展。物聯(lián)網、移動互聯(lián)、大數據、可視化及智能化等新一代信息技術的充分運用,為水利工程建設提供了強大的技術支持,也在一定程度上推動了水利工程建設管理工作的發(fā)展。

1.3 數字孿生成為水利建設核心部分

2017年以來,水利部及各地區(qū)相關部門就水利數字化問題多次召開會議,廣泛聽取意見,發(fā)布多份文件,以期從政策上賦能水利建設,具體內容詳見表1。

表1 2017年以來我國水利數字化相關會議內容

具體到建設實踐上,各地積極響應,貫徹并落實習近平總書記“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的“十六字”治水思路[10],各地有關部門加大水利工程項目前期資金投入和技術運用力度,調用實時監(jiān)控和網絡平臺數字發(fā)展技術,充分運用數字孿生技術推動水利建設高質量發(fā)展[11]。江西省政府積極響應中央的號召,聯(lián)合有關部門于省內吉安市率先開展“智慧防汛”建設試點項目,旨在通過“建設監(jiān)測站網、開發(fā)監(jiān)測系統(tǒng)平臺、升級預警設施設備、完善網格化責任制”4項舉措,形成“一張網、一平臺、兩體系”,即覆蓋全區(qū)的監(jiān)測網、監(jiān)測預警平臺、水量預警發(fā)布體系和群測群防體系。通過“智慧防汛”建設,在全區(qū)范圍基本形成預案到鄉(xiāng)、預警到村、信息到戶、安全到人的防災減災保障體系,有效應對了2020年暴雨災害、2022年罕見干旱,確保了全區(qū)人民的生命、財產安全?！爸腔鄯姥础苯ㄔO效果良好,預計該地區(qū)該體系最終形成時,受益人口將達8.92萬人。通過加大數字信息化投入、該項目最終將涵蓋吉安市61個地區(qū)的行政村、共計226個山洪災害防治區(qū)。

各省建管并舉,深化實施數字化水利,始終堅持以數字孿生技術為支撐,以數據融合為基礎,建成“六大系統(tǒng)”,打造集“感知、預警、決策、外警、發(fā)布”于一體的水利信息化指揮中心。建成水庫水位雨量監(jiān)測系統(tǒng)、河長制管理系統(tǒng)、水土保持管理系統(tǒng)、山洪災害防治監(jiān)測平臺,充分利用數字孿生技術推動水利工程建設發(fā)展。

2 數字孿生賦能水利工程建設管理的現實困境

隨著智慧水利工程的不斷推進以及數字技術的進一步發(fā)展,數字孿生技術在水利工程建設管理中將發(fā)揮出更為重要的作用。然而,不可忽視的是,目前數字孿生技術賦能水利工程建設管理仍然面臨著諸多現實困境。

2.1 技術困境:數字孿生平臺建設中數據支撐能力不足

a.從數據采集上看,數字孿生系統(tǒng)中各個數字單位內部數據互享渠道不足以滿足當前技術需求。水利工程建設板塊繁多,板塊數據采集存在難度,部分板塊也難以進行數字化呈現。在當前生產力條件下,數字智慧水利需要借助電子傳感器、項目大數據、云端云計算等設備及技術的支持,除了硬件上的需求,目前為水利管理提供全天候監(jiān)測、風險智能預警、智能大數據收集、統(tǒng)計分析的智慧應用仍十分匱乏。伴隨著現代物聯(lián)網技術的升級,部分的水利工程已初步建設起感知采集體系,可是仍有相當一部分水利工程在數據監(jiān)測等方面存在明顯不足,例如,當前監(jiān)測、傳輸、控制方式陳舊,監(jiān)測種類不全,監(jiān)測分布難以平均,這些遠達不到智慧水利升級的需求。另外,水利工程設計涵蓋地理縱覽、項目統(tǒng)籌管理等多種要素,設計的數據類型種類繁多,包括氣象、水文監(jiān)測、地形地貌、基礎設施數據等,其中水文監(jiān)測數據的獲取相比其他數據更為艱難。

b.從數據分析上看,僅靠大量積累數據并以此驅動的大數據分析模型無法滿足數字孿生的需求。數字孿生數據實況反應快、數據承載量大、數據源異構性強,當下我國未對“數據+機理”的新型數據分析模型給予足夠的重視,缺少將物理模型與大數據分析模型進行集聚統(tǒng)合的能力,數據集聚與分析能力的不足導致數字孿生輔助決策無法到達預期效果。

c.從數據格式上看,數字孿生系統(tǒng)的整體性的難度大。由于尚無統(tǒng)一標準的數據格式,數據采集的度量或計量單位涵蓋物理、幾何、時間等多種參數類型,且數據格式在各個獨立采集周期中的數據表現狀況不一致,這增大了實現數字孿生系統(tǒng)的整體性的難度。此外,水利相關的政府單位的基礎數據、靜態(tài)數據的數據庫存在數據信息繁雜且數據電子信息化程度低的現象,一般來說,水利工程管理業(yè)務的涵蓋面廣,工作過程長,工程數據種類多樣且復雜,尚有諸多如岸線規(guī)劃、供水工程等與水利業(yè)務管理有關的基礎數據尚未錄入,在現實中,水利管理基礎數據還存在存儲位置分散因而無法形成體系等問題。這一系列的問題最終產生了統(tǒng)計維度單一、分析深度淺薄、要素無法有效關聯(lián)等問題。

2.2 政策困境:數字孿生賦能水利工程建設缺乏規(guī)范政策

數字經濟的發(fā)展,對現有社會制度與社會結構產生了巨大影響,需要政府盡快轉變自身角色,加強制度體系建設,創(chuàng)新、構建、完善適應數字孿生發(fā)展的完整體制機制,以此充分發(fā)揮數字孿生為傳統(tǒng)水利工程發(fā)展創(chuàng)新賦能的巨大作用。

2021年11月,水利部印發(fā)《關于大力推進智慧水利建設的指導意見》,明確表示將數字孿生作為智慧水利的核心。數字孿生技術不僅成為智慧水利工程不可或缺的組成部分,還為智慧水利工程增加了內生動力。隨著中國式現代化的不斷推進,水利工程亟待變革,而數字孿生技術的應用在水利工程建設管理方面具有較大潛力。

然而,當前相關制度建設尚不健全,制約著數字孿生賦能水利工程的發(fā)展,政策支持有待加強。隨著數字孿生在水利工程建設中的滲透,政府出臺的有關水利工程的文件多次提到推動數字化和水利工程相互融合,加快數字化進程。然而,我國數字孿生技術在水利工程建設上目前仍處于探索階段,圍繞著數字孿生賦能水利工程建設發(fā)展的政策支持有待進一步加強,暫無針對性的法律法規(guī)和行業(yè)政策對數字孿生中的應用形式進行規(guī)范,致使數字孿生技術在水利工程中的應用存在一定風險。

2.3 安全困境:數字孿生存在多方面安全問題

當水利工程的運行高度依賴于數字技術時,各類數據的安全問題便日益凸顯。根據中國互聯(lián)網絡信息中心數據,截至2022年6月,在接受調查的網民中,有63.2%的網民表示過去半年在上網過程中未遭遇過網絡安全問題,而36.8%的網民表示過去半年在上網過程中遭遇過一類或多類安全問題,其中遭遇個人信息泄露事件的網民最多,占比為21.8%;其次是遭遇網絡詐騙事件的網民,占比為17.8%;遭遇設備中病毒或木馬的網民,占比為8.7%;遭遇賬號或密碼泄露的網民,占比為6.9%。[12]可見當前我國數據安全面臨著較大挑戰(zhàn)。

從國內數字安全整體環(huán)境來看,水利工程的安全性存在著極大威脅。由于數字孿生技術的應用,當前物理世界和信息世界交融聚合,一定程度上打破了傳統(tǒng)工業(yè)領域相對封閉、數據安全可信的狀況。數字孿生應用系統(tǒng),掌握著水利工程建設管理運行的全部核心數據,一旦運用時出現數據被泄露、數據端被不法分子惡意攻擊和竊取篡改等類似情況,極易造成管理層決策出現誤差,嚴重時可能摧毀整個項目的交付使用及后續(xù)管理。

從數字安全技術來看,水利工程的數字安全技術需要完善。當前,我國水利工程的數字安全保衛(wèi)能力不足,主要體現為面對數據攻擊時的應變經驗不足,安全技術儲備欠缺,缺乏行業(yè)承認的第三方專業(yè)檢測機構對技術服務全過程進行合規(guī)的審查評估或開具書面形式的審查報告。此外,我國目前對于有預先組織計劃的安全事件的全程監(jiān)測、實時檢測、風險準確預警、困境快速處置等技術尚處于襁褓階段,仍需要相當長的一段時間來進行技術發(fā)展,更新迭代。

2.4 資金困境:數字孿生技術應用需要投融資體制改革

相較于傳統(tǒng)水利工程建設,數字孿生技術賦能的水利工程建設與管理具有新特征,亟須深化投融資體制改革。

數字孿生技術具有軟件與硬件兩種不同形態(tài),需要綜合運用各類投融資工具,以致其投融資模式愈加復雜。數字孿生技術賦能的水利工程建設不僅包含硬件設施建設,例如水利信息基礎設施建設、水利業(yè)務網形成等,還包括軟件設施的技術更新,如數字孿生平臺構建、水利檢測數據庫的數據收集分析、水利業(yè)務模型的建立分析等。軟硬件協(xié)同發(fā)展,共同構建了數字孿生技術。數字孿生技術具有較強的協(xié)同發(fā)展特性。從資金角度來看,物理屬性的不同將直接影響投資工具、投資主體、投資周期等,因此,針對數字孿生技術的投融資模式更為復雜。同時,數字孿生技術與水利工程建設的深度融合需要針對不同技術形態(tài),以適用于各類投融資工具。

此外,數字孿生技術在為水利工程建設的智能化、信息化、數字化、聯(lián)網化賦能的過程中,還需其它基礎技術的發(fā)展支撐,例如 5G信息通信傳輸技術、區(qū)塊鏈、人工智能創(chuàng)新等互聯(lián)網科技技術的發(fā)展。當前,行業(yè)標準日趨嚴格,技術發(fā)展持續(xù)創(chuàng)新,由此催生出的許多新的結構形式,技術迭代不斷加快,發(fā)展過快極易導致發(fā)展方向的不穩(wěn)定性與發(fā)展內容的不確定性。從市場投融資的立場來看,一項新的技術經歷研發(fā)、測試、試用,這其中大量資金的投入是不可或缺的,以此來看,當前以地方政府財政支持和傳統(tǒng)商業(yè)銀行貸款等為主要的投融資方式的現行模式不適合作為主要的資金來源,亟須更多投融資方式,例如以社會其它資本為主導的投融資方式,以應對當前市場的迅速變化。在2020年7月13日的國務院政策例行吹風會上,時任國家發(fā)改委副秘書長蘇偉說道,深化投融資體制改革,吸引多項投融資主體進入市場,對于當前推進重大水利工程的建設與管理具有不可或缺的重大意義[13]。

3 數字孿生賦能水利工程建設管理的技術路徑探索

本質上看,數字孿生是具有數據連接的特定物理試題或過程的數字化表達[14],因此,應用數字孿生技術賦能水利工程建設,構建以數字孿生為核心的智慧水利建設,能有效地彌補當前發(fā)展短板。

數字孿生技術賦能水利工程建設管理主要體現在對物理實體的虛擬映射上,可以通過數字化手段構建一個水利工程建設在數字世界中的“完整分身”,和水利工程保持實時的交互聯(lián)接,實現對水利工程建設的了解、分析、預測、優(yōu)化控制決策等。

針對“十四五”規(guī)劃中提出的“構建智慧水利體系”的要求,水利部圍繞數字孿生水利工程編制了《數字孿生水利工程建設技術導則(試行)》(以下簡稱《導則》),對大型和重要中型樞紐工程數字孿生水利工程建設提供了指導。基于上述現狀,結合水利工程建設管理設計、建設、監(jiān)測、預警、調度、維護等多要素結合復雜的情況,可進一步利用數字孿生技術賦能,推動水利工程建設管理更精準、更高質量發(fā)展。

基于水利工程原有的建設管理思路,結合數字孿生技術,通過集成先進的感知、計算、通信和控制技術,進行系統(tǒng)性的數字孿生建模。參照《導則》,構建數字孿生水利工程系統(tǒng)結構圖,如圖1所示。

圖1 數字孿生水利工程系統(tǒng)結構

3.1 水利工程數字化映射實現智能感知與信息監(jiān)測

水利工程建設管理過程涉及項目建設、管理調度、預測防控等要素,對水利工程管理提出了科學性、系統(tǒng)性、動態(tài)性等要求。而數字孿生技術具備對多源異構數據的實時感知和互聯(lián)能力,能夠針對人、機、物、環(huán)境四大要素進行全面的感知融合。在水利工程建設整體上,要充分發(fā)揮數字孿生技術的數字化映射作用,實現智能感知與信息共享。

在共享已有數據的基礎上,利用部署在水利工程全域的智能采集裝備,對河湖、水庫、水電站、水廠、管網、渠道、閘門、泵站等基礎信息及地理信息的數據進行實時采集和標準化處理。再利用虛擬現實技術、仿真工具進行數字化建模,形成虛擬數字化對象,在信息維度上對實體對象精準地進行表達和映射,建設全要素、全對象、全流程的數字孿生模型,并定期調整優(yōu)化模型,實現智能感知。

此外,可利用水利工程監(jiān)測設備及視頻監(jiān)控系統(tǒng),對水利工程實時動態(tài)監(jiān)測。將安全監(jiān)測數據、建設數據、運行數據等信息通過虛擬仿真等技術手段實現動態(tài)數字化映射,在虛擬仿真數字孿生模型上,對水利工程的建設狀態(tài)、安全狀態(tài)、運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控,同時根據業(yè)務需要實時或定期更新數據,提高數據建設精度和數據更新頻率,實現數字化虛擬環(huán)境和物理環(huán)境的真實對應,為管理者提供直觀、高效、精準、便捷、完善的精細化信息監(jiān)測服務。

3.2 水利工程建設管理體系實現統(tǒng)一協(xié)調、高效管理

在水利工程建設過程中,可以通過數字孿生技術協(xié)調管理水利工程的各項數據,實現經濟高效的綜合信息實時管理。

利用數字孿生技術,通過模擬仿真引擎,輸入水利工程的真實情況、建設現狀等要素,將水利工程建設過程中的各項物理指標在數字孿生模型中體現,借助算法,對水利工程的規(guī)劃設計的各項數據模擬計算,生成可參考統(tǒng)計信息,進而對水利工程建設進行模擬分析,輔助水利工程各個決策部門統(tǒng)籌決策,從而降低試錯成本。

運用數字孿生技術,建立數字孿生水利工程建設管理平臺,通過集約化平臺的建設,提供多場景一體化的數字孿生展示,從統(tǒng)籌、協(xié)調、監(jiān)管、評價4個方面對水利工程的設計、質量、安全等進行統(tǒng)一協(xié)調、高效管理。具體來說,平臺對工程各種方案統(tǒng)籌、對比,有效推演分析出最佳建設方案,及時質量跟蹤測評,提高質量管理的高效性和透明度,對檢測數據進行云計算,輔助預測安全隱患。通過平臺將政府部門、參建各方的信息進行實時互聯(lián),能有效對各方信息實行深度挖掘和分析,發(fā)現信息數據之間的聯(lián)系和規(guī)律,最大程度地實現協(xié)調調度和信息共享的高效性,極大提高資源利用率及管理效率。

3.3 水利工程運維管理體系實現綜合管理、高效防控

數字孿生技術的核心是模型和數據,重點是預測預警和智慧決策。結合數字孿生技術,構建工程知識庫、工程業(yè)務規(guī)則庫、預案調度方案庫、工程安全知識庫,形成綜合管理模塊,及時分析水利工程數據、突發(fā)情況,并及時做出預警及決策建議,能有效提升水利工程的科學化和智慧化水平。

a.構建工程數據庫保障水利工程管理可預測可控。數字孿生賦能應在大數據、人工智能技術、云計算的支撐下,通過數據收集、數據分析、模擬評估、優(yōu)化分析,運用工程知識庫,形成水利工程運維管理體系,為水利管理中各業(yè)務決策提供科學化和智慧化的應用指導。

b.構建工程業(yè)務規(guī)則庫保障水利工程正常運行。根據水利工程數字孿生全景,對水利工程運行工作情況,構建包括工程調度運用規(guī)程、工程安全檢測資料整編規(guī)程、工程安全應急預案等的工程業(yè)務規(guī)則庫,改變現今重點部位監(jiān)測的情況,利用機器人、無人機等科技工具,實現全面實時在線監(jiān)測管理,為綜合管理奠定基礎。

c.構建預案調度方案庫與工程安全知識庫保障水利工程高效防控。構建包括工程防汛預案、防汛抗旱應急預案等的預案調度方案庫,建立包括工程風險隱患、隱患事故案例、工程安全鑒定、專項安全檢查等的工程安全知識庫。設置預警信息快速發(fā)布網,保證各部門快速、整體地把握水利工程全部概況,定期對預案方案庫進行更新修正,依照工程安全知識庫對工程安全定期維護,為水利工程各部門快速高效完成日常工作、處置突發(fā)事件等決策提供輔助。

結合水利模型庫、算法庫,建立監(jiān)管、監(jiān)測為依托,現場指揮、多方聯(lián)動、高度集成的綜合管理模塊。

結合環(huán)境等邊界條件,自動分析水利工程管理過程全生命周期各階段的需求,實現水利工程管理的按需自動控制,實現工程利用最大化。通過數字孿生技術形成的虛擬化映射場景,借助已有可視化模型和模擬仿真引擎,定期調整優(yōu)化模型,增加渲染效果,提升模擬效率,對水利工程進行災害模擬和輔助決策,能夠有效實現水利工程應急可視化指揮。

3.4 水利工程基礎設施建設實現數字化、網絡化、智能化

2022年4月,中央財經委員會第十一次會議指出,基礎設施在支撐經濟社會發(fā)展的中起到重要作用,水利工程建設是全面加強基礎設施建設的重點領域之一。大力推進水利基礎設施建設,能夠拉動有效投資、帶動相關產業(yè)發(fā)展。作為數字化時代的應用新技術,數字孿生技術的應用與發(fā)展,能為水利工程基礎設施建設的發(fā)展完成數字化、信息化、智能化、聯(lián)網化,發(fā)揮基礎設施網絡聯(lián)合效應、資源溢出效應、聯(lián)合乘數效應等,從而迸發(fā)出更穩(wěn)健、更強勁、更長久的新動能。

a.數字孿生技術推動水利工程基礎設施數字化。數字化是將文字、圖像等物理現實信息,經過數字編碼,存儲傳輸后進行加工處理,再投入應用的技術途徑,數字孿生技術提供的虛擬化映射場景、水利模型庫等,均是數字化的具體體現,其為水利工程建設高效管理,幫助災害模擬、預測與決策模擬。大力提升水利工程建設數字化有助于推動水利工程建設進一步高質量發(fā)展,切實提升水利工程建設質量。

b.數字孿生技術推動水利工程基礎設施網絡化。物聯(lián)網是互聯(lián)網自然延伸和拓展的產物。物聯(lián)網利用數字信息技術,將物理實體與虛擬網絡相聯(lián)系,為人們提供所需物理實體的具體信息。數字孿生技術提供的水利工程建設綜合管理模塊、控制系統(tǒng)等,是網絡化的具體表現。水利基礎設施能通過溢出效應帶動總體技術進步,促進經濟增長。水利基礎設施的網絡化進一步推動了該種溢出效應。

c.數字孿生技術推動水利工程基礎設施智能化。智能化反映信息產品的質量屬性,實現智能化的主要途徑是發(fā)展人工智能。就目前來看,以大數據為基礎,以數字算法與模型為技術手段,以強大的計算能力為支撐,是當前水利工程建設與管理的發(fā)展趨勢。數字孿生技術在水利工程建設管理中的具體表現為人工智能算法、水利數據計算中心等。推進水利高質量發(fā)展,應注重推動現代化水利工程基礎設施網絡系統(tǒng)的升級改造。

4 結論與建議

數字孿生技術的賦能為水利工程建設管理提供了新的方向,其物理本體和虛擬數據之間的相互映射能夠有效提高管理人員對水利工程建設管理的了解、分析、預測、優(yōu)化以及輔助決策等工作的科學性、精確性,對提升水利工程管理的質量及效率的提升也具有重要意義。數字孿生技術的賦能,在推動水利工程智慧化的過程中起到了關鍵性作用。數字化映射提高了水利工程建設的智能感知與信息共享的能力,數字孿生管理平臺提高了協(xié)調調度的高效性,結合水利模型庫形成的綜合管理模塊提升了水利工程的防控能力和科學化水平。隨著云計算、物聯(lián)網、大數據、人工智能等新技術的蓬勃發(fā)展,數字孿生技術賦能水利工程建設,將引領水利工程建設管理進入新階段。

基于現今數字孿生水利工程建設現狀,提出以下建議:第一,要加大資金投入和技術運用力度,充分利用先進技術和網絡平臺,大力推進水利工程建設從“智慧水利”到“數字孿生”的轉變。第二,要充分發(fā)揮數字孿生的賦能作用,進一步推動水利工程建設高質量發(fā)展,堅持以加快數字孿生技術和數字水利工程為導向,立足實際,推動數字孿生水利工程建設在實踐中不斷優(yōu)化。第三,在未來數字孿生賦能水利工程建設的過程中,提高數據建設精度和數據更新頻率,對發(fā)生較大變化的重要部位的數據及時更新;定期調整優(yōu)化數字孿生智能分析模型,提高運行效率;提高水利建設全過程高保真模擬,實現全面實時監(jiān)測;對數字孿生水利工程中的數據安全開展風險監(jiān)控,建設相關安全運營中心,利用技術監(jiān)控數據全周期安全。