解锁未来智慧水务管理：数字孪生系统构建

解锁未来智慧水务管理：数字孪生系统构建

数字孪生概念

数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。

数字孪生政策引导

2019年11月，发改委发布《关于推动先进制造业和现代服务业深度融合发展的实施意见》，提出深化制造业和互联网融合发展，营造融合发展新生态，突破工业机理建模、数字孪生、信息物理系统等关键技术。

近年来，随着“十四五”规划的出台，数字孪生相关政策部署与落地明显提速。

数字孪生赋能智慧水务

数字孪生与城市智慧水务管理相结合，为智慧水务注入强大活力，不仅精确还原城市水务系统的运行状态，还能在镜像映射的“虚拟空间”中通过物联网实现数据信息的实时双向互联互通，仿真“虚拟城市”运作，优化城市智慧水务管理决策。

智慧水务数字孪生系统构建

智慧水务数字孪生总体架构：打造数字底座新基石

智慧水务数字孪生平台以基础地理信息、三维模型数据、实时感知数据、运维管理数据等多源数据为核心，实现水务全量信息的匹配融合和全局统筹，整合”GIS+BIM+IoT”，构建全域全时全空间全场景的的智慧水务数字底座，并通过先进的数据分析和仿真技术，深挖数据价值，打造一套科学可行的智慧水务数字孪生应用体系，成为城市智慧水务管理的得力助手，为城市可持续发展提供坚实支持。

智慧水务数字孪生三维构建：可视化立体化呈现城市水务

以真实城市地形、道路、建筑（园区/小区、水厂/污水厂、泵房/二供泵房等）、隧道、地上管线、地下管网、植被等信息为基础，融合BIM和GIS，构建全信息对象的精细模型，全方位复现城市水务管线网络与监测设备。

智慧水务数字孪生构建步骤

①多源数据融合

整合来自同一城市不同水务设施的多源数据，涵盖水质、水量、水压等多方面信息的综合监测，实现空间位置和数据的联动查询与灵活管理，以三维场景形式直观全局呈现。

②运行态势感知

通过对接SCADA系统，感知城市智慧水务系统运行态势，实现城市用水监测、泵站供水监测、管网漏损监测、污水处理监测、排水防涝监测、河湖生态监测，细分场景设置告警阈值，达到阈值自动触发告警，提高城市水务运行的应急响应能力。

③模拟分析研判

集成大量的历史数据和实时数据，结合专业分析算法和数据模型，进行多场景多维度仿真预测分析，深入研判，为管理决策提供科学依据。

④应急联动响应

结合运行态势与预测预警模型，研判潜在风险，提前进行预警和告警，启动应急处置措施，实现跨部门、跨场景、跨业务的协同指挥调度，最大程度减少损失。

城市智慧水务在现实场景中进行调试、调整与优化的成本是巨大的，通过数字孪生技术虚拟环境模拟的方式，管理人员和运维人员可以模拟各种场景，预测不同条件下的运行状态。极大地降低了城市智慧水务管理与运作的试错成本。数字孪生技术的应用也让城市智慧水务远程调试成为可能，无需亲临现场，即可通过平台远程监测、分析、调整，并进行根源问题的在线回溯，提高操作便携性的同时更加高效地保障城市智慧水务整体的正常运行。

数字孪生的应用为城市智慧水务带来了前所未有的效益与发展，让城市智慧水务管理更加全面、直观、灵活，推动城市智慧水务向更科学、更绿色、更高校的方向迈进。