峡江水利枢纽工程数字孪生平台关键技术及应用

任务来源：

技术领域：水土保持

技术来源：江西省水利厅推荐

技术简介

依托三维建模、物联网、云计算、大数据等技术，整合峡江水利枢纽工程地理空间数据、基础数据、监测数据、业务管理数据、外部共享数据等多源异构数据，构建数字孪生峡江高精度数据底板，利用三维场景云端渲染技术，将峡江水利枢纽工程“物理世界”转化为精细的“孪生世界”；基于数据底板建设成果，构建大坝安全与金属结构的工程安全模型，实现工程安全预测预警、工程运行状态评估、金属结构安全监测与智能运维，充分发挥数据应用价值，极大提升了水利工程精细化管理水平与安全风险感知能力；结合知识库、孪生引擎建设，搭建完整的峡江水利枢纽工程数字孪生平台，高效支撑数字孪生峡江水利枢纽工程业务应用建设。

主要性能指标

技术特色

1.创建了融合三维建模、GIS、云渲染、物联网、大数据等技术的高精度数据底板。基于三维模型、GIS、物联网等技术的融合应用，建立水利工程重点管理对象高精度数据底板，实现工程可视化与业务数字化相结合；创新性地利用云端渲染技术，突破传统三维场景客户端渲染、大屏展示的应用方式，实现通过浏览器即可直观、全面的了解工程实时运行状态，极大的提升了水利工程精细化管理水平。 2.创造性提出海量多源异构数据治理体系，高效实现了多源异构数据治理及水利工程画像构建。创建了“源、汇、存、治、管、用”一体的数据治理体系，明确了“一数一源”的治理原则，打通了工控网与业务网数据传输链路，实现了海量多源异构数据治理，攻克了水利工程健康画像模型化指标化描述难题，充分发挥了数据价值和数据服务能力，有效支撑了数字孪生峡江水利枢纽工程建设。 3.系统性构建了大坝安全与金属结构安全模型，实现大坝安全运行性态评价及金属结构监测预警。创新性地采用多学科交叉方法建立大坝结构安全监测统计模型、典型坝段预测模型与大坝安全评价模型，实现大坝安全预报预警、安全运行性态评价；系统性提出对弧形闸门与液压启闭机健康状态实时监测，对采集数据进行分析和判断，实现闸门安全状态的准确判断，为闸门的运行维养工作提供科学决策

推广情况

项目成果在峡江工程在工程安全、防洪调度、运行管护等实际工作中均取得应用成效。以大坝安全监测数据为支撑，构建位移、裂缝开度、渗流、应力应变4类统计分析模型；模型训练数据量为17万条，实现了峡江工程共计40个典型坝段的安全评价与安全预警；结合泄水闸的实际工况，布设加速度、倾角监测、微应变等传感器，实现闸门与液压启闭机运行状态在线监测，并通过模型分析，实现闸门启闭机的健康度判断。在“赣江2022年第1号洪水”来袭之际，峡江水利枢纽工程管理局依托数字孪生峡江的高精度数据底板，结合防洪调度业务场景，构建水文预报模型、水动力模型，实现三天预见期洪水滚动预报和流域洪水演进模拟，为防洪调度提供了决策支撑。全方位整合了水雨情、安全监测、视频监控、业务管理等多源异构数据，实现了工程运行状态“天空地”的实时监控，已完成巡查巡检任务4500余次、交接班2800余次、水位观测记录4300余条、执行调度指令730余次、登记入库资产共490余项，建立数据模型184个、汇聚任务109个、数据服务52个、存储数据量2.22TB，为工程运行管护开启“智慧眼”。

典型案例

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