數(shù)字孿生灌區(qū)建設(shè)技術(shù)指南（試行）

1 1.1編制目的 1.2適用范圍 1.3編制依據(jù)與引用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 1.3.1編制依據(jù) 1.3.2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 1.4基本原則 1.5建設(shè)定位及任務(wù) 2總體架構(gòu) 2.1總體架構(gòu) 3信息化基礎(chǔ)設(shè)施 3.1立體感知體系 3.1.1一般要求 3.1.2水情監(jiān)測(cè) 3.1.3工情監(jiān)測(cè) 3.1.4農(nóng)情監(jiān)測(cè) 3.1.5氣象監(jiān)測(cè) 3.3支撐保障體系 3.3.1一般要求 3.3.2應(yīng)用支撐平臺(tái) 3.3.3通信網(wǎng)絡(luò) 23.3.4計(jì)算存儲(chǔ) 103.3.5調(diào)度中心 114數(shù)字孿生平臺(tái) 114.1數(shù)據(jù)底板 114.2模型庫 114.3知識(shí)庫 135業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái) 145.1一般要求 145.2主要業(yè)務(wù)應(yīng)用 155.3典型智能業(yè)務(wù)應(yīng)用 166網(wǎng)絡(luò)安全體系 186.1一般要求 186.2組織管理 186.3安全技術(shù) 186.4安全運(yùn)營 196.5監(jiān)督檢查 196.6數(shù)據(jù)安全 207運(yùn)行維護(hù)體系 2011.1編制目的按照水利部關(guān)于智慧水利和數(shù)字孿生流域、數(shù)字孿生水網(wǎng)、數(shù)字孿生水利工程建設(shè)的工作部署，為推進(jìn)數(shù)字孿生灌區(qū)建設(shè)，明確數(shù)字孿生灌區(qū)的內(nèi)涵，規(guī)范建設(shè)內(nèi)容、技術(shù)要求，特制定本1.2適用范圍本指南適用于大中型灌區(qū)的數(shù)字孿生灌區(qū)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行管理等。1.3編制依據(jù)與引用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范1.3.1編制依據(jù)《關(guān)于大力推進(jìn)智慧水利建設(shè)的指導(dǎo)意見》（水信息《智慧水利建設(shè)頂層設(shè)計(jì)》（水信息[2021]323）《數(shù)字孿生流域共建共享管理辦法（試行）》（水信息《數(shù)字孿生水利工程建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則（試行）》（水信息《水利業(yè)務(wù)“四預(yù)”基本技術(shù)要求（試行）》（水信息21.3.2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范GB/T15966水文儀器基本參數(shù)及通用技術(shù)條件GB/T21303灌溉渠道系統(tǒng)量水規(guī)范GB/T22240信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)定級(jí)指南GB/T28714取水計(jì)量技術(shù)導(dǎo)則SL21降水量觀測(cè)規(guī)范要求SL364土壤墑情監(jiān)測(cè)規(guī)范SL551土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范SL566水利水電工程水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范SL601混凝土壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范SL725水利水電工程安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范SL766大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)鑒定技術(shù)規(guī)范SL768水閘安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范SL/T水利對(duì)象分類與編碼總則SL/T803水利網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)技術(shù)規(guī)范SL/T809水利對(duì)象基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標(biāo)識(shí)符1.4基本原則數(shù)字孿生灌區(qū)建設(shè)應(yīng)遵循以下原則：1需求牽引、應(yīng)用至上。結(jié)合灌區(qū)管理實(shí)際，深入分析灌區(qū)業(yè)務(wù)管理需求，因地制宜開展基礎(chǔ)設(shè)施和平臺(tái)體系建設(shè)，強(qiáng)化業(yè)務(wù)應(yīng)用，支撐灌區(qū)管理。32統(tǒng)籌謀劃、分步實(shí)施。結(jié)合灌區(qū)實(shí)際，謀劃頂層設(shè)計(jì)，明確建設(shè)目標(biāo)和建設(shè)內(nèi)容，急用先建、分步實(shí)施。3整合共享、集約建設(shè)。按照“整合已建、統(tǒng)籌在建、規(guī)范新建”的要求，注重信息化資源整合與共建共用，充分挖掘和利用現(xiàn)有的信息采集、網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)算存儲(chǔ)及互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)等基礎(chǔ)設(shè)施，避免重復(fù)建設(shè)。4融合創(chuàng)新、先進(jìn)實(shí)用。緊密圍繞灌區(qū)業(yè)務(wù)和功能需求與新一代信息技術(shù)融合創(chuàng)新，強(qiáng)化云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G、區(qū)塊鏈等信息技術(shù)應(yīng)用，賦能灌區(qū)水資源配置與供用水調(diào)度、水旱災(zāi)害防御等主要業(yè)務(wù)。5整體防護(hù)、安全可靠。按照相關(guān)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，構(gòu)建安全可靠的網(wǎng)絡(luò)安全體系，保障網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng)的安全，應(yīng)優(yōu)先采用自主可控軟硬件。1.5建設(shè)定位及任務(wù)1.5.1建設(shè)定位數(shù)字孿生灌區(qū)是以物理灌區(qū)為單元、時(shí)空數(shù)據(jù)為底座、數(shù)學(xué)模型為核心、水利知識(shí)為驅(qū)動(dòng)，對(duì)物理灌區(qū)全要素和建設(shè)運(yùn)行全過程進(jìn)行數(shù)字映射、智能模擬、前瞻預(yù)演，與物理灌區(qū)同步仿真運(yùn)行、虛實(shí)交互、迭代優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理灌區(qū)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、發(fā)現(xiàn)問題、優(yōu)化調(diào)度的新型基礎(chǔ)設(shè)施。1.5.2建設(shè)任務(wù)在灌區(qū)信息化建設(shè)基礎(chǔ)上，充分利用智慧水利、數(shù)字孿生流4域、數(shù)字孿生水利工程和數(shù)字孿生水網(wǎng)建設(shè)等相關(guān)成果，強(qiáng)化信息感知、資源共享、決策支持、泛在服務(wù)等體系構(gòu)建；以數(shù)字化場(chǎng)景、智能化模擬、精準(zhǔn)化決策為路徑，推進(jìn)灌區(qū)數(shù)字化、監(jiān)2總體架構(gòu)2.1總體架構(gòu)數(shù)字孿生灌區(qū)建設(shè)包括信息化基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字孿生平臺(tái)、業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)安全體系、運(yùn)行維護(hù)體系等。數(shù)字孿生灌區(qū)總圖1數(shù)字孿生灌區(qū)總體架構(gòu)圖2.2.1物理灌區(qū)主要包括水源工程，灌溉排水工程體系，灌溉區(qū)域、作物種植結(jié)構(gòu)及主要用水戶等。52.2.2信息化基礎(chǔ)設(shè)施主要包括立體感知體系、自動(dòng)控制應(yīng)用支撐、運(yùn)行管理等提供基礎(chǔ)支撐和算力保障。2.2.3數(shù)字孿生平臺(tái)包括數(shù)據(jù)底板、模型庫、知識(shí)庫等。數(shù)據(jù)底板為模型庫和知識(shí)庫提供算據(jù)；模型庫和知識(shí)庫為典型應(yīng)用提供算法。其中，數(shù)據(jù)底板包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)和外部共享數(shù)據(jù)，模型庫包括水利專題模型、智能識(shí)別模型、可視化模型，知識(shí)庫包括多年運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)?zāi)毘傻膶＜医?jīng)驗(yàn)和業(yè)務(wù)規(guī)則。2.2.4業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)包括供需水感知與預(yù)報(bào)、水資源配置與供用水調(diào)度、水旱災(zāi)害防御、工程管理、自動(dòng)控制、量水與水費(fèi)計(jì)收、水公共服務(wù)及灌區(qū)一張圖等主要業(yè)務(wù)模塊。監(jiān)督檢查、數(shù)據(jù)安全等。2.2.5運(yùn)行維護(hù)體系包括管理制度、運(yùn)維保障、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范3信息化基礎(chǔ)設(shè)施3.1立體感知體系3.1.1一般要求3.1.1.1灌區(qū)應(yīng)基于地形條件和管理需求，利用3S、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G等現(xiàn)代信息技術(shù)，匯集多種類型的傳感終端，構(gòu)建“天空地”一體的透徹感知6體系，實(shí)現(xiàn)全時(shí)空的泛在感知。3.1.1.2灌區(qū)數(shù)字孿生建設(shè)應(yīng)充分共享數(shù)字孿生流域和數(shù)字孿生水利工程監(jiān)測(cè)感知數(shù)據(jù)，科學(xué)規(guī)劃監(jiān)測(cè)感知體系，擴(kuò)展監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、加大監(jiān)測(cè)密度、提高監(jiān)測(cè)頻次，可參照《數(shù)字孿生水利工程建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則（試行）》的有關(guān)規(guī)定。3.1.1.3監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備選型應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形地質(zhì)條件、工程狀況、精度要求、類似工程經(jīng)驗(yàn)確定。監(jiān)測(cè)信息宜采用自動(dòng)采集傳輸方式獲取。3.1.2水情監(jiān)測(cè)3.1.2.1應(yīng)根據(jù)灌區(qū)所在地域和規(guī)模、渠道特點(diǎn)以及水量根據(jù)灌區(qū)管理需要，可對(duì)灌區(qū)范圍內(nèi)的機(jī)井取水量和水位進(jìn)行3.1.2.2量水監(jiān)測(cè)的基本要素為水位、流速和流量，監(jiān)測(cè)站點(diǎn)布設(shè)應(yīng)符合GB/T28714、GB/T21303的規(guī)定。3.1.2.3量水儀器基本參數(shù)及通用技術(shù)應(yīng)符合GB/T159663.1.2.4應(yīng)綜合考慮量測(cè)精度、水流條件、水頭損失、抗干擾性、安裝環(huán)境等因素，合理選用設(shè)備設(shè)施。3.1.2.5根據(jù)灌區(qū)管理需求，可在?。ㄒ┧?、地下水取水口、排（退）水口、用水管理分界點(diǎn)等開展水質(zhì)監(jiān)測(cè)。73.1.3工情監(jiān)測(cè)3.1.3.1工情監(jiān)測(cè)宜覆蓋水源工程，?。ㄒ┧こ蹋谜竟こ?，輸配水渠（管）道、田間灌溉渠系、排（退及其建筑物、機(jī)電設(shè)備、金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備、管理設(shè)施等。3.1.3.2工情信息可采用儀器設(shè)備監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)視、無人機(jī)巡航、人工巡查等方式進(jìn)行采集。3.1.3.3工程運(yùn)行信息宜監(jiān)測(cè)閘（閥）門開度、荷載、過流量、啟閉時(shí)間，泵站運(yùn)行工況，泵站流量、實(shí)時(shí)負(fù)荷、啟停時(shí)間3.1.3.4工程安全信息宜監(jiān)測(cè)水庫大壩、水閘、渡槽、渠道及渠系建筑物（重點(diǎn)監(jiān)測(cè)高邊坡、高填方段）、堤防工程等的變SL601、SL725、SL766、SL768等的規(guī)定。3.1.4農(nóng)情監(jiān)測(cè)3.1.4.1農(nóng)情信息監(jiān)測(cè)宜包括種植結(jié)構(gòu)、作物需耗水、灌溉面積、土壤墑情或田間水層、作物長勢(shì)等。在充分共享相關(guān)部門農(nóng)情信息的基礎(chǔ)上，可補(bǔ)充布設(shè)農(nóng)情信息監(jiān)測(cè)點(diǎn)。3.1.4.2土壤墑情監(jiān)測(cè)站配置應(yīng)符合SL364的規(guī)定，稻田還應(yīng)配備水位傳感器監(jiān)測(cè)水層深度。3.1.4.3根據(jù)灌區(qū)實(shí)際需求，可采用衛(wèi)星遙感、無人機(jī)監(jiān)測(cè)等方式開展灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)、作物需耗水、灌溉面積、作物長勢(shì)與產(chǎn)量以及墑情等信息監(jiān)測(cè)。83.1.5氣象監(jiān)測(cè)3.1.5.1根據(jù)管理需要，在充分共享相關(guān)部門氣象信息的基礎(chǔ)上，可布設(shè)氣象站或雨量站。3.1.5.3降雨量觀測(cè)應(yīng)符合SL21的規(guī)定。排（退）水自動(dòng)控制系統(tǒng)和田間自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)。3.2.2?。ㄒ┧?、輸配水及退（排）水自動(dòng)控制系統(tǒng)可根據(jù)系統(tǒng)下達(dá)的指令，實(shí)現(xiàn)水泵、水閘、閥門等的自動(dòng)控制。3.2.3田間自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)可根據(jù)系統(tǒng)下達(dá)的灌溉指令或事先設(shè)置的程序，實(shí)現(xiàn)田間灌溉和排水的水泵、水閘、閥門等3.2.4閘門自動(dòng)控制宜包括閘門開度、閘前/后水位、閘門上/下限位、動(dòng)力電壓/電流、視頻等監(jiān)測(cè)設(shè)備，應(yīng)配備安全網(wǎng)3.2.5泵站控制系統(tǒng)宜包括壓力、溫度、流量及泵站進(jìn)、出水池水位和電氣設(shè)備運(yùn)行參數(shù)等監(jiān)測(cè)設(shè)備。3.2.6閥門控制系統(tǒng)宜包括電動(dòng)/電磁閥門、流量計(jì)、閥門控制器等，可采用有線/無線方式，支持遠(yuǎn)程/現(xiàn)地控制閥門啟93.2.7控制系統(tǒng)應(yīng)配置RTU或PLC，具備數(shù)據(jù)自動(dòng)上報(bào)、故并采用安全可靠的網(wǎng)絡(luò)傳輸方式。3.3支撐保障體系3.3.1一般要求3.3.1.1支撐保障體系宜建設(shè)應(yīng)用支撐平臺(tái)、通信網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算存儲(chǔ)、調(diào)度中心等。3.3.1.2應(yīng)用支撐平臺(tái)宜采用微服務(wù)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)水旱災(zāi)害防御、水資源調(diào)配、工程管理等業(yè)務(wù)應(yīng)用。3.3.1.3應(yīng)具備共享接入相關(guān)部門發(fā)布的水文、氣象、農(nóng)情、汛情等信息的能力。3.3.1.4可采用自建云、共享行業(yè)云和政務(wù)云等方式建設(shè)。3.3.2應(yīng)用支撐平臺(tái)3.3.2.1配置的基礎(chǔ)軟件包括地理信息、數(shù)據(jù)庫、中間件等，應(yīng)具備統(tǒng)一認(rèn)證、統(tǒng)一門戶、運(yùn)維監(jiān)控、日志采集、空間信息分析、信息交換等能力。3.3.2.2灌區(qū)應(yīng)建設(shè)支持多網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議接入的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，包括連接管理、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)管理、業(yè)務(wù)支撐以及系統(tǒng)管理，提供從設(shè)備接入到數(shù)據(jù)推送全流程能力。3.3.3通信網(wǎng)絡(luò)3.3.3.1灌區(qū)應(yīng)建設(shè)測(cè)站與分中心（或中心）、分中心與中心之間的通信網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)充分考慮信息的分級(jí)存儲(chǔ)、分層管理、傳輸?shù)呢?fù)載均衡等技術(shù)措施。3.3.3.2灌區(qū)宜構(gòu)建覆蓋全灌域取水口、分水口、排水口的閘、閥、泵監(jiān)控站點(diǎn)的通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)傳感信息和控制指令的涉及群眾生命財(cái)產(chǎn)安全的泄洪閘、用于渠道輸水控制的節(jié)制閘以及重要的分水閘應(yīng)采用控制專網(wǎng)。3.3.3.4灌區(qū)宜自建或租用運(yùn)營商通信網(wǎng)絡(luò)，接入上級(jí)水行政主管部門的水利專網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與上級(jí)水行政主管部門的信息3.3.4計(jì)算存儲(chǔ)3.3.4.1灌區(qū)應(yīng)建立統(tǒng)一編碼、高效屬性識(shí)別的數(shù)據(jù)庫，灌區(qū)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與開發(fā)應(yīng)符合SL/T213、SL/T809相關(guān)規(guī)定。3.3.4.2計(jì)算存儲(chǔ)應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景需求選配建設(shè)基礎(chǔ)計(jì)算與存儲(chǔ)、人工智能計(jì)算和邊緣計(jì)算。3.3.4.3基礎(chǔ)計(jì)算與存儲(chǔ)應(yīng)包含服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等軟硬件，并預(yù)留冗余和發(fā)展空間。3.3.4.4根據(jù)數(shù)字孿生灌區(qū)的智能識(shí)別模型訓(xùn)練、知識(shí)學(xué)習(xí)推理等計(jì)算需求，配備必要的人工智能計(jì)算資源。3.3.4.5根據(jù)灌區(qū)分中心、管理站的需求，配備邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，為視頻監(jiān)控、AI智能分析提供邊緣計(jì)算環(huán)境。3.3.5調(diào)度中心3.3.5.2根據(jù)水資源配置與供用水調(diào)度、水旱災(zāi)害防御和工程管理等多級(jí)業(yè)務(wù)需要，建設(shè)多級(jí)聯(lián)動(dòng)的視頻會(huì)商系統(tǒng)。4數(shù)字孿生平臺(tái)4.1數(shù)據(jù)底板4.1.1在數(shù)字孿生流域和數(shù)字孿生工程數(shù)據(jù)底板基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌數(shù)字孿生灌區(qū)模型庫、知識(shí)庫、業(yè)務(wù)應(yīng)用等數(shù)據(jù)需求，匯聚和補(bǔ)充數(shù)字孿生灌區(qū)相關(guān)數(shù)據(jù)，共享其他部門或行業(yè)數(shù)據(jù)。4.1.2應(yīng)按照基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)、外部共享數(shù)據(jù)的分類方式，建設(shè)灌區(qū)數(shù)據(jù)底板。數(shù)據(jù)底水網(wǎng)建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則（試行）》《數(shù)字孿生水利工程建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則4.1.3應(yīng)按照已有水利對(duì)象編碼標(biāo)準(zhǔn)，按照統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，匯聚多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合。4.2模型庫4.2.1灌區(qū)專題模型4.2.1.1應(yīng)在充分共享數(shù)字孿生流域和數(shù)字孿生水利工程專業(yè)模型的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充完善灌區(qū)專題模型，支撐灌區(qū)模擬仿真和推演分析。4.2.1.2灌區(qū)專題模型宜包括來水預(yù)報(bào)、需水預(yù)測(cè)、水資源配置、輸配水聯(lián)合調(diào)度、田間灌排及水旱災(zāi)害防御等模型。4.2.1.3來水預(yù)報(bào)模型包括蓄水工程匯水區(qū)降雨預(yù)報(bào)、產(chǎn)匯流預(yù)報(bào)、塘庫蓄水動(dòng)態(tài)變化等模型。4.2.1.4需水預(yù)測(cè)模型包括作物需耗水、城鄉(xiāng)供水、工業(yè)需水、生態(tài)需水等預(yù)測(cè)模型。4.2.1.5水資源配置模型包括水源可供水量分析模型，灌溉、城鄉(xiāng)供水、工業(yè)、生態(tài)用水的多目標(biāo)配置等模型。4.2.1.6輸配水聯(lián)合調(diào)度模型包括輸配水渠/管（溝）道水調(diào)度等模型。4.2.1.7田間灌排模型包括作物生長模型、土壤水動(dòng)力學(xué)模型、地面灌溉水流推進(jìn)、噴滴灌水分運(yùn)移、田間產(chǎn)流、匯水排水等模型。4.2.1.8水旱災(zāi)害防御模型包括灌區(qū)范圍內(nèi)暴雨預(yù)報(bào)模型、洪水預(yù)報(bào)模型、干旱預(yù)報(bào)模型，水污染、旱澇等應(yīng)急調(diào)度模型。可按需建設(shè)骨干渠道沿線冰凌預(yù)報(bào)模型。4.2.2智能識(shí)別模型4.2.2.1在充分共享數(shù)字孿生流域和數(shù)字孿生水利工程智能識(shí)別模型的基礎(chǔ)上，應(yīng)按照《數(shù)字孿生流域建設(shè)技術(shù)大綱（試建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則（試行）》有關(guān)要求，結(jié)合灌區(qū)業(yè)務(wù)應(yīng)用實(shí)際需要補(bǔ)充構(gòu)建智能識(shí)別模型庫。4.2.2.2智能識(shí)別模型庫包括遙感識(shí)別、視頻識(shí)別、音頻識(shí)別等模型。4.2.3可視化模型4.2.3.1在充分共享數(shù)字孿生流域和數(shù)字孿生水利工程可視化模型的基礎(chǔ)上，應(yīng)按照《數(shù)字孿生流域建設(shè)技術(shù)大綱（試合灌區(qū)業(yè)務(wù)應(yīng)用實(shí)際需要補(bǔ)充構(gòu)建可視化模型庫。4.2.3.2可視化模型構(gòu)建對(duì)象宜包括蓄水工程、?。ㄒ┧こ?、灌區(qū)輸配水、排水工程和地理背景。4.2.3.3可視化模型宜在滿足仿真模擬、綜合展示、業(yè)務(wù)管理等的前提下，建立多細(xì)節(jié)層次模型。4.3知識(shí)庫4.3.1在充分共享數(shù)字孿生流域和數(shù)字孿生水利工程知識(shí)字孿生水利工程建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則（試行）》有關(guān)要求，結(jié)合灌區(qū)供水利對(duì)象關(guān)聯(lián)關(guān)系、歷史場(chǎng)景和調(diào)度方案等知識(shí)。洪水預(yù)報(bào)、干旱預(yù)報(bào)等模型優(yōu)選及參數(shù)集。宜在共享數(shù)字孿生流域和數(shù)字孿生水利工程相關(guān)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方案基礎(chǔ)上，結(jié)合灌區(qū)用水調(diào)度需求，補(bǔ)充相關(guān)控制單元的預(yù)報(bào)方案，并結(jié)合預(yù)報(bào)效果及專家經(jīng)驗(yàn)對(duì)預(yù)報(bào)方案知識(shí)進(jìn)行更新融合。4.3.3業(yè)務(wù)規(guī)則知識(shí)包括水資源調(diào)配、灌溉制度擬定、水旱災(zāi)害防御、安全運(yùn)行監(jiān)控等業(yè)務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警研判和調(diào)度規(guī)則。宜在共享數(shù)字孿生流域和數(shù)字孿生水利工程相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警研判和調(diào)度規(guī)則基礎(chǔ)上，結(jié)合灌區(qū)供用水調(diào)度和預(yù)警需求，補(bǔ)充相關(guān)水旱災(zāi)害防御、水源供水短缺風(fēng)險(xiǎn)等預(yù)警研判和調(diào)度規(guī)則。4.3.4水利對(duì)象關(guān)聯(lián)關(guān)系用于描述物理灌區(qū)中的水利工程和水利對(duì)象治理管理活動(dòng)等實(shí)體、概念及其關(guān)系,包括空間關(guān)系、管理關(guān)系、水流關(guān)系等。4.3.5歷史場(chǎng)景知識(shí)包括水資源配置與供用水調(diào)度、水旱災(zāi)害防御、應(yīng)急事件等歷史場(chǎng)景，包括場(chǎng)景特征、處置過程及效果、處置經(jīng)驗(yàn)等內(nèi)容，支撐相似場(chǎng)景的快速查找匹配，支撐預(yù)案預(yù)演模擬。4.3.6調(diào)度方案知識(shí)宜聚焦多目標(biāo)綜合調(diào)度要求，結(jié)合灌區(qū)共用水調(diào)度相關(guān)制度、規(guī)程、手冊(cè)及專家經(jīng)驗(yàn)等知識(shí)來源，利用模擬預(yù)演優(yōu)化等手段，構(gòu)建灌區(qū)多業(yè)務(wù)聯(lián)合的調(diào)度處置預(yù)案、方案。應(yīng)對(duì)調(diào)度方案的執(zhí)行效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行調(diào)度方案知識(shí)的動(dòng)態(tài)更新與融合。5業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)5.1一般要求5.1.1灌區(qū)業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)供需水感知與預(yù)報(bào)決策、水資源配置與供用水調(diào)度、水旱災(zāi)害防御、工程管理、量水與水費(fèi)計(jì)收、水公共服務(wù)及灌區(qū)一張圖等主要業(yè)務(wù)模塊。5.1.2灌區(qū)根據(jù)管理需求，可建設(shè)數(shù)字沙盤應(yīng)用模塊，可開發(fā)水資源配置與供用水調(diào)度、水旱災(zāi)害防御等智能業(yè)務(wù)模塊5.2主要業(yè)務(wù)應(yīng)用5.2.1供需水預(yù)報(bào)與決策模塊可包括供需水感知、供需水預(yù)報(bào)等子模塊。供需水感知子模塊包括水情量測(cè)信息、塘庫蓄水動(dòng)態(tài)變化、作物種植結(jié)構(gòu)、土壤墑情、作物需耗水等。供需水預(yù)報(bào)子模塊宜具有不同預(yù)見期下來水預(yù)報(bào)、需水預(yù)報(bào)等功能。5.2.2水資源配置與供用水調(diào)度模塊可包括水資源配置、水資源調(diào)度等子模塊。水資源配置子模塊宜具有水資源供需平衡分析和生成配置方案等功能。水資源調(diào)度子模塊宜具有自動(dòng)生成調(diào)度預(yù)案、調(diào)度方案仿真推演、調(diào)度方案實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整和供水調(diào)度評(píng)價(jià)等功能。5.2.3水旱災(zāi)害防御模塊可包括旱災(zāi)防御、灌區(qū)防汛等子模塊。旱災(zāi)防御子模塊宜具有旱情監(jiān)測(cè)評(píng)估、抗旱調(diào)度、旱害預(yù)警、旱災(zāi)評(píng)估等功能。灌區(qū)防汛子模塊宜具有來洪預(yù)報(bào)、汛情預(yù)演、汛險(xiǎn)預(yù)警、防汛預(yù)案、物資管理和調(diào)度評(píng)價(jià)等功能。5.2.4量水與水費(fèi)計(jì)收模塊可包括灌溉用水管理、城鄉(xiāng)用水管理以及用水效果評(píng)估等子模塊。灌溉用水管理子模塊宜具城鄉(xiāng)用水管理子模塊宜具有城鄉(xiāng)用水計(jì)量、水費(fèi)收繳、水質(zhì)監(jiān)測(cè)預(yù)警等功能。用水效果評(píng)估子模塊宜具有用水效率評(píng)價(jià)和用水效益評(píng)價(jià)等功能。5.2.5工程管理模塊可包括工程規(guī)劃計(jì)劃管理、工程建設(shè)過程管理、工程運(yùn)行維護(hù)管理等子模塊。工程規(guī)劃計(jì)劃管理子模塊宜具有工程規(guī)劃管理、工程計(jì)劃管理、工程統(tǒng)計(jì)管理等功能。工程建設(shè)過程管理子模塊宜具有對(duì)“設(shè)計(jì)、招標(biāo)、監(jiān)理、進(jìn)工程監(jiān)測(cè)、工程巡檢、安全監(jiān)測(cè)、工程維護(hù)等功能。5.2.6水公共服務(wù)模塊可包括辦公OA、移動(dòng)應(yīng)用等子模塊。辦公OA子模塊宜具有公文管理、公文流轉(zhuǎn)、車輛管理、固定資產(chǎn)管理、會(huì)議管理等功能。移動(dòng)應(yīng)用可包括移動(dòng)APP、微信公眾5.2.7灌區(qū)一張圖模塊宜具有基于二、三維電子地圖對(duì)工程基本信息、監(jiān)測(cè)信息、巡檢信息，配水調(diào)度、水量計(jì)量、水費(fèi)計(jì)收、水旱災(zāi)害防御等信息管理功能。5.3典型智能業(yè)務(wù)應(yīng)用5.3.1灌區(qū)應(yīng)在數(shù)字孿生水利工程建設(shè)基礎(chǔ)上，完善數(shù)據(jù)演功能的孿生引擎，開展水資源配置與供用水調(diào)度、水旱災(zāi)害防御等關(guān)鍵業(yè)務(wù)的智能化應(yīng)用。5.3.2水資源配置與供用水智能調(diào)度模塊應(yīng)具備下列功能：1在水資源配置與供用水調(diào)度管理模塊應(yīng)用基礎(chǔ)上，融合氣象及來水預(yù)報(bào)、需耗水預(yù)測(cè)、流域及工程實(shí)時(shí)雨水情、工程運(yùn)行、工程管理等信息，實(shí)現(xiàn)基于真實(shí)環(huán)境變化的及時(shí)更新。2以作物需耗水預(yù)測(cè)為基礎(chǔ)，以土壤含水量或田間水層深度預(yù)報(bào)為核心，利用水利專業(yè)模型演算，精準(zhǔn)預(yù)報(bào)和預(yù)測(cè)適宜的灌水時(shí)間和灌水量。3根據(jù)預(yù)測(cè)的灌水時(shí)間和灌水量，以及來水預(yù)報(bào)，結(jié)合工程供水能力（灌溉模型）或工程調(diào)度規(guī)則，利用決策模型確定水資源配置方案。4根據(jù)水資源配置方案自動(dòng)生成閘/閥等調(diào)度節(jié)點(diǎn)的調(diào)度預(yù)案，開展調(diào)度預(yù)案下輸配水過程仿真推演，計(jì)算灌域各級(jí)渠道用水和灌溉進(jìn)度等信息，優(yōu)化制定供用水調(diào)度方案。5根據(jù)水雨情、工情和農(nóng)情實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，對(duì)供用水調(diào)度5.3.3水旱災(zāi)害防御智能調(diào)度模塊應(yīng)具備下列功能：1在水旱災(zāi)害防御模塊應(yīng)用基礎(chǔ)上，融合氣象及來水預(yù)報(bào)、流域及工程實(shí)時(shí)雨水情、工程運(yùn)行、工程管理等信息，實(shí)現(xiàn)基于真實(shí)環(huán)境變化的及時(shí)更新。2利用水文氣象耦合、概率預(yù)報(bào)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)汛旱情精準(zhǔn)預(yù)報(bào)預(yù)警。3統(tǒng)籌防洪、供水、發(fā)電、生態(tài)用水等調(diào)度目標(biāo)，根據(jù)調(diào)度方案，調(diào)用來水預(yù)報(bào)、洪水演進(jìn)或旱情態(tài)勢(shì)分析研判等水利專業(yè)模型及調(diào)度規(guī)程、歷史洪水或干旱等相關(guān)知識(shí)，對(duì)洪水淹沒影響、工程泄流應(yīng)用或應(yīng)急抗旱、水量調(diào)度等場(chǎng)景進(jìn)行模擬預(yù)4根據(jù)多方案推演結(jié)果，優(yōu)化生成水旱災(zāi)害防御預(yù)案。5根據(jù)水雨情、工情和農(nóng)情實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，對(duì)水旱災(zāi)害防御預(yù)案適時(shí)修正。6網(wǎng)絡(luò)安全體系6.1一般要求6.1.1應(yīng)依據(jù)GB/T22240、SL803/T等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，確定系統(tǒng)安全保護(hù)等級(jí)，構(gòu)建完善的網(wǎng)絡(luò)安全組織管理體系、安全技術(shù)體系、安全運(yùn)營體系和監(jiān)督檢查體系，加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全保護(hù)，全面保障數(shù)字孿生灌區(qū)系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)安全。6.1.2應(yīng)充分利用國產(chǎn)軟硬件、商用密碼以及網(wǎng)絡(luò)安全新技術(shù)，不斷提升數(shù)字孿生灌區(qū)安全防護(hù)水平。6.2組織管理6.2.1應(yīng)落實(shí)網(wǎng)絡(luò)安全管理機(jī)構(gòu)和人員，建立網(wǎng)絡(luò)安全責(zé)任制，明確網(wǎng)絡(luò)安全管理機(jī)構(gòu)、落實(shí)安全責(zé)任。6.2.2應(yīng)建立供應(yīng)鏈安全管理制度，嚴(yán)格軟硬件供應(yīng)商、開發(fā)單位、設(shè)計(jì)單位、集成單位、運(yùn)行維護(hù)單位和人員的管理；優(yōu)先采購安全可信的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和服務(wù)，采購網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和服務(wù)可能影響國家安全的，應(yīng)按照國家網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)定進(jìn)行安全審查。6.3安全技術(shù)6.3.1應(yīng)按照網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)相應(yīng)等級(jí)