數(shù)字孿生水利工程建設方案

水利部將推進智慧水利建設作為推動新階段水利高質量發(fā)展的六。是推進智慧水利建設的實施措施。水利部近兩年先后從行政、規(guī)劃、工作、技術四個層面制定印發(fā)了系列任單。完成了頂層設計。數(shù)字孿生水利建設是一項技術難度大、管理復雜的系統(tǒng)工程，存在技術和管理方面的難點，水利部通過開展技術攻關和先行先試，探索了解決難點的思路舉措。數(shù)字李生水利建設的重點與難點數(shù)字孿生水利建設目標數(shù)字李生水利建設的重點與難點數(shù)字孿生水利建設目標數(shù)字孿生水利工程建設方案數(shù)字孿生水利工程建設方案是什么為什么建什么怎么建定義定位形勢要求實施路徑-定義定位一定位智慧水利——全局性大目標,智慧水利——全局性大目標,是水利高質量發(fā)展的顯著標志，是大方向和趨勢。推進智慧是推動新階段水利高質量發(fā)展的。數(shù)字李生水利——實施措施,統(tǒng)籌建設數(shù)字孿生流域、數(shù)字孿生水網(wǎng)、數(shù)字孿生水利工程，構建具有“四預”功能的數(shù)字孿生水利體系。預"功能的數(shù)字李生水利體系和"2+N"業(yè)務四預"定義定位一定義數(shù)字李生流域是以數(shù)字李生流域是以物理流域為流域全要素和水利治理管理活動全的。數(shù)字李生水利工程是以物理水利工程為單元、時空數(shù)據(jù)為底座、數(shù)學模型為核心、水利知識為驅動，對物理水利工程全要素和水利治理管理活動全過程進行數(shù)字映射、智能模擬、前瞻預演，與物理工程同實現(xiàn)對物理工程的實時監(jiān)控、發(fā)現(xiàn) 的。流域、數(shù)字孿生水網(wǎng)、數(shù)字孿生水利工程等新型基礎設施，實現(xiàn)流域防洪、水資源管理與調配等“2+N"業(yè)務應用 段水利高質量發(fā)展提供有力支撐和強力驅動。數(shù)字孿生水網(wǎng)是以物理水網(wǎng)為水網(wǎng)全要素和水利治理管理活動全 的。定義定位一定義基本內涵是制定水利災害風險指標和閾值基本內涵是制定水利災害風險指標和閾值，拓寬預空間占用、水生態(tài)環(huán)境危害及相關次生災害等預警信息直達水利工作一線和受影響區(qū)域的社會公眾，及時采取應急處置措施，做好防災避險準備?；緝群且粤饔驗閱卧裱陀^規(guī)律，在總結分析典型歷史事件和及時掌握現(xiàn)狀的基礎上，根據(jù)業(yè)務需求，采用基于機理揭示和規(guī)律把握、數(shù)理統(tǒng)計和數(shù)據(jù)挖掘技術等數(shù)學模型方法，對水安全要素發(fā)展趨勢做出提高預報精度、延長預見期?；緝群且罁?jù)預演確定的方案，預案的基本內涵基本內涵是依據(jù)預演確定的方案，預案的基本內涵是依據(jù)預演確定的方案，制定執(zhí)行預案，主要包括水利構、權限和責任，以及信息報送流程和方式等，并組織實施?；緝群窃跀?shù)字孿生流域中對典型歷史事件、設計、規(guī)劃或未來預報場景下的水利工程調度進行模擬仿真，正向預演出風險形勢和影響，逆向推演出水利工程安全運行限制條件，及時發(fā)現(xiàn)問題,提出防風險措施,迭代優(yōu)化方案。形勢要求一黨中央國務院的決策部署經(jīng)濟發(fā)展的放大、疊加、倍增作用。(中共中央政治局第三十四次集中學習);加快建設網(wǎng)絡強國、數(shù)字中國構建智慧水利體系，以流域為單元提升水情測報和智能調度能力推動大江大河大湖數(shù)字能業(yè)務應用建設構建以數(shù)字孿生流域為核心的智慧水利體系形勢要求—內在需要首先,流域是降水自然形成的以分水嶺為邊界，以江河湖泊為紐帶的空間單元。水的自然屬性決定了由流域內上下游左右岸干支流，地上地下的自然聯(lián)系，形成了天然的水系整體,流域內同體，所以強調要以流域為單元。其次,我國水管理體制是以流域為單元的，全國層面設置七大流域管理機構進行流域管理，地方也在轄區(qū)設置不同級別的管理機構管理重點河湖，所以強調要整個流域統(tǒng)籌考慮。再次,水利是一項涉及大尺度、多領域、全要素的工作，不可能在物理流域中試驗不同方案，只能在數(shù)字空間進行反復預演，經(jīng)過綜合評估分析后選擇最優(yōu)方案，運用到實際工作中。形勢要求數(shù)字孿生水利數(shù)字孿生水利六條實施路徑：一要完善流域防洪工程體系，二要實施國家水網(wǎng)重大工程，三要復蘇河湖生態(tài)環(huán)境，四要推進智慧水利建設，五要建立健全節(jié)水制度政策，六要強化體制機制法治管理。智慧水利是水利高質量發(fā)展的顯著標志。智慧水利建設是推進新階段水利高質量發(fā)展的6條實施網(wǎng)、物理工程的實時監(jiān)控、發(fā)現(xiàn)問題、優(yōu)化調度，最終達到風險提前發(fā)現(xiàn)、預警提前發(fā)布、方案提前 數(shù)字李生水網(wǎng)、數(shù)字李生水利工程等新型功能的綜合體系，為水利決策管理提供前新階段水利高質量發(fā)展提供有力支撐和強力驅動。數(shù)字孿生水利體系主要由數(shù)字孿生流域、數(shù)字孿生水網(wǎng)、數(shù)字孿生水利工數(shù)字孿生水利體系結構二建設目標算法算據(jù)算法算據(jù)算力建成七大江河數(shù)字孿生流域；骨干水網(wǎng)中的數(shù)字孿生南水北調中線基本建成，省級數(shù)字孿生水網(wǎng)取得突破；大江大河重要控制性樞紐基本建成數(shù)字孿生工程；在重點防洪地區(qū)實現(xiàn)流域防洪“四預”，在跨流域重大引調水工程、跨省重點河湖基本實現(xiàn)水資源管理與調配“四預”，N項業(yè)務智能應用水平大幅提升；數(shù)據(jù)共享和網(wǎng)絡安全防護能力明顯增強；和強力驅動。為新階段水利高質量發(fā)展提供有力支撐和強力驅動。新建升級改造新建升級改造 按照按照“突出重點、急用先建”的原則進行建設，“十四五”期間主要建設：長江、黃河、淮河、海河、珠江、松花江、遼主要支流及重點河流，20個重點湖泊。目標任務一任務骨干水網(wǎng)：基本建成數(shù)字孿生南水北調極推進第二批以及市、縣級數(shù)字孿生水網(wǎng)建設。目標任務一任務新建”的原則進行建設，“十四五”期間主要建設：123個重點水庫，98個行蓄滯洪區(qū)，140個重點水閘，48個大中型灌區(qū)工程，47個其他重點水利工程等。目標任務一任務重點是構建流域防洪、水資源管理與調配(2)的智能應用，實現(xiàn)“四預”水利工程建設與運行管理、河湖管實施路徑技術攻關:通過科技研發(fā)計劃、水利部重大科技項目開展感知、模型、仿真、安全等技術攻平臺及流域防洪、水資源管理與調配等業(yè)務應用“四預”方面選擇先試，以取得重點突破。技術指導人、業(yè)務指導人、責任專家持續(xù)指導把關，去年底，水利部已完成各單位先行先試工作方案、系統(tǒng)、案例等，為數(shù)字孿生水利全面建設打下堅實基礎。數(shù)字孿生水利建設的重點與難點數(shù)字孿生水利建設目標數(shù)字孿生水利建設的重點與難點數(shù)字孿生水利建設目標數(shù)字孿生水利工程建設方案數(shù)字孿生水利工程建設方案算據(jù)算法業(yè)務應用網(wǎng)絡安全標準工作協(xié)調資金投入人才培養(yǎng)攻克數(shù)字李生水利建設技術方面的難點通過數(shù)字孿生水利建設牽引、倒逼物理監(jiān)測，主要是構建天空地一體傳統(tǒng)監(jiān)測不滿足全要素傳統(tǒng)監(jiān)測不滿足全要素、全過程數(shù)字化場景需要，無法支撐數(shù)字孿生流域與物理流域交互的精準別是應對山洪災害防御。保持等監(jiān)測站網(wǎng)基礎上，檢視并修訂不符合數(shù)字孿生建設要求的標準規(guī)范；完善優(yōu)化站網(wǎng)布局，增設監(jiān)測要素、增加監(jiān)測頻次，升級改造傳統(tǒng)監(jiān)測系二是構建新型水利監(jiān)測網(wǎng)。加強多普勒(相控陣)雷達、衛(wèi)星遙感、監(jiān)測手段應用，融合地面監(jiān)測數(shù)據(jù)，支撐數(shù)字孿生流域與物理流域交互的攻克數(shù)字孿生水利建設技術方面的難點數(shù)據(jù)底板，尤其是地理空間數(shù)據(jù)差距大，數(shù)據(jù)底板，尤其是地理空間數(shù)據(jù)差距大，L2級數(shù)據(jù)底板的水文大斷面和水下地形更新頻率不足(目前普遍5年左右更新一次，重點河段需要每年汛前更新1次)，L2級數(shù)據(jù)底板的水面以上地形數(shù)據(jù)缺少，跨行業(yè)數(shù)據(jù)方面，防洪保護區(qū)、蓄滯洪區(qū)等區(qū)域村莊、經(jīng)濟社會、基礎設施等數(shù)據(jù)不掌握。二是建設重點河段重點區(qū)域的二級數(shù)據(jù)底板。集成流域管理范圍省區(qū)和工河道洪水演進、重點對象水土保持模型計算等需要。長度約5萬千米、面積約攻克數(shù)字李生水利建設技術方面的難點計算資源，計算資源，尤其是高性能計算資源嚴重缺乏，通信網(wǎng)絡尚有差距。一是擴充計算資源,針對相控陣雷達、區(qū)域氣候模式預報、分布式水文模型、格網(wǎng)化水力學模型等超大規(guī)模方程團迭代解算，以及精細化時空分析、海量數(shù)據(jù)挖掘分析、大場景渲染展示等情景所需的高性能海量計算用超算中心資源等方式，提升物理分布、邏輯集中、協(xié)同工作的高性能算二是升級通信網(wǎng)絡,實現(xiàn)水利系統(tǒng)網(wǎng)絡無盲區(qū)無死角互聯(lián)，滿足各類信息及時高效傳輸，并充分利用通信衛(wèi)星、北斗、5G等新一代網(wǎng)絡技術，保障監(jiān)測站網(wǎng)在極端惡劣環(huán)境下的安全可靠傳輸。攻克數(shù)字李生水利建設技術方面的難點水利專業(yè)模型研發(fā)工作總體處于分散狀態(tài)，水利專業(yè)模型研發(fā)工作總體處于分散狀態(tài)，模型水平不高，或者主要依靠國外模型的情況。遙感智能識別模型業(yè)務化運模型水平不高，或者主要依靠國外模型的情況。遙感智能識別模型業(yè)務化運行存在差距?？梢暬Ｐ吞幱诳瞻谞顟B(tài)。研發(fā)機理分析模型。努力打造通用的水利專業(yè)工程軟件包，匯流、土壤侵蝕、水沙輸移、水資源調配、工程調度等模型，研發(fā)新一攻克數(shù)字李生水利建設技術方面的難點知識平臺尚處于起步階段,無成功經(jīng)驗可以知識平臺尚處于起步階段,無成功經(jīng)驗可以一是建設水利業(yè)務知識庫，建設涵蓋業(yè)務規(guī)則、歷史場景、專家經(jīng)驗、預報調度方案等內容的知識庫，聚焦水利工程體系科學精細調度，集成應用各類知識，推進預報調度一體化智能化、實體工程與數(shù)字孿生工程同步交互調度。二是探索構建知識平臺，利用知識圖譜和機器學習等技術實現(xiàn)對水利對象關聯(lián)關系和水利規(guī)律等知識的抽取、管理和組合應用，為數(shù)字孿生水利提供智能內核，支撐正向智能推理和反向溯因分析，主要包括水利知識和水利知識引攻克數(shù)字孿生水利建設技術方面的難點預報精度有待提高,預見期也有待延長。一是延長預見期：遵循“降雨—產(chǎn)流—匯流—演進”預報規(guī)律，實現(xiàn)氣象水文預報耦合，完善以流域為單元的短中長期預測預報模式，實現(xiàn)由過去落地是提高洪水預報精度：建設降雨區(qū)域模式，提高預報精細化程度，充分融合水工程調度信息，建立預報模型參數(shù)在線率定業(yè)務機制。制定中小河流、中小水庫洪水預警指標以及江河湖庫干旱預警指標；加強北方地區(qū)以及局地暴雨區(qū)“以測補報”預警應用，推廣雷達短臨暴雨預警應用；推動通過三大“運營商”發(fā)布水情預警，實現(xiàn)預警信息(動態(tài)調整閾值)直達防御工作一線、 水工程防洪調度預演能力不足、水工程防洪調度預演能力不足、模擬反算功有宏觀預案,但不落地,與實際工作需要有差距。在數(shù)字孿生水利建設中對典型歷史事件、設計規(guī)劃或未來預報場景下的水工程調度進行模擬仿真，開發(fā)單庫水位控制、單庫補償調度、水庫群聯(lián)合補償調度等多種調度模式的"反算"功能和算法，實現(xiàn)基于下游調度目標要求的上游水庫群防洪優(yōu)化調度方案 "反算"預演。結合水工程運行狀況、經(jīng)濟社會發(fā)展現(xiàn)狀，評估防洪預案，完善落實水工程運行調度方案、工程巡查防守、人員轉移避險等應對措施，制定執(zhí)行預案,與基層組織已有應用打通,建立預案執(zhí)行情況實時反饋機制,實現(xiàn)預案的執(zhí)行落地。攻克數(shù)字李生水利建設技術方面的難點數(shù)字孿生水利建設形成海量數(shù)據(jù)，安全應用面數(shù)字孿生水利建設形成海量數(shù)據(jù)，安全應用面臨嚴峻挑戰(zhàn)；數(shù)據(jù)底板的部分高精度地理空間數(shù)據(jù)成果涉及秘密，但防汛等業(yè)務需要在非涉密環(huán)境應保數(shù)字孿生水利運行安全。一是明確重要數(shù)據(jù)目錄，針對數(shù)字孿生水利產(chǎn)生的重要數(shù)據(jù)，依據(jù)《水利數(shù)據(jù)分類分級指南》開展數(shù)據(jù)分類分級，認定重要數(shù)據(jù)并形成行業(yè)重要數(shù)據(jù)目錄。二是采取國家認定的地理信息保密處理技術進行處理并履行相應審查程序，在使用過程中結合密碼保護和網(wǎng)絡安全防護等多種技術手段加強數(shù)據(jù)安全保護，對數(shù)字孿生水利空間數(shù)據(jù)安全應用處理方案還要征得主管部門認可，確保重要數(shù)據(jù)，尤其是地理空間數(shù)據(jù)安全合規(guī)應用。根據(jù)水利專業(yè)模型高程精度要求的實際需求,對于利用已有地形數(shù)據(jù)成果加工處理生成獲取的河流斷面數(shù)據(jù),采用國家認定的地理信息保密處理技術進行處理,形成在非涉密環(huán)境下使用的數(shù)據(jù)成果。攻克數(shù)字李生水利建設技術方面的難點涉及數(shù)字孿生水利傳統(tǒng)標準不適應數(shù)字孿涉及數(shù)字孿生水利傳統(tǒng)標準不適應數(shù)字孿》攻克數(shù)字李生水利建設技術方面的難點數(shù)字孿生水利建設靠一個單位無法完成，因此，要強化統(tǒng)籌規(guī)劃，協(xié)同推進，數(shù)字孿生水利建設靠一個單位無法完成，因此，要強化統(tǒng)籌規(guī)劃，協(xié)同推進，按照職責分工進行共建、按照業(yè)務履職需要開展共享，協(xié)同建設數(shù)字孿生水一是建立機制。出臺數(shù)字孿生水利共建共享管理辦法，明確了水利部、流域管理機構、地方水利部門、工程管理單位的一是建立機制。出臺數(shù)字孿生水利共建共享管理辦法，明確了水利部、流域管理機構、地方水利部門、工程管理單位的建設分工、共享任務等內容和匯交方二是構建平臺。為實現(xiàn)各部門、各單位成果共享，構建數(shù)字孿生水利資源共三是將共建共享情況作為數(shù)字孿生水利建設評估的重點內容，納入最嚴格水資源制度考核和河湖長制督查激勵。攻克數(shù)字李生水利建設技術方面的難點數(shù)字李生水利建設,需要建設和運維資金投入。數(shù)字孿生水利需要必要的建設資金和運數(shù)字李生水利建設,需要建設和運維資金投入。數(shù)字孿生水利需要必要的建設資金和運僅靠國家投入顯然無法設方案所列重點項目前期工作。二是堅持多輪驅動，充分發(fā)揮政府資金引導帶動作用，在創(chuàng)新多元化投融資模式、更多運用市場手段和金融工具，擴大地方政府專項債券利用規(guī)模，更大力度利用中長期貸款和政策性開發(fā)性金融工具，深入推進水利基礎設施政府與社會資本參與規(guī)范發(fā)展。水利部與政策性、商業(yè)性銀行已出臺金融支持政策。三是結合國家水網(wǎng)建設推進已建水利工程智能化改造和在建水利工程智能化建設，確保新建水利工程在項目預算中安排數(shù)字孿生水網(wǎng)建設資金投入。攻克數(shù)字李生水利建設技術方面的難點數(shù)字孿生水利建設目標數(shù)字孿生水利建設目標0202數(shù)字李生水利建設的重點與難點數(shù)字孿生水利工程建設方案數(shù)字孿生水利工程建設方案數(shù)字孿生水利工程解決方案總框架水利行業(yè)客戶聚焦數(shù)字孿生流域、數(shù)字孿生水網(wǎng)、數(shù)字孿生工程及數(shù)字孿生灌區(qū)等建設項目，浪潮信息聚焦核心自主的多元算力中心（通用算力、AI算力、HPC算力）、云平臺、物聯(lián)感知網(wǎng)、基礎網(wǎng)絡等領域，深耕ICT技術使能水利行業(yè)數(shù)字化轉型。物聯(lián)感知網(wǎng)建設方向?當前水利工程智慧化建設面臨信息采集能力弱的現(xiàn)狀，存在測不到、測不準、測不全等問題，缺乏智能化采集手段。全國大量的水庫、河流及灌區(qū)的水文、安全監(jiān)測、取水量監(jiān)測是空白。?物聯(lián)感知網(wǎng)方案依據(jù)水利行業(yè)客戶需求，聚焦水庫監(jiān)管、灌區(qū)管理、水文監(jiān)測、引水工程等業(yè)務場景，實時感知水雨情、水質、水面漂浮物等各類指標，對涉水要素集中采集和校驗，同時確保監(jiān)測數(shù)據(jù)回傳。n部門業(yè)務網(wǎng)絡建設方向?安全可靠的信息高速公路是數(shù)字孿生建設的內在需求，考慮到水利網(wǎng)絡多樣性（如業(yè)務網(wǎng)、工控網(wǎng)和視頻網(wǎng)等），對于新建網(wǎng)絡資源，利用網(wǎng)絡切片技術實現(xiàn)基于光纖多網(wǎng)融合傳輸，滿足業(yè)務網(wǎng)和工控網(wǎng)物理隔離，構建智能化水利信息高速網(wǎng)絡。n水利樞紐數(shù)據(jù)中心、數(shù)字孿生平臺及“2+N”智慧應用建設方向?水利數(shù)字孿生不同場景對通用算力、AI算力和HPC算力有特定?基于算力中心（含通用算力、AI算力和HPC算力）及云平臺支撐數(shù)字孿生平臺及“2+N”智慧應用建設。數(shù)字孿生水利工程業(yè)務架構網(wǎng)絡安全體系網(wǎng)絡安全體系數(shù)據(jù)引擎知識引擎數(shù)字孿生平臺數(shù)據(jù)引擎知識引擎數(shù)字孿生平臺數(shù)字孿生水利工程典型應用典型應用… 模擬仿真引擎監(jiān)測數(shù)據(jù)業(yè)務管理數(shù)據(jù)外部共享數(shù)據(jù)地理空間數(shù)據(jù)信息化基礎設施監(jiān)測感知通信網(wǎng)絡工程自動化控制信息信息化基礎設施保障體系保障體系河道工程河道工程實體工程樞紐工程引水工程…數(shù)字孿生水利工程數(shù)字孿生水利工程以物理水利工程為單元、時空數(shù)據(jù)為底座、數(shù)學模型為核心、水利知識為驅動，對物理水利工程全要素和建設運行全過程進行數(shù)字映射、智能模擬、中國著名水利樞紐工程1n擋水建筑物n泄水建筑物溢流壩（閘）、泄水隧洞、閘身泄水孔或壩下n取水建筑物n專門性建筑物2345678942黃河流域水利工程黃河流域水利工程n水庫（3個）：陸渾水庫（13億）、故縣水庫（12億）、西霞院反調節(jié)水庫n水利樞紐（7個）：小浪底、三門峽、龍口、萬家寨、三盛公、青銅峽）：天橋、烏金峽、大峽、小峽、八盤峽、鹽鍋峽、劉家峽峽、積石峽、黃豐、蘇只水、公伯峽、康揚、直崗拉卡、李家峽、序號水利樞紐庫容（億m3）年發(fā)電（億度）12634567古賢水利樞紐古賢水利樞紐?水庫大壩安全檢測?水雨旱工情自動測報?洪水預報與調度?實時監(jiān)控?狀態(tài)檢修與設備維修?資產(chǎn)管理與生產(chǎn)管理n灌溉與供水?水庫調度?閘門監(jiān)控n生態(tài)與旅游向家壩水利樞紐設計圖大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)大壩浸潤線觀測示意圖大壩浸潤線觀測示意圖n監(jiān)測儀器有差動電阻式、鋼弦式、電容式、電感式、步進電機式、電磁差動式、差動變壓式等10余種大壩安全監(jiān)測儀器：垂線坐標儀、引張線儀；多點變位計；鉆孔測斜儀；滲壓計；液體靜力水準遙測裝置；真空激光準直系統(tǒng)；應變計和測縫計；位移計和測縫計等。應用光纖技術和CCD技術研制的新型傳感器。n數(shù)據(jù)采集國內大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)按采集方式分為集中式、分布式和混合式三類。n數(shù)據(jù)處理分析、監(jiān)控管理…傳感器分布式采集系統(tǒng)示意圖傳感器分布式采集系統(tǒng)示意圖水閘（閘群）自動監(jiān)控系統(tǒng)水閘是低水頭的水工建筑物，兼擋水、泄水的雙重作用。它通過閘門的啟、閉來調節(jié)閘前水位、控制下泄流量。n水閘按所承擔的任務分類：攔河閘（或節(jié)制閘）、擋潮閘（或阻浪閘）、分洪閘、進水閘、排水閘、沖沙閘等；n閘門按結構形式：平面閘門（滑動、滾動）、弧形閘門、自動翻倒閘門；n啟閉機按類型：卷揚式啟閉機、螺桿式啟閉機、液壓式啟閉機；按啟閉方式：手動、電動、手電兩用；閘門自動監(jiān)控系統(tǒng)是實時數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)。實現(xiàn)由中心控制站對被控各子站閘門的運行管理。1.中央控制室組成結構中央控制室也稱測控調度中心。一般為與行政管理機構相適應而設在管理局(處、站)內。2.監(jiān)控終端站監(jiān)控終端站其主要任務是根據(jù)中央控制室的遙測查詢指令自動采集本站點的水情或工情數(shù)據(jù)，并發(fā)送給控制中心，或根據(jù)控制中心調度指令控制閘門運行。監(jiān)控終端站一般由各類傳感器、通信設備、RTU、中間繼電器矩陣、電源等構成水閘的類型及位置示意圖青峰嶺水庫卷揚式啟閉機水情自動測報系統(tǒng)備、外圍設備及電源等組成。丘陵或高山區(qū)，當遙測站到中心站的距離過遠或由于高山、樹木及高大建筑物的阻擋，通信線路損耗過大，不能滿足通信最低要求時，就需要組建水情自動測報系統(tǒng)應嚴格按照水文自動測報系統(tǒng)規(guī)范(SL61-94)水情自動測報系統(tǒng)拓撲圖洪水預報與調度（一）洪水預報模型洪水預報模型分為概念性模型、物理模型、系統(tǒng)模型三大類。從實現(xiàn)原理上講分為水文模型、水動力模型和人工智能預測模型三種。?水文模型：半經(jīng)驗半物理過程的預測模型，也是目前最常用的一種模型。適用于大流域和中短期的水文預測，預測精度較高。?水動力模型：嚴格基于物理過程的水流預測模型，其預測精度是最高的。但水動力模型需要有非常詳細的河道地形數(shù)據(jù)，對于資料不全的地區(qū)這種方法就不能發(fā)揮作用，此類模型一般適用于重要水庫、湖泊和河流的重要河段等水體，不適用于流域尺度。?人工智能預測模型：是目前新興的一個研究領域，主要用于長期和超長期的洪水預測。由于測量精度不足和誤差累積效應，水文模型與水動力模型在中短期預報可以很精準，但是對于長期預報，則可能出現(xiàn)較大偏差。人工智能預測模型正好彌補這一點。洪水預報概念圖地下水徑流表層徑流蒸散地表水徑流地下水徑流表層徑流蒸散地表水徑流電力行業(yè)安全十六字方針《電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡安全防護導則》GB∕T_36572-2018n安全分區(qū)?生產(chǎn)控制大區(qū)的控制區(qū)是整個電1、安全分區(qū)生產(chǎn)控制大區(qū)管理信息大區(qū)生產(chǎn)控制大區(qū)3、橫向隔離4、縱向認證3、橫向隔離2、網(wǎng)絡專用根據(jù)電力行業(yè)相關規(guī)定，電力專網(wǎng)實行十六字安全方針n網(wǎng)絡專用?電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)是為生產(chǎn)大區(qū)服?電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)分為實時子網(wǎng)和n橫向隔離?生產(chǎn)大區(qū)與管理信息大區(qū)之間進n縱向加密?縱向加密裝置具備認證及加密的功能。部分發(fā)電廠與集控之間不是網(wǎng)?安全接入?yún)^(qū)的設立對數(shù)據(jù)通信有一定的影響，在集控對電廠“五遙”邏輯隔離控制區(qū)邏輯隔離邏輯隔離發(fā)電企業(yè)數(shù)據(jù)網(wǎng)或公共數(shù)據(jù)網(wǎng)邏輯隔離實時子網(wǎng)邏輯隔離發(fā)電企業(yè)數(shù)據(jù)網(wǎng)或公共數(shù)據(jù)網(wǎng)邏輯隔離實時子網(wǎng)非實時子網(wǎng)數(shù)據(jù)中心云平臺運維運營管理服務目錄第三方適配 VMVMVM第三方移VMVM網(wǎng)絡融合VMVMVMVM計算存儲融合融合安全融合VMVMVM網(wǎng)絡融合計算融合VMVMVM第三方移VMVM網(wǎng)絡融合VMVMVMVM計算存儲融合融合安全融合VMVMVM網(wǎng)絡融合計算融合安全融合存儲融合VMVMVM虛擬化資源池VMVM裸機裸機GPUGPUGPU存儲資源池安全安全資源池網(wǎng)絡資源池浪潮云海云操作系統(tǒng)InCloudOS服務器設備網(wǎng)絡/SDN分布式服務器設備網(wǎng)絡/SDN分布式塊存儲分布式文件存儲數(shù)據(jù)中心內網(wǎng)區(qū)組網(wǎng)拓撲外部外部網(wǎng)絡出口路由器分線交換機安全管理區(qū)安全防火墻互聯(lián)網(wǎng)出口區(qū)出口路由器分線交換機安全管理區(qū)安全防火墻鏈路負載均衡出口防火墻鏈路負載均衡鏈路負載均衡出口防火墻安全接入帶外匯聚核心交換區(qū)業(yè)務隔離防火墻核心業(yè)務隔離防火墻 交換機安全接入帶外匯聚核心交換區(qū)業(yè)務隔離防火墻核心業(yè)務隔離防火墻 交換機帶內匯聚帶內匯聚業(yè)務匯聚帶內匯聚帶內匯聚業(yè)務匯聚業(yè)務匯聚業(yè)務匯聚帶內匯聚業(yè)務匯聚業(yè)務匯聚帶內匯聚管理接入交換機管理接入交換機存儲接入交換機業(yè)務接入交換機管理接入交換機存儲接入交換機業(yè)務接入交換機管理接入交換機管理接入交換機業(yè)務接入交換機業(yè)務接入交換機監(jiān)控節(jié)點CPU節(jié)點1GPU節(jié)點1分布式存儲前后處理節(jié)點CPU監(jiān)控節(jié)點CPU節(jié)點1GPU節(jié)點1分布式存儲前后處理節(jié)點CPU節(jié)點3GPU節(jié)點3數(shù)據(jù)處理節(jié)點控制節(jié)點管理、登錄節(jié)點CPU節(jié)點2CPU節(jié)點1網(wǎng)絡節(jié)點GPU節(jié)點2CPU節(jié)點2管理、登錄節(jié)點存儲內部交換機IB交換機IB交換機/RoCE帶外管理交換機帶外管理交換機帶外管理交換機云計算存儲節(jié)點存儲節(jié)點FC交換機es集中式存儲存儲內部交換機IB交換機IB交換機/RoCE帶外管理交換機帶外管理交換機帶外管理交換機云計算存儲節(jié)點存儲節(jié)點FC交換機es集中式存儲數(shù)字孿生平臺及智慧應用建設方案定位數(shù)字孿生流域解決方案充分運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、仿真的數(shù)字孿生流域建設為核心，建設水利行業(yè)特色模型庫和知識庫，全面支撐流域防洪調度、水資源管理與調配等“2+N”水利智能業(yè)務應用。方案組成?數(shù)據(jù)底板：為智慧水利提供算據(jù)，基于水利一張圖優(yōu)化完善數(shù)據(jù)底板，完善數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)范圍、數(shù)據(jù)質量，優(yōu)化數(shù)據(jù)融合分析挖掘功能，構建基礎數(shù)據(jù)統(tǒng)一、監(jiān)測數(shù)據(jù)匯集、二三維一體化、跨層級、跨業(yè)務的智慧水利數(shù)據(jù)底板；主要包括數(shù)據(jù)資源、數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)引擎等內容。?模型平臺：是智慧水利的算法，通過建成標準統(tǒng)一、接口規(guī)范、分布部署、快速組裝、敏捷復用的模型平臺，在數(shù)字空間對水利治理管理活動進行智慧化模擬，為數(shù)字孿生流域提供模擬仿真功能。模型平臺主要包括水利專業(yè)模型、智能模型、可視化模型和仿真引擎。?知識平臺：利用知識圖譜和機器學習等技術實現(xiàn)對水利對象關聯(lián)關系和水利規(guī)律等知識的抽取、管理和組合應用，為數(shù)字孿生流域提供智能內核，支撐正向智能推理和反向溯因，主要包括水利知識和水利知識引擎。程、水利治理管理對象、影響區(qū)域等物理流域進行數(shù)字映射，利用模型平臺和知識平臺實現(xiàn)智慧模擬、仿真推演。實現(xiàn)流域防洪和水資源調度管理的“四預”功能及其他N項業(yè)務場景。 方案價值 十四五期間，以數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化為主線，以數(shù)字化場景、智慧化模系，推進水利工程智能化改造，建成七大江河數(shù)字孿生流域，在重點防洪地區(qū)實現(xiàn)“四預”，在跨流域重大引調水工程、跨省重點河湖基本實現(xiàn)水資源管理與調配“四預”，提升N項業(yè)務應用水平，建成智慧水利體系1.0。數(shù)據(jù)中心建設多樣化算力方案定位方案組成水利數(shù)字孿生的不同場景對通用算力、AI算力和HPC算力有特定的需求。數(shù)字孿生大量個性化、細分場景的應用，需要通用