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数字孪生汉江流域建设先行先试关键技术探讨

水利信息化 2023年第6期 5-12页

作者：徐波孙启伟任金秋王权森杨俊杰黄瓅瑶汉江水利水电(集团)有限责任公司湖北武汉430048 长江勘测规划设计研究有限责任公司湖北武汉430010 流域水安全保障湖北省重点实验室湖北武汉430010 长江空间信息技术工程有限公司(武汉) 湖北武汉430010

针对汉江流域水工程种类多样、体量庞大、预报调度任务复杂且艰巨、水资源管理与调配业务信息化程度不足的现状,选取汉江流域作为数字孪生建设先行先试工作试点,重点围绕防洪调度和水资源管理与调配业务需求,开展数字孪生平台及预报、... 详细信息

针对汉江流域水工程种类多样、体量庞大、预报调度任务复杂且艰巨、水资源管理与调配业务信息化程度不足的现状,选取汉江流域作为数字孪生建设先行先试工作试点,重点围绕防洪调度和水资源管理与调配业务需求,开展数字孪生平台及预报、预警、预演、预案“四预”功能建设。目前,数字孪生汉江流域已初步构建与流域实体孪生的数据底板,搭建统一且通用的模型平台和微服务化的知识平台,融合专业模型、知识图谱与业务应用,基于水工程联合调度规则库、水位目标控制的水库调度方式优化、行蓄洪空间防洪调度知识图谱等关键技术,形成防洪调度和水资源管理与调配智慧应用。建设过程中在可视化技术、孪生平台、知识图谱等方面凝练相关技术成果,可为其他数字孪生建设提供支撑参考。

关键词：数字孪生流域防洪调度知识图谱水资源管理与调配先行先试汉江流域

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数字孪生流域智能化模拟关键问题与技术需求

中国水利 2022年第20期 28-29,33页

作者：李宗礼张宜清邢子强吕洁黎铭刘家慧水利部水利水电规划设计总院北京100120 山东省水利勘测设计院有限公司济南250013

建设数字孪生流域是推进智慧水利的重要内容,数字化场景、智能化模拟、精准化决策是其核心。智能化模拟处于中枢地位,数字化场景是智能化模拟应用载体,智能化模拟是精准化决策重要基础。从智能化模拟关键议题中选择基于水文实验的模拟... 详细信息

建设数字孪生流域是推进智慧水利的重要内容,数字化场景、智能化模拟、精准化决策是其核心。智能化模拟处于中枢地位,数字化场景是智能化模拟应用载体,智能化模拟是精准化决策重要基础。从智能化模拟关键议题中选择基于水文实验的模拟模型、并行算法、智慧决策支持平台3个方面分析了现有数字孪生流域智能化模拟存在的主要问题和挑战,探讨了数字孪生流域智能化模拟关键技术需求,对发展方向进行了展望。

关键词：数字孪生流域智能化模拟问题关键技术需求展望

基于BIM+GIS的水利工程数字孪生构建研究

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基于BIM+GIS的水利工程数字孪生构建研究

作者：宋宜昌华北水利水电大学

学位级别：硕士

推进智慧水利建设是实现新阶段水利高质量发展的重要路径之一。当前水利行业的数字孪生应用研究起步较晚,各项技术还不成熟,如何建立一个高精度多融合的数据底板,与物理流域同步仿真运行、虚实交互是当前研究的重点问题。为此,本文通过... 详细信息

推进智慧水利建设是实现新阶段水利高质量发展的重要路径之一。当前水利行业的数字孪生应用研究起步较晚,各项技术还不成熟,如何建立一个高精度多融合的数据底板,与物理流域同步仿真运行、虚实交互是当前研究的重点问题。为此,本文通过研究将BIM模型、倾斜摄影模型等数据融合接入到三维GIS平台上进行多源数据融合,构建一个多维度、多尺度的水利工程数字孪生场景进行应用。本文主要研究成果如下:(1)基于BIM技术建立抽水蓄能电站水工建筑物孪生模型。对库区内重点水工建筑物进行构件分解,基于Revit建立参数化族构件,构建含有数量、几何、外观、位置等信息的高精度模型单元。同时针对原生BIM模型体量过大,在保留模型文件结构、语义信息的前提下,采用基于二次误差度量的边折叠算法进行简化处理,同时引入约束因子对算法进行改进,保留模型的边界特征,减少形变程度,进行三角网格简化,实现BIM模型轻量化处理,为接入数字孪生平台提供数据支持。(2)应用无人机倾斜摄影测量技术进行多视图影像采集,基于光束法区域网空中三角测量和多视图立体匹配算法进行影像平差处理和密集匹配,生成三维点云、实景模型等数字化成果,但其不支持直接建立数字高程模型DEM。因此研究基于密集匹配点云数据进行DEM生产,针对水利工程地形复杂,研究采取基于地形分类的布料模拟滤波算法和坡度法滤波进行对比实验,综合选取分类效果好的算法进行滤波处理,并基于Delaunay三角剖分算法进行数据插值生成数字高程模型DEM,构成水利工程算据基础。(3)针对目前BIM数据、GIS数据等多源数据整合、集成困难,研究分析IFC、City GML数据标准差异,基于语义约束的转化思路进行数据格式转换,将BIM数据接入到三维GIS平台,进行模型融合构建。同时基于分布式缓存技术,对BIM模型、倾斜摄影模型等进行三维切片缓存,进行金字塔剖分和压缩处理,在Web前端进行数据的接入和发布服务,构建数字孪生一张图。最后分析了影响BIM+GIS数据融合应用的16个指标影响因素,采用基于AHP的模糊综合评价法进行成熟度评价,为两者数据进行更深层次的融合提供参考,应用于水利工程数字孪生的建设。本文主要针对重点水利工程,构建了BIM模型、倾斜摄影模型、数字高程模型DEM等L3级数字底板地理空间数据,进行数字化映射,为后续智慧化模拟、精准化决策提供了数据底座,为数字孪生水利工程数据底板的建设提供了参考意义。

关键词： BIM+GIS 数字孪生轻量化多源数据融合抽水蓄能电站

基于数字孪生技术的水利工程建设管理平台的应用

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基于数字孪生技术的水利工程建设管理平台的应用

2023（第十一届）中国水利信息化技术论坛

作者：张亚南侯啸岳山东黄河顺成水利水电工程有限公司济南黄河河务局天桥黄河河务局

现代化水利工程建设管理涉及内容广泛、作业流程较为复杂且对于管理质量要求较高,水利工程建设管理平台承担着数据信息的采集整理、存储分析等一系列工作,传统的人工纸质记录管理方式不但效率低、成本高,同时还存在管理混乱的情形。在... 详细信息

现代化水利工程建设管理涉及内容广泛、作业流程较为复杂且对于管理质量要求较高,水利工程建设管理平台承担着数据信息的采集整理、存储分析等一系列工作,传统的人工纸质记录管理方式不但效率低、成本高,同时还存在管理混乱的情形。在智慧水利建设理念的指引下,依托数字孪生技术推动水利工程管理平台建设已成为当前水利行业的重点任务,有利于高效化解决水利工程运行管理中存在的问题,实现水利工程建设管理平台的精准管控与智能化运作,在此基础上,提高水利决策的科学化精准化水平,推动现代水利事业的高质量发展。本文基于数字孪生理念与技术,围绕水利工程管理平台建设展开了探究,对进一步高效管理水利业务提供了参考意见。

关键词：数字孪生技术水利工程建设管理优势措施

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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智慧黄河概念与内容研究

水利信息化 2021年第5期 1-5页

作者：寇怀忠黄河水利委员会网络安全与信息化领导小组办公室/信息中心河南郑州450003

对照国家和智慧水利的要求,分析建设智慧黄河的重要性,基于智慧水利总要求,提出智慧黄河的概念、参考框架和6个能力特征。智慧黄河就是以人与自然和谐共生理念为指导,以让黄河成为造福人民的幸福河为目标,以科学完善的管理体制机制、法... 详细信息

对照国家和智慧水利的要求,分析建设智慧黄河的重要性,基于智慧水利总要求,提出智慧黄河的概念、参考框架和6个能力特征。智慧黄河就是以人与自然和谐共生理念为指导,以让黄河成为造福人民的幸福河为目标,以科学完善的管理体制机制、法律法规、技术标准、工程技术、信息通信技术等多要素有机驱动,实现黄河流域自然水系、经济社会、水生态环境三者健康和谐共生的动态平衡状态。智慧黄河是智慧水利在黄河流域的具体实现。阐述主要建设内容,包括构建数字孪生流域、流域模拟仿真平台、智能业务应用体系;提出建设保障措施。建设黄河流域数字化场景,将黄河流域影响区域内的自然地理、经济社会和生态环境的历史和现势状态映射到信息空间,是智慧黄河的基础;构建黄河数字孪生流域,实现流域重点对象与其孪生体的孪生性,是实现智慧黄河的关键。

关键词：智慧水利智慧黄河数字黄河

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凉水塔变形监测与基坑敏感因子灰色关联分析

工程勘察 2024年第9期52卷 50-54,88页

作者：栾亨宣许浩郭传超田志超左世晓胡军伟栾元重山东科技大学机械电子工程学院山东青岛266061 山东科技大学智能装备学院山东泰安271019 山东轨道交通勘察设计院有限公司济南250101 山东能源鲁西矿业有限公司山东菏泽274700 临沂会宝岭铁矿有限公司山东临沂277700 山东凤凰山铁矿有限公司山东临沂277700 山东科技大学测绘与空间信息学院山东青岛266590

基坑开挖容易引起临近电厂凉水塔变形,是深基坑工程面临的主要难题之一。本文实地监测深基坑开挖对附近电厂凉水塔的影响,统计了基坑开挖过程中凉水塔地表垂直和水平位移、结构变形等参数。依托某实际工程,研究基坑开挖引起凉水塔变形... 详细信息

基坑开挖容易引起临近电厂凉水塔变形,是深基坑工程面临的主要难题之一。本文实地监测深基坑开挖对附近电厂凉水塔的影响,统计了基坑开挖过程中凉水塔地表垂直和水平位移、结构变形等参数。依托某实际工程,研究基坑开挖引起凉水塔变形预测方法,建立凉水塔地表垂直位移灰色预测模型。采用灰色关联分析确定基坑各敏感因素对凉水塔变形的影响程度,由大到小依次为:基坑与建筑物间距、土体弹性模量、围护结构厚度、土体内摩擦角、土体粘聚力。通过开展凉水塔变形监测与相关研究工作,相关研究理论能够为类似深基坑工程提供参考。

关键词：基坑电厂凉水塔监测预测灰色关联分析

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数字孪生珠江防洪“四预”先行先试建设思路

中国防汛抗旱 2022年第7期32卷 24-29页

作者：范光伟王高丹侯贵兵罗朝林珠江水利委员会珠江水利科学研究院广州510611 中水珠江规划勘测设计有限公司广州510611

加快建设数字孪生流域是2022年全国水利工作会议的10项重点工作之一。珠江水利委员会在西江干流重点河段开展数字孪生珠江先行先试工作,探索数字孪生珠江防洪“四预”(预报、预警、预演、预案)功能实现路径:构建西江流域L2级数据底板,... 详细信息

加快建设数字孪生流域是2022年全国水利工作会议的10项重点工作之一。珠江水利委员会在西江干流重点河段开展数字孪生珠江先行先试工作,探索数字孪生珠江防洪“四预”(预报、预警、预演、预案)功能实现路径:构建西江流域L2级数据底板,实现流域物理要素的数字化映射;建立模型评价服务,赋能流域防洪调度智慧化模拟和精准化决策;利用西江流域防洪知识库和调度规则库,构建西江防洪知识图谱;探索构建数字孪生珠江全要素多尺度的洪水预演数字化场景,提高流域防洪管理和工程调度水平,保障粤港澳大湾区防洪安全。

关键词：防洪调度数字孪生知识图谱可视化模型评价珠江

基于深度学习的图像降噪技术在智慧水利中的应用

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广东水利水电 2023年第12期 116-124页

作者：涂强广东省水利水电科学研究院广州510635

随着物联网技术的发展,智慧水利系统依赖于从各类监控设备、无人机、摄像头和卫星采集的大量图像数据,这些数据的质量直接影响数字孪生平台中模型的鲁棒性和识别率。文章探讨了图像降噪技术在智慧水利系统中的应用,特别是在数字孪生平... 详细信息

随着物联网技术的发展,智慧水利系统依赖于从各类监控设备、无人机、摄像头和卫星采集的大量图像数据,这些数据的质量直接影响数字孪生平台中模型的鲁棒性和识别率。文章探讨了图像降噪技术在智慧水利系统中的应用,特别是在数字孪生平台中的重要性,详细分析了图像降噪技术的发展历程,从传统方法到基于深度学习的现代方法,并着重讨论了单帧和多帧降噪技术在处理低光照和复杂天气条件下江河湖海图像的效果。通过实验研究,展示了这些技术在提高图像质量、增强模型性能方面的潜力,强调了在智慧水利系统中综合应用这些技术的重要性。

关键词：智慧水利图像降噪深度学习多帧降噪

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大型贯流泵站噪声现场测试与降噪措施分析

水科学与工程技术 2023年第5期 49-52页

作者：丁平刘金生金晓宇刘强杨帆扬州市水利工程建设中心江苏扬州225000 扬州大学水利科学与工程学院江苏扬州225009 南京工业大学南京210029

为了解江苏省境内某大型贯流泵站的噪声环境,采用现场噪声测试方法对该泵站3种不同机组运行条件时泵房内不同区域的环境噪声进行测试,并对比分析该泵站与同类机组形式的2座泵站的噪声,该泵站最大的噪声主要集中于250~500 Hz。通过噪声... 详细信息

为了解江苏省境内某大型贯流泵站的噪声环境,采用现场噪声测试方法对该泵站3种不同机组运行条件时泵房内不同区域的环境噪声进行测试,并对比分析该泵站与同类机组形式的2座泵站的噪声,该泵站最大的噪声主要集中于250~500 Hz。通过噪声测试优选复合钢板内贴吸音棉的隔音降噪材料结构,提出基坑墙壁设置吸声结构,机组外壳包裹降噪装置、泵房顶部布置吸声空间体和悬挂吸声折片的综合降噪方案,通过降噪措施前后的环境噪声测试对比,泵房内环境噪声下降明显。研究成果可为其他工程降噪提供借鉴参考。

关键词：大型泵站潜水贯流泵噪声降噪测试