“密云區大黃巖河溝道站點，一鍵上電。”今年8月9日降雨期間，北京市智慧水務院感知與自動化研究所工作人員輕點鼠標，檢驗了該院自主研究的山洪溝道洪水識別模型的準確度。作為數字孿生建設應用場景的一部分，該模型為水務管理和防災減災提供了更智能化的技術支持。記者從北京市水務局獲悉，目前，北京市水務數字孿生建設正有序推進，將進一步提升水旱災害防御、水資源管理等工作的數字化、網絡化、智能化水平。
用科技手段為水務治理插上“智慧翅膀” 據了解，基于北京“23·7”特大暴雨洪澇災害災后恢復重建總體規劃，遵循“需求牽引、應用至上、數字賦能、提升能力”的要求和“統建共用、分建通用”原則，本市持續推進水務數字孿生建設。目前，結合數字孿生項目建設與智慧水務1.0建設成果，初步形成了北京水務數字孿生體系，用科技手段為水務治理插上“智慧翅膀”。
北京市智慧水務院感知與自動化研究所高涵介紹，構建較為精準的模型，需要進行大量樣本收集，包括晴天、陰天、雨天、白天、黑夜等不同場景的圖片和視頻樣本。通過輸入樣本，讓模型學習水域和產流特征。“只有樣本場景越多樣、數量越多，模型‘訓練’效果才會越好。到8月9日降雨測試時，樣本數量已達2.4萬多張，當天檢測的密云、懷柔19個溝道站點，準確率達89%。”
高涵介紹，平時，溝道攝像頭處于休眠狀態，當想了解某條溝道在降雨中是否產流時，一鍵即可上電喚醒，水務視頻服務平臺接收到上電狀態后，數字孿生水旱災害防御平臺自動調用視頻平臺接口，判斷溝道是否有水，為決策者提供技術支撐。目前，該模型已在數字孿生水旱災害防御平臺上線，進一步提升了山洪洪水預報能力。
水務管理對象全部“上圖” 除了山洪溝道洪水識別模型之外，北京市水務部門依托雨水情監測預報的“三道防線”，針對不同流域單元、不同災害類型，結合氣象水文預報成果，驅動包括洪水預報模型、山洪預報模型、城市積水內澇預報模型在內的北京模型，對流域洪水、山洪災害、積水內澇風險進行提前研判，為精準決策和有效防范提供堅實支撐。
打開北京市水務數字孿生基礎底座平臺，點擊永定河流域，映入眼簾的是栩栩如生的三維立體效果。只需輕輕移動鼠標，便能直觀地看到水流、閘門、馬路等圖像信息，視覺表達的層次感和真實感大大增強。北京市智慧水務院軟件與數據研究所主管楊樸介紹，北京市水務相關場景的地形等數據是數字孿生建設的基石，只有這些數據統一、標準一致，才能搭建不同的模型運算產品。依托智慧水務1.0，目前已建成具有統一的數據匯聚、存儲、分析、服務能力的水務大數據中心，初步實現各級水務數據的一數貫通，水務管理對象全部上“水務圖”，為水務數字孿生建設提供有力支撐。
楊樸表示，截至目前，已累計匯聚結構化數據約14.6億條，文檔、圖片等非結構化數據約833萬項，為37家單位提供了701項數據服務，數據共享服務保障率為100%。
構建北京水務“智慧大腦” 在總體框架的基礎上，北京市水務部門統籌數字孿生流域、工程、水網建設，形成了“4+1”數字孿生類項目建設。其中，北京市數字孿生流域山洪洪水預報調度能力提升項目，側重空間數據底板與洪水預報模型建設，將為防洪減災提供有力支撐；密云水庫數字孿生流域建設項目為數字孿生水利工程試點，將成為水利工程數字化的先鋒；永定河數字孿生流域建設項目為數字孿生流域試點，將引領流域治理新方向；水旱災害防御平臺升級改造項目，搭建起一個個流域防洪核心業務場景。
這些項目共同構成北京水務數字孿生體系，協同組成北京水務的“智慧大腦”。目前，永定河、密云水庫、南水北調等數字孿生流域、工程和水網建設正在穩步推進中。
來源：水利信息化和水文監測預報
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