在山東，崇山峻嶺之間，數(shù)以千計(jì)的小型水庫星羅棋布。這些水庫大多修建于20世紀(jì)50到70年代，信息化監(jiān)控薄弱，一旦遇到極端天氣災(zāi)害，管理設(shè)施短缺、病險(xiǎn)隱患突出等問題就會(huì)暴露出來，制約小型水庫功能發(fā)揮。
水利作為民生之根本，一直是國家建設(shè)中的重要工作。近年來，中國聯(lián)通通過與山東省水利廳、中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院攜手，對(duì)山東現(xiàn)有存量小型病險(xiǎn)水庫進(jìn)行全面摸底，從而探索出一條提升水利行業(yè)數(shù)字化程度和智能決策水平的新路子。
空天地人機(jī)“一鏡到底”
水面倒映著藍(lán)天白云，兩岸群山綿延不絕，靈巧的白鷺半空直下、點(diǎn)水而起，綠水青山宛若仙境，令人心馳神往，流連忘返。
現(xiàn)如今，青山綠水間還多了很多高科技的點(diǎn)綴：以無人機(jī)為主的低空遙感網(wǎng)，以智能監(jiān)測(cè)設(shè)備為主的地面?zhèn)鞲芯W(wǎng)，加上天上的5G融合北斗衛(wèi)星和工作人員的人工手持終端，打造出了一個(gè)“空天地人機(jī)”一體化的全面感知體系。
“不僅如此，在5G網(wǎng)絡(luò)下，無人機(jī)的飛行范圍進(jìn)一步拓寬，從而獲得更全面的視野，數(shù)據(jù)采集效率得到進(jìn)一步提升。”聯(lián)通無人機(jī)操作手楊娜介紹，“通過5G﹢MEC﹢智能AI飛行大腦、無人機(jī)自動(dòng)機(jī)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備自動(dòng)充電換電、自主飛行、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)高速傳輸功能，當(dāng)無人機(jī)在巡邏過程中捕捉到異常敏感點(diǎn)，將自動(dòng)展開多角度的定點(diǎn)拍攝，并將巡檢圖像和視頻上傳云端，進(jìn)行AI圖像分析與識(shí)別、數(shù)據(jù)分析與儲(chǔ)存，真正做到‘一鏡到底’！”
數(shù)字孿生打造“一體兩翼”
“現(xiàn)在，只要10分鐘就能把整個(gè)庫區(qū)近80平方公里的水利設(shè)施巡查一遍。以前，要把人分成好幾組、走好幾天。自從安上了‘數(shù)字翅膀’，工作效率大大提高！”聯(lián)通項(xiàng)目經(jīng)理劉曉明感受到了信息化建設(shè)帶來的便利。他說的這雙“翅膀”，就是庫區(qū)“數(shù)字孿生版”。
在山東省水利廳防洪調(diào)度項(xiàng)目中，山東省1031座小型水庫的數(shù)字孿生模型清晰地展現(xiàn)在控制中心大屏上，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地展示水庫的運(yùn)行狀態(tài)。“上到老天下多少雨，下到地上淌多少水，我們?nèi)靠梢宰龅?lsquo;一張圖’‘一本賬’！”聯(lián)通項(xiàng)目部負(fù)責(zé)人張健介紹。
“我們利用模型把大大小小1031座水庫縮進(jìn)了計(jì)算機(jī)，在電腦上打造一個(gè)與實(shí)際水庫一樣的‘數(shù)字孿生庫’，實(shí)現(xiàn)雨水工情自動(dòng)測(cè)報(bào)、水庫信息數(shù)字化管理、納雨能力分析和流域聯(lián)合調(diào)度預(yù)演等，為水庫的安全運(yùn)行及防洪調(diào)度提供及時(shí)、準(zhǔn)確的信息，以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控、發(fā)現(xiàn)問題、優(yōu)化調(diào)度。”聯(lián)通技術(shù)負(fù)責(zé)人郭永江說。
同時(shí)，“數(shù)字孿生庫”還可以通過完善水利信息化基礎(chǔ)設(shè)施，依托大數(shù)據(jù)、AI等創(chuàng)新技術(shù)，通過對(duì)天氣等因素的分析模擬不同情況下的水位、庫容、泄洪量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，建設(shè)覆蓋范圍廣、布控精度高、分布密度大、類別品類多的信息采集和監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，供技術(shù)人員決策分析使用。
為災(zāi)害防御當(dāng)好“吹哨人”
當(dāng)數(shù)字孿生技術(shù)遇見水利工程，就等于給水庫裝上了“智慧腦”，一座座水庫有了新的生命力，為一個(gè)個(gè)庫區(qū)注入新鮮“活水”。
原先，山洪災(zāi)害只能靠眼睛看、經(jīng)驗(yàn)算，不僅不準(zhǔn)確，調(diào)度傳達(dá)應(yīng)急指揮也有困難。中國聯(lián)通為水庫災(zāi)害防御搭建5G﹢MEC水利模型平臺(tái)及流域仿真決策指揮平臺(tái)，結(jié)合5G﹢MEC邊緣計(jì)算技術(shù)，建設(shè)水文、水動(dòng)力、水工程調(diào)度和相關(guān)高性能算法、智能算法，為防洪聯(lián)合調(diào)度決策提供“算力”。
“值得一提的是，本次項(xiàng)目采用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)，兼容GPS、GLONASS系統(tǒng)，支持多頻道聯(lián)合定位服務(wù)。采用5G﹢北斗授時(shí)技術(shù)后，可以使全省水庫授時(shí)準(zhǔn)確度達(dá)到10納秒的量級(jí)。”指揮中心聯(lián)通工作人員王海芹介紹說，“這樣一來，我們就可以精準(zhǔn)支撐山洪災(zāi)害防御的決策體系，提前‘吹哨’，給群眾提前轉(zhuǎn)移贏得更充足的時(shí)間，也使流域防洪的智能決策成為可能。”
后記：
2022年，中國聯(lián)通“5G﹢北斗融合數(shù)字孿生賦能山東水利安瀾”項(xiàng)目榮獲第五屆“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽全國總決賽一等獎(jiǎng)、首屆“光華杯”全國賽一等獎(jiǎng)。
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