数字孪生灌区

数字孪生灌区

数字孪生灌区建设以物理灌区为单元、水利数据为底座、数字孪生模型为核心、水利知识为驱动，对物理灌区全要素和建设运行全过程进行数字映射、智能模拟，与物理灌区同步仿真运行、虚实交互、迭代优化，实现对物理灌区的实时监控、优化调度，为灌区水资源配置和供用水智能调度、防汛抗旱、智能调度等业务应用提供支撑，提升灌区水资源利用效率和管理能力。

图  数字孪生灌区平台总体框架图

（1）灌区水利感知网建设

在灌区信息化建设的基础上，基于灌区地形条件和管理需求，利用3S、物联网、4G/5G、光纤、卫星等现代信息技术，以有线、无线融合互补的方式，汇集多种类型的传感终端，构建覆盖全灌域的灌区水利各要素智能感知与工程自动控制于一体的天空地一体化透彻感知网络。灌区水利感知网建设要充分集成和共享数字孪生流域和数字孪生水利工程监测感知数据，科学规划监测感知体系，扩展监测项目、加大监测密度、提高监测频次。主要包括（不限于）：灌区渠道量测水监测；灌区水闸信息化测控改造；灌区支斗渠测控一体化闸站建设；重点渠段视频监控；无人机巡查、管理终端；遥感卫星影像获取；水情监测站网补充建设；灌区已建各类测控站点集成等。

（2）灌区水利信息网建设

在灌区水利感知网的基础上，依托灌区管理局现有软硬件设备并考虑未来一段时间内业务增长的需要，规划建设灌区监控调度中心机房项目，打造基础计算服务器资源、存储资源、高性能计算服务器资源，并结合政务云建设灌区水利云资源平台；建设灌区管理局及下辖管理所之间两级管理中心，满足灌区分级管理和运维的需要。通过建设灌区水利云资源（计算）平台，方便未来将新增灌区业务应用快速部署到云平台上，能够缩短新IT系统的上线时间，解决“信息孤岛”，实现信息共享，提高信息安全水平，提升灌区管理的监控能力和响应速度，提高工作效率和公共服务水平，提供面向社会的专业性服务和为用水户提供政务信息服务。通过降低成本、提升效率、节能减排，满足一坝灌区管理局贯彻落实科学发展观，转变发展模式的需要。

（3）灌区综合应用支撑平台建设

采用面向服务体系架构，构建灌区统一的综合应用支撑平台，对灌区各项业务进行整合，形成统一地图服务、统一用户管理、统一数据交换以及统一授权认证的数字孪生灌区系统平台应用支撑环境，实现水利业务应用的协同。主要包括通用应用服务、物联网平台和综合数据库建设。

（4）灌区数字孪生平台建设

数字孪生平台是汾河一坝数字孪生灌区系统的核心。基于灌区水利感知网采集到的数据在虚拟空间中构建物理系统的虚拟镜像系统，能够构建、更新和优化数字孪生模型，实现对工程的实时监测、预测和优化决策，可以实时反映物理系统的工作状态，包括模型，存储设备中的各类信息与状态。数字孪生系统的数据越多，越准确，越能反映物理系统的实际运行状态，主要包括数据底板、知识库、模型库和模型更新与优化。

（5）灌区业务应用平台建设

以围绕灌区“防洪除涝”和“水资源管理与调配”两个业务为核心，依托建立的基于云计算、云存储、云管理与云服务的灌区数字孪生系统平台，通过技术“多维融合”、业务“横向联动”，建立以灌区“2+N”智能应用为主体的感知化、物联化、可视化、智能化、协同化的灌区综合业务系统平台，实现“全域覆盖、全量汇聚、全数汇集、全能支撑、全面联动和全景展现”的“六全”目标。灌区业务应用平台主要包括灌区一张图、BIM+GIS三维实景平台、基础信息管理、灌区工程管理、灌区信息采集、量测水管理、闸门远程控制、配水调度、水费管理、灌区农业水价综合管理、防汛抗旱管理、水权交易、安全生产管理、综合办公、灌区运维管理、灌区监督与考核管理、灌区应用端。

（6）灌区网络安全体系建设

结合等级保护2.0相关标准和要求以及《水利部办公厅关于印发2019年水利网信工作要点的通知》等行业标准文件要求以及灌区业务安全需求，对保护对象进行区域划分和定级，对不同的保护对象从物理环境防护、通信网络防护、区域边界防护、计算环境防护等各方面进行不同级别的安全防护设计。因此本项目暂定按网络安全二级等保来进行设计。