央广网北京6月17日消息 据中央广播电视总台中国之声《新闻超链接》报道,当前正值汛期,为提升黄河流域防汛能力,黄河智慧防汛预警系统将于本月底正式启用,在黄河发生极端暴雨洪水时,可以做到智慧化模拟和精准化决策,减少洪水造成的损失。

此外,《数字孪生黄河建设规划(2022—2025)》也已经印发,我们熟悉的黄河未来将会以数字化、网络化、智能化的全新面貌出现在我们面前。

什么是数字孪生黄河?如何把现实世界中奔腾不息的黄河装进计算机里?数字孪生黄河具有怎样的意义?

 

什么是数字孪生?

数字孪生,实际上是将现实中利用各种感知设备获取到的信息要素传输到计算机或者信息领域中,通过各种算法进行模拟仿真,对现实世界中的事物进行1:1还原,形成一个与真实世界相对应的虚拟实体。

黄河水利委员会数字办技术负责人、黄科院信息中心主任夏润亮指出,“数字孪生”一词后面通常紧跟一个主语,比如数字孪生工厂、数字孪生城市等,它是元宇宙的组建基础。从发展阶段来看,数字孪生分为三个层次。第一,以虚映实或现状孪生,即1:1完整仿照真实世界,但无法形成反馈;第二,以虚优实。这一阶段,数字孪生世界中的问题可以反馈到真实世界当中。第三,自主孪生或虚实交互。此时数字孪生的场景与真实世界同步,能够进行仿真模拟和运行,相当于创造了一个虚拟世界。

黄河也能装进计算机?

现实中的工厂和城市能够通过计算机进行仿真模拟,而奔腾不息、千变万化的黄河也能够实现数字孪生?夏润亮介绍,建设数字孪生黄河,要以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径,分步实施。

数字化场景。汇集时空数据、水利工程、地形地貌等流域基础信息,构建可交互式的电子沙盘底座,模拟真实的气象变化、人类活动等现实场景,实现对流域最大保真的1:1还原。

智慧化模拟。在数字化场景的基础上,通过集成耦合多维、多时空尺度、高保真的数学模型,建设黄河流域数学模拟仿真系统,实现预报、预警、预演、预案的“四预”模拟分析,使数据智能化“动起来”。

精准化决策。根据不同的业务需求,构建知识图谱或决策模式库,为水利工程监测、优化调度和水资源优化配置等提供经验和决策支持。

为什么要建设数字孪生黄河?

数字孪生流域,是以物理流域为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动,对物理流域全要素和水利治理管理活动全过程进行数字化映射、智能化模拟,进而实现与物理流域同步仿真运行、虚实交互、迭代优化。而数字孪生黄河,就是在信息世界中与真实黄河一样能够同步仿真运行、虚实交互、迭代优化的虚拟河流。

“建设数字孪生黄河是当前国家战略的需要。”夏润亮表示,随着大数据、云计算、人工智能等技术的广泛应用,水利管理方面也面临着同样的技术需求。如今,水利部明确提出强化流域的四个统一:统一规划、统一治理、统一调度、统一管理,而数字孪生黄河的建设提供了一个良好的平台。

今年6月底,黄河智慧防汛预警系统即将启用。黄河智慧防汛预警系统是数字孪生黄河重要业务的组成部分,这一系统的启动对于防汛的决策效率将有较大提升。系统中进行的类似电子沙盘的推演,能够形成可执行的黄河防汛预案,并不断通过智能系统迭代更新,力求达到最好的效果,为流域内人民生命财产安全、生态保护和高质量发展保驾护航。

夏润亮表示,数字孪生黄河建成后,黄河治理工具将更为完善,流域治理管理的预报、预警、预演、预案将更加精准,其对于流域的生态保护和高质量发展以及水资源管理调配等方面具有重要意义。

监制:郭静

记者:富赜 杨扬

编辑:罗江 杨冉

编辑:吴海波
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