解决方案丨水务大脑助力智慧水务新升级

时间: 2023-05-06

【摘要】:众智鸿图「水务大脑解决方案」,以物联网、云计算、大数据、人工智能等新―代信息技术为基础,以AI智能引擎与数字孪生引擎为支撑,以水的全生命周期为链条,通过地形图、影像图、三维厂站网模型、实时监测数据等多维多源数据的汇聚,构建了全要素数据融合、全生命周期管理、全方位智能监控、全过程统一调度的孪生水务系统,助力企业在智慧水务发展道路上实现智能化到智慧化的快速转变。

党的二十大报告指出,要“加强城市基础设施建设,打造宜居、韧性、智慧城市”。水是生命之源、生产之要、生态之基,是支撑城镇经济社会发展不可或缺的要素。智慧水务是智慧城市的重要组成部分,是体现城市管理智能化水平的重要标志之一,通过智慧水务的建设可以为城市整体智慧化管理和科学决策提供第一手的准确信息。

在智慧水务建设快速发展过程中,各大水务企业相继开展水务信息化建设工作。数据是智慧水务的基础,部分水务企业虽然积累了一定的数据,但数据管理没有统一的治理体系,数据价值没有专业的挖掘手段,导致数据质量较差、利用率较低,企业统筹管理缺少抓手。企业在日常生产运行调度中,多靠人工经验,缺乏模拟仿真、预测预警、应急调度等智能分析模型辅助运营决策者做出科学合理的调度决策。

 

作为中国领先的基础设施智能化综合服务提供商,众智鸿图「水务大脑解决方案」,以物联网、云计算、大数据、人工智能等新―代信息技术为基础,以AI智能引擎与数字孪生引擎为支撑,以水的全生命周期为链条,通过地形图、影像图、三维厂站网模型、实时监测数据等多维多源数据的汇聚,构建了全要素数据融合、全生命周期管理、全方位智能监控、全过程统一调度的孪生水务系统,实现水务运行管理的“一图展示”、“一屏监管”、“一体协同”。水务大脑以资源整合、信息共享、管理智慧为建设思想,构建“1+1+N”的管理格局,即一套数智中心、一套支撑平台和N个智能化应用。N个智能化应用覆盖城市供排水生产管理、管网监测、城市用水监测、应急指挥、模拟仿真等多个业务领域,实现水务行业的数据资源化、管理精细化和决策智能化。水务大脑的建设将助力企业在智慧水务发展道路上实现智能化到智慧化的快速转变。

 

“1”中心-城市水务数智中心

 

城市水务数智中心是水务大脑建设的核心,将所有的基础数据、业务数据、物联感知数据等相关数据进行全面整合,打造集数据融合、管理、挖掘、分析、展示于一体的大数据管理体系,实现对多源数据资源的汇集融合,海量业务数据的分析挖掘,以及分析成果的可视化展示和精准推送。通过高度的信息集成共享、互联互通,为企业业务管理的科学化、调度指挥的智能化提供有效的数据支撑能力。

 

“1”平台-数字孪生平台

 

数据孪生平台是城市基础设施大数据汇集、融合、应用不可或缺的载体,亦是水务大脑的底层支柱。孪生平台提供地上、地表、地下一体化、全方位的空间信息管理解决方案。在三维空间模型基础上,通过传感器在物理世界和数字世界之间全面建立实时联系,构建地上与地下、室外与室内、宏观与微观、静态与动态全空间一体化的数字孪生空间,并进行各类数据分析、挖掘、仿真应用,赋能供水、排水等行业数字孪生应用。

 

“N”应用-数字孪生水务应用

 

水务大脑从场景构建、实时渲染、全域感知、模拟仿真四个方面出发,与水务业务深度融合,将水务全要素信息真实还原到孪生空间中,打造了覆盖从水源、水厂、泵站、管网、用户到排水管网、泵站、污水厂至河湖全业务链条数字孪生水务应用,助力智慧水务新升级。

  • 生产调度管理

以点面结合的方式对水厂、泵站、管网进行全方位生产运行调度管理。建设泵站、管网设施设备等可视化模型,对真实世界进行数字化映射。结合GIS、物联网技术,实时监测压力、流量、液位、水质等要素的运行态势。通过泵组优化调度模型,建立满足压力和流量要求的厂泵网联合调度方案,提升区域调控能力。通过管网水力模型,分析管网运行工况压力分布和压力变化,实时指导管网运行和调度。为生产调度管理的成本压降、效率提升、安全保障、服务优化提供支撑。

 

 

  • 管网设施管理

对供排水一体化的管网数据进行统一管理,基于GIS管网空间及属性数据汇聚成各类管网专题图,动态模拟管网流向,结合流量计、压力计等感知设备对管网运行状态进行实时监测。针对排水管网,基于图像识别与机器学习算法,实现管道缺陷的AI智能判读,基于空间位置,对管道缺陷进行综合分析与评估,帮助企业管理人员摸清家底。

 

  • 管网运维管理

以网格管理制度为基础,综合集成管网巡检、管网养护、抢维修等一系列外勤业务信息,形成巡检一张图、养护一张图、维修一张图、抢险一张图等各类运维专题;同时动态监测外业人员车辆的实时位置,形成人员车辆位置一张图,帮助水务管理人员更加直观地了解供排水管网运维现状、全面掌控业务动态。

 

 

  • DMA漏损控制

通过对DMA区域的漏损水量、水平衡、产销差进行水力建模与模拟计算,评估各区域内管网漏损状况,有效识别管网漏损严重区域和漏损构成,精准定位安排检漏排查工作。并从空间和时间维度分析管网,以及各级分区的漏损和产销差现状,识别主要影响因素,结合管网健康状况进行智能化识别、问题定位、跟踪和监管,科学指导管网漏损控制的管理,降低漏损率。

 

  • 供水应急指挥调度

利用物联网、数字孪生、流媒体、融合通信等技术手段,通过融合和共享各类水情、雨情、工情、气象以及监控视频等数据,构建水务保障和应急指挥的数字业务场景孪生体,并结合模型分析与展示功能,实现对各项业务内容的收集、分析、展示和紧急事件的在线研判,打造事前预警预报、事中指挥调度、事后总结分析的监管体系,提升水务应急指挥水平。

 

  • 排水防汛排涝

水务大脑基于排水管网将排水防涝的各类资源进行动态监测,为防汛应急的预防提供信息支撑。当恶劣天气发生时,水务大脑能够快速感知气象状态,并通过排水管网的智能监测设备进行持续动态的感知,捕获管网液位异常。当降雨量超过一定的规模,利用模型进行冒溢分析,预测影响区域,同时,水务大脑还将实时推送应急方案,管理人员可一键启动处置预案,实现城市内涝预警报警自动化,处置智能化。

 

众智鸿图水务大脑优势

 

01 全管网模型动态构建

基于水务大脑的核心能力,高效自动地根据二维管网数据生成三维管网模型,并支持管网模型的动态更新。同时融合地形图、影像图、人工精模、BIM、倾斜摄影等多源空间数据,构建智慧水务孪生场景底座。结合动态光照、管网模型中水体流动、天气特效等,将水厂、污水处理厂、泵站、管网等全要素信息真实还原到孪生空间中,承载水务大脑数字孪生应用。

02 全场景秒级加载渲染

水务大脑提供丰富多彩的三维特效,如管线动态光照、管线中水流或气体等流动、雨雪、喷水、火焰、消防灭火、阴影特效、水面特效、泛光特效等环境特效,实现高逼真实时渲染效果。同时,基于多层级三维瓦片组织与动态更新机制、多维约束的细节层次算法、融合瓦片调度等技术,实现大规模场景秒级加载,不受数据量限制。

03 全空间物联感知监控

水务大脑数字孪生的应用能够真正意义上实现水务感知的立体化可视化,汇聚各类物联感知设备数据,实时监测各网段流量、压力、液位、水质等要素的运行态势,对流量异常、压力异常、水质未达标等异常情况进行实时预警,辅助管理者综合掌握大范围供排水管网运行态势。同时可基于感知信息开展协同控制,实现虚拟世界与现实世界的互动。

04 多业务模型智能分析

通过对供排水企业的生产、输配、营业、用户服务等各版块业务信息进行深度集成,基于水务孪生场景,以丰富的动态图表结合方式展示各业务板块的核心业务指标,为供排水企业的决策层提供全局性指标数据,辅助供排水企业的宏观调控。

05 多过程模拟仿真调度

众智鸿图基于对供排水行业深入理解和探索,开发了一系列业务模型,包括监测点布设模型、爆管预测模型、输配调度模型、漏损预测模型、排水溯源模型、污染物平衡模型、雨洪分析模型等。结合感知数据和业务运行数据,对实际业务开展过程进行模拟仿真调度,实现历史回溯、实时仿真运行、未来模拟预测,赋能孪生世界和现实世界的协同工作。

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