構建智慧水務系統平臺:數字孿生技術下的架構探索分別有哪些
發布日期:2024-07-22?瀏覽次數:作者:小編
數字孿生技術是科技發展的產物,是社會發展的結果,結合了時下如數據感知、輕量化建模、無人機傾斜攝影、GIS+、云計算技術、云端存儲、服務平臺數據可視化等各種較為先進的方式方法。本文為建立基于數字孿生技術的智慧水務系統平臺框架機制,將各種方式方法根據不同的目的性分成6個層次,依次為感知層、設備層、數據處理層、模型層、平臺服務層和應用層:
1、感知層
感知層是智慧水務體系的“面部五官”和“皮膚組織”,利用“觸碰”“看”“聽”等手段去獲得數據資料,經通訊方式傳輸監測數據至設備層,具體包含傳感器、無人機傾斜攝影、北斗三代技術、衛星導航定位、計算機視覺與感知技術等。
⑴傳感器:身為智慧水務核心要素感知設備,傳感器可自動采集江河湖泊水位高低、流量、水質和水源保護區、水土流失區域內的降水量、土壤厚度、植被覆蓋面積及具體防汛范圍、山體滑坡多發區、洪水淹沒區的雨量、淹沒邊界點、防汛邊界點等數據。
⑵無人機傾斜攝影:該方法可以結合衛星遙感技術得到流域周圍地理空間數據,融合傳感器監控流域水位高低、流量變動,搭建三維建模,提高建模可視化效果,為即時仿真分析流域的狀態給予建模基座。
⑶北斗三代技術:將監控的水位、雨量、流量等各類數據利用北斗終端上報,反饋至監測預警服務平臺實時同步各監測點數據信息,并實時監測、公布預警提醒。現在北斗系統主要適用于多山地域的水文測報信息內容實時傳輸,提高洪水、干旱等災情預報數據的準確性,漸漸完成堤壩彎曲變形的準確監控、江河湖泊保護的實時監控等。
⑷衛星導航定位:是指利用衛星系統對地球各種基本信息開展GPS定位的專業技術,為防洪工程管控、防汛抗災等提供了基礎遙感圖像。
⑸計算機視覺與感知技術:提供實時視頻監控畫面和視頻截取數據信息,是獲取實際情況最直觀合理、客觀性的手段,在水利工程的運行維護、防汛管理決策等多個方面起著至關重要的作用。
2、設備層
設備層是智慧水務體系的“毛細血管”,數據存儲所有數據資料,給整個設備運行提供數據流動安全防范,同時通過數據庫、云數據服務平臺等傳送數據至數據處理層,具體包含:云端存儲、云計算技術、網絡通訊、安全防范等新技術設備。
3、數據處理層
數據處理層是智慧水務的“神經系統”,連接著“感知”和“大腦”,將處理過的數據信息即時反饋至模型層,具體包含輕量化建模、AI視頻處理、邊緣解析、GIS+等手段。
4、模型層
模型層是智慧水務的“腦部”,根據“即時思索剖析、動態化解決運算”搜集的數據信息,為平臺服務層帶來計算或評估結果。該層主要包含數據信息實時感知、動態化建模制作、逆模型動態化迭代更新等新技術。
5、平臺服務層
平臺服務層是智慧水務的“外貌”,展現數據分析出來的結果。該層融合各種工作平臺以及其平臺移植、多線程任務調度、多進程、互斥鎖、進程間通信管理等手段產生。
6、應用層
應用層是智慧水務的“中樞神經系統”,是推動虛實相間、創建智慧水務系統平臺管理體系關鍵一步。采用傳統應用如降水量、流量、水位、溫度等數據監控為依據,融合模型層中實時數據、動態化建模制作、模型迭代更新等手段提高對數據信息整體上的運用和數據處理能力,增強預測精確性,做出更精準決策。應用層主要包括多元數據集成化數據可視化、運作網絡安全態勢感知、綜合性信息研判、應急聯動處置等基本功能,為水務的預報、預警、預演、預案帶來實時監測結論,供管理人員戰略決策。
中交路橋科技是大型智慧水務公司,其基安云智慧水務系統平臺包括IOT平臺、大數據平臺、AI平臺和數字孿生平臺,分別提供可賦能智慧城市水務治理所需的感能、數能、算能和圖能四大能力,實現智慧市政全場景、全周期數據融合應用,為實現城市精細治理提供數字底座。其使用對象不僅僅局限于水廠管理者,對于水務工作決策者、水管維護員、營收業務員與用戶均適用,該系統集數據采集與監控、管網巡線、管線布控、供水綜合運營調度、供水漏損控制、營收收費等于一體,助力水利發展。