• 2024年第3期文章目次
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    • >智慧水利
    • 基于信创环境的水利智搜优化设计与研究

      2024(3):1-7. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2024.03.001

      摘要 (280) HTML (0) PDF 794.46 K (2710) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高水利智搜数据采集效率、个性化推荐程度、协调运维能力、信创环境适配程度,向社会公众提供便捷高效的水利信息检索服务,结合核心技术自主可控的必然要求,研究运用数据采集、搜索推荐模型等智能化处理技术,进一步优化搜索算法,加强数据信息采集。同时,通过优化水利智搜平台设计,基于信创环境适配优化,采用集成式、场景式和交互式一体化数据呈现方式,提升支撑、统计分析、搜索和聚合能力,实现精准化推荐和协同化运维。基于信创环境的水利智搜优化设计与研究,可为水利行业智能化信息检索服务提供经验借鉴。

    • 数字孪生奴尔水利枢纽工程建设构想

      2024(3):8-12. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2024.03.002

      摘要 (254) HTML (0) PDF 613.36 K (2937) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高奴尔水利枢纽工程安全高效稳定运行水平,针对工程运行过程中面临的工程地质灾害风险预报、预警、预演、预案能力不足,以及统筹考虑工程供水、发电、防洪、生态、冲沙等调度需求的多目标优化调度能力不足等问题,对标数字孪生流域和数字孪生工程建设要求,围绕工程调度运行业务需求,提出数字孪生奴尔水利枢纽工程建设总体框架和主要建设内容,分析监测感知网、工程 L3 级数据底板和专用模型库的建设要点,梳理包括工程安全监测预警、水库综合调度等功能的“四预”业务应用建设内容,提出与数字孪生塔里木河流域协同应用的思路,可为数字孪生塔里木河流域和流域内重大水利工程数字孪生建设提供参考和借鉴。

    • 数字孪生黄浦江防汛预案知识图谱构建及应用研究

      2024(3):13-17. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2024.03.003

      摘要 (349) HTML (0) PDF 1.62 M (2988) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决防汛预案利用率低、难以满足快速精准的信息检索等问题,提升防汛预案管理的自动化和信息化水平,通过分析领域知识图谱需求,构建具有完整结构的防汛预案静态知识本体,提升防汛预案信息检索效率。同时运用知识抽取理论分析不同实体特点,研究领域数据层的构建方法。利用自然语言处理、图数据库等计算机技术创建黄浦江防汛预案知识图谱,并基于知识图谱构建防汛业务应用,为防汛调度会商研判和精准决策指挥提供数据支撑,提升黄浦江防汛业务的自动化和智能化水平。

    • 数字孪生曹娥江流域试点建设实践与探索

      2024(3):18-22. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2024.03.004

      摘要 (370) HTML (0) PDF 13.13 M (2796) 评论 (0) 收藏

      摘要:在水利部数字孪生流域建设和浙江省数字化改革的背景下,针对曹娥江流域预报调度一体化、风险隐患闭环管控、流域防洪减灾共同治理的需求和痛点,进行数字孪生曹娥江流域试点建设实践与探索。按照数字孪生曹娥江流域建设的总体架构,通过构建 L2 和 L3 级数据底板,全过程耦合、水库群优化调度智能决策等模型的数字孪生流域关键技术,打造曹娥江智慧防洪应用,实现预报、预警、预演、预案“四预”场景构建,“三图一清单”在线分析,以及 3 种调度模式灵活应用。研究成果能够推进流域防洪核心业务流程重塑,实现防汛全链条一体化融合,并在2022 年“轩岚诺”和“梅花”台风防御过程中投入实战应用,取得一定成效,可为数字孪生流域防洪应用建设提供技术示范和经验借鉴。

    • 深圳市排水管网数字孪生实现关键路径

      2024(3):23-29. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2024.03.005

      摘要 (387) HTML (0) PDF 8.54 M (3168) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决排水管网动态化、精细化管理难题,以及涉及地面坍塌、水污染等城市公共安全问题,借鉴数字孪生水利工程建设经验,以排水管网为研究对象,分析深圳市管网及信息化建设现状,按照“厂—网—河”流域一体化思维重点,从数据底板建设、模型平台建设及业务场景应用 3 个方面,阐述排水管网数字孪生的具体实现:建立由管网基础、地理空间、监测、业务管理、跨行业共享等数据组成的持续动态更新的孪生数据底板;通过水文水力学模型分析搭建管网静态和动态模型,支撑排水管网评估分析、运行监测预警、雨污系统调度等;建立体现“四预”功能的排水管网数字孪生业务应用。排水管网数字孪生建设可补充智慧城市地下数据资源,实现问题管网诊断、管网规划设计、水污染治理、洪涝预警分析等。

    • >信息资源开发利用
    • 面向虚幻引擎的水利工程多源数据转化融合技术初探

      2024(3):30-36. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2024.03.006

      摘要 (179) HTML (0) PDF 10.76 M (2723) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着数字孪生流域和工程在水利行业的提出,对模拟仿真引擎的多源数据承载、兼容、渲染、模拟仿真等能力的要求逐渐提升。为解决数据底板中多源数据融合和高保真场景构建的难题,创新性地在水利行业提出一种基于虚幻引擎(UE)的多源数据底板建设方案,可将体形复杂、体量较大的水利行业主流 BIM 设计平台(尤其是 3DE平台)的设计模型,转换为轻量化、美观的展示模型,并导入 UE 平台中形成高保真工程数字孪生场景,最终研发九峰山抽水蓄能电站可研数字汇报系统,并用于项目可研汇报;系统运行顺畅,展示效果好,表明技术路线可靠、可行,可为数字孪生工程的实现提供参考。

    • 结合双线性网络和注意力的蓝藻图像识别方法

      2024(3):37-44. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2024.03.007

      摘要 (147) HTML (0) PDF 18.95 M (2677) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对实际工程环境中采集的蓝藻图像数量不均衡、复杂光照条件影响、蓝藻图像局部区域特征捕捉不全面等问题,提出一种结合双线性网络和注意力的蓝藻图像识别方法。首先构建蓝藻图像数据集,并使用图像增强算法对数据集进行优化,再使用双线性网络充分提取蓝藻图像特征信息,同时结合卷积块注意力机制,聚焦重要的局部特征,忽视无用信息,进一步提升对无蓝藻、颗粒状蓝藻、带状蓝藻和片状蓝藻等 4 类不同形态蓝藻图像的分类效果。在构建的 Algea-ultimate 蓝藻数据集上进行实验,结果表明:相比识别效果最好的经典网络模型 ResNet18,所提方法在识别准确率上提升 7.29%,识别精度有明显提升。识别方法可用于太湖流域水质监测和预警平台中,提供蓝藻图像自动识别功能,为实时监测水体蓝藻形态提供智能化解决方案。

    • 基于科学知识图谱的洪水预报研究演化分析

      2024(3):45-50. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2024.03.008

      摘要 (295) HTML (0) PDF 16.44 M (6849) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步分析我国洪水预报领域研究演化进程,辨识领域知识结构框架,以中国知网洪水预报核心期刊文献数据为研究对象,利用 Citespace 及 VOSviewer 软件绘制科学知识图谱,对文献发文量、研究机构、研究者、文献关键词进行统计分析。结果表明:洪水预报研究经过多年发展,研究机构形成多强共存、以强带弱的良好局面,不同研究团队间交流学习日益深入,文献关键词演进历程表明领域研究重点逐渐向资料缺乏的中小河流汇聚;并利用精细化模型实现洪水全过程模拟,能有效增加洪水预报精度,降低洪水灾害发生风险,为后续相关研究提供借鉴与参考。

    • 三维激光扫描与BIM技术在泵闸流道变截面偏差检测中的应用

      2024(3):51-54. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2024.03.009

      摘要 (241) HTML (0) PDF 7.32 M (2500) 评论 (0) 收藏

      摘要:异形混凝土流道变截面是水利泵闸工程施工控制的重难点,为克服变截面施工质量偏差人工检测手段控制难度大、精度低等问题,有必要探索三维激光扫描技术在该部位质量检测方面的实际应用效果。总结三维激光扫描与 BIM 相结合的技术流程,分析三维激光扫描的技术理论方法,以新川沙泵闸工程为应用案例,通过高精度非接触式扫描技术获得异形流道的点云数据,收集三维空间坐标信息生成点云模型,与施工图纸建立的 BIM 模型进行对比分析。结果表明:施工质量偏差分析精确到毫米级,±20 mm 以内的偏差占 87.21%,点云模型站间误差最大为 9.8 mm,表明该方法用于泵闸工程异形混凝土流道质量偏差检测是可行的。本研究可为其他泵闸工程质量控制的精度可视化提供指导和借鉴意义。

    • >自动化测控
    • 船闸深孔反弧门实时在线监测技术应用研究

      2024(3):55-59. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2024.03.010

      摘要 (156) HTML (0) PDF 5.56 M (2543) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对船闸输水系统工作反弧门长期在深孔动水条件下频繁启闭,给船闸安全运行造成安全隐患,提出一种深孔反弧门实时在线监测技术方案。为掌握深孔反弧门运行情况,将已密封好的应变及倾角等传感器布置在闸门上,再利用钢丝网架胶管将采集信号输送至在线监测系统。监测系统实时进行反弧门在线监测与数据显示,并实时分析结构应力、运行姿态及启闭力,根据分析结果,给出不同等级报警信息及相应的处置建议,提示运行操作人员对反弧门采取对应措施。对广西大藤峡水利枢纽船闸反弧门实施实时在线监测,测试数据表明实施的反弧门实时在线监测系统是可靠稳定的,证明将实时在线监测技术应用于深孔且动水频繁启闭的闸门是可行的。

    • 南水北调东线工程江苏段泵站安全监测现状及专业化管理探讨

      2024(3):60-64. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2024.03.011

      摘要 (175) HTML (0) PDF 1.58 M (2587) 评论 (0) 收藏

      摘要:泵站是南水北调东线工程的主要组成部分,在运行期对泵站进行监测是保障东线工程安全运行的重要手段。为提高东线工程泵站群的安全监测专业化管理水平,通过实地考察、现场调研等手段,对东线工程江苏段宝应站、邳州站、金湖站、泗洪站、解台站等 14 座泵站的安全监测设施状况进行系统性的排查,并分析东线工程江苏段泵站的历年年度监测资料整编情况,结果表明:当前东线工程江苏段泵站主要存在自动化监测水平低、扬压力设施损坏严重、监测资料整编分析不规范等问题,难以全面准确地掌握泵站真实的运行状况。针对当前存在的问题,建议管理单位加强安全监测作业标准化建设并提高设施养护水平,开展安全监测系统鉴定和自动化升级改造,建立泵站工程安全监测监督平台和泵站群安全管理数字孪生体系,以实时掌握各泵站工作状态,保障泵站群安全运行。

    • >系统建设
    • 水利网信监管平台设计与应用

      2024(3):65-71. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2024.03.012

      摘要 (134) HTML (0) PDF 14.23 M (2710) 评论 (0) 收藏

      摘要:信息和网络安全在智慧水利建设中具有不可替代的作用,但目前水利信息和网络安全工作中仍存在安全防护能力不足、安防措施不完善及漏洞处置不及时等安全隐患。以江苏省水利信息和网络为研究对象,分析水利网信监管平台建设的内容和需求,采用网络安全态势感知和安全大数据挖掘与分析等技术,构建集网络安全监测感知、安全数据融合共享及网络安全事件处置于一体的水利网信监管平台。监管平台可提供网络活动行为的有效监控、评判和快速响应,并为高效识别和预测网络潜在风险漏洞、提升水利网络安全管理水平、保障水利关键信息基础设施网络可靠运行提供支撑。

    • 数字孪生滦河工程“四预”平台建设研究

      2024(3):72-78. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2024.03.013

      摘要 (297) HTML (0) PDF 4.25 M (3801) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对滦河历史洪水灾害频发情况,为提升滦河水灾害防御能力,实施数字孪生滦河工程“四预”平台建设。结合滦河流域洪水特点,基于数字孪生、数字映射、大数据、云计算、物联网等先进技术,以三维数字孪生场景为数据底板,水文计算模型为算力,提升流域防洪“四预”能力为目标,开发“四预”平台和滦河智慧“四预”大屏,实现历史演变、实时监控、趋势研判 3 个不同时间维度的功能递进展示。“四预”平台包含信息化基础设施、数字孪生平台、业务系统 3 个层级,通过构建流域洪水“天空地”一体化监测体系,共享补充流域下垫面、数字地形、影响区域经济社会等数据,形成流域防洪数字孪生场景,开展超前模拟仿真推演,实现洪水预报、预警、预演、预案功能。数字孪生滦河工程“四预”平台建设完成后,将滦河流域“七一三”洪水的水文监测和工程调度资料输入系统进行验证,计算成果可靠,可为滦河流域防洪安全提供有力保障。

    • 基于B/S和SOA架构的LIMS系统设计与研究

      2024(3):79-83. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2024.03.014

      摘要 (240) HTML (0) PDF 966.41 K (2987) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提升水质检测业务的专业化、智能化、系统化、自动化水平,针对新发展阶段下水利高质量发展对水质信息管理的需求,研究并开发基于 B/S 系统架构和 SOA 设计架构的新型综合性水质信息管理系统(LIMS),运用仪器谱图识别及数据提取、PHP 与 MySQL 融合、仪器谱图与原始记录自动关联等技术,在一定程度上提高水质数据的电子化无纸化获取、处理、传输及应用等方面的管理水平,实现水质检测业务流程与资源的动态关联和闭环追溯,提升水质监测评价工作的管理效率和质量管理能力。基于 B/S 和 SOA 架构的 LIMS 在前沿高新技术中的应用研究,为水质检测和管理的各项活动提供智能、高效的数据支持平台,也为水利行业信息系统管理建设及水域功能监测监管提供技术支撑。

    • 面向防洪“四预”的闽江水口洪水预报调度系统建设与应用

      2024(3):84-89. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2024.03.015

      摘要 (255) HTML (0) PDF 5.87 M (3804) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提升闽江水口流域防洪调度水平,建设闽江水口洪水预报调度系统。系统利用开放式的设计理念,采用B/S 系统结构开发,融合多源降雨数据,集洪水预报与防洪调度为一体,提升洪水预报精细化水平和水工程联合调度能力。采用多源降雨信息融合技术,集成洪水预报模型库,构建流域洪水预报方案,开发流域智能化运行平台,实现流域多源降雨信息共享应用、洪水滚动预报、智能调度,延长洪水预报预见期,提高预报精度。系统已应用于闽江水口电厂,可提高水电站洪水防御能力和水能利用效益。

    • 深圳市水土保持智慧监管平台研发及应用

      2024(3):90-96. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2024.03.016

      摘要 (192) HTML (0) PDF 2.90 M (3035) 评论 (0) 收藏

      摘要:智慧水土保持是智慧水利建设的重要组成部分,针对当前深圳市水土保持监管中信息化和智慧化程度不高的问题,围绕水土保持监管难题,在智慧水务总体框架的基础上,研发并利用水土保持专业模型、黄泥水溯源要素关系模型等关键技术,搭建包含生产建设项目监督管理、水土流失监测、水土保持生态建设、水土保持决策支持、水土保持信息服务、黄泥水防治等六大业务的深圳市水土保持智慧监管平台,实现水土保持业务全覆盖,为水土保持智慧监管提供技术支撑。结果表明:智慧监管平台有效提高深圳市水土保持监管业务中信息处理能力、应用智慧化程度,可为其他城市的智慧水土保持建设提供参考。

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