¿Cuáles son las aplicaciones de los gemelos digitales en la construcción de nuevas ciudades inteligentes?
En la construcción de nuevas ciudades inteligentes, los gemelos digitales se pueden utilizar en escenarios de aplicación como la construcción de cuencas hidrográficas con gemelos digitales, redes de tuberías de drenaje con gemelos digitales y comandos anticolisión de puentes gemelos digitales, y realizan operaciones digitales y refinadas. y gestión visualizada.
1. Entorno político de cuencas gemelas digitales:
El 23 de diciembre de 2021, el Ministerio de Recursos Hídricos celebró una reunión de trabajo para promover la construcción de cuencas gemelas digitales, Ministro Li Guoying. de Recursos Hídricos, propuso: “Las cuencas gemelas digitales son: Con la cuenca física como unidad, los datos espaciotemporales como base, el modelo matemático como núcleo y el conocimiento de la conservación del agua como motor, el mapeo digital y la simulación inteligente de todos los elementos del sistema físico La cuenca y todo el proceso de gestión y gestión de la conservación del agua se implementan para lograr una operación de simulación sincrónica y una interacción virtual-real con la cuenca física, optimización iterativa", al tiempo que se enfatiza que la digitalización, el trabajo en red y la inteligencia son las líneas principales, los escenarios digitales. las simulaciones inteligentes y la toma de decisiones precisas son los caminos, y la construcción de datos, algoritmos y potencia informática es el apoyo para acelerar la construcción de cuencas hidrográficas gemelas digitales, para realizar las funciones de previsión, alerta temprana, vista previa y planificación. .
2. Estado actual del desarrollo de la informatización de la conservación del agua:
① Capacidad insuficiente para percibir a fondo:
La cobertura y los elementos de la percepción de la conservación del agua son incompletos. La información hidrológica y ambiental, la información de ingeniería y otros aspectos de las capacidades de monitoreo ya no pueden satisfacer las necesidades del desarrollo y la gestión empresarial existentes. Aunque la recopilación de información ahora se puede llevar a cabo a través de tecnologías y equipos terrestres, acuáticos, aeronáuticos, aeroespaciales y de otro tipo. El nivel general de inteligencia sigue siendo relativamente bajo. Todavía queda un largo camino por recorrer en términos de los requisitos para construir el sistema de cuencas hidrográficas digitales. La tecnología y los equipos de Internet de las cosas no se han utilizado por completo, y las capacidades de comunicación básicas son relativamente débiles, con deficiencias en el ancho de banda de la red y emergencias. medidas.
② Falta de "potencia informática" de la infraestructura de información:
Entre las redes comerciales de conservación del agua existentes, solo 6 provincias (regiones autónomas) tienen redes comerciales de conservación del agua que pueden llegar a los municipios. unidades de conservación de agua a nivel, para las unidades de gestión de proyectos, la tasa de conectividad es aún menor, lo que obstaculiza seriamente el principio de desarrollo de "implementación de tres niveles y aplicación de múltiples niveles" para aplicaciones comerciales de conservación de agua. La red troncal no puede satisfacer las necesidades existentes de transmisión de datos e invocación de servicios. Ante el rápido crecimiento de cada vez más imágenes, imágenes y otros datos, faltan capacidades de procesamiento de big data, computación en la nube y almacenamiento de datos.
③Es necesario mejorar el desarrollo y la utilización de los recursos de información:
El sistema de información interno de conservación del agua carece de integración, lo que resulta en información básica incompleta de las instalaciones de conservación de agua existentes, baja precisión, datos básicos inconsistentes y códigos de objetos Hay problemas como inconsistencia y estándares de datos inconsistentes, y existe un fenómeno de "reaprendizaje y almacenamiento" de datos entre varias empresas y departamentos en todos los niveles. Al mismo tiempo, hay una falta de intercambio de información externa estrechamente relacionada, como la información geológica, y una vinculación insuficiente.
④ Existe una gran brecha en el nivel inteligente de las aplicaciones comerciales:
En el sistema de información de conservación de agua existente, proyectos de conservación de agua, desarrollo de recursos hídricos, prevención de inundaciones y sequías, suelo y la conservación del agua y otras empresas tienen negocios y La integración de la tecnología de la información no es profunda, el nivel de inteligencia es insuficiente y las tecnologías emergentes como 5G, IA, big data e Internet de las cosas no se aplican por completo, lo que en última instancia conduce al problema de que el sistema de información es débil para apoyar el desarrollo empresarial.
3. Gemelo digital de conservación del agua, que realiza mapeo digital y simulación inteligente del espacio físico.
Guangdong Ground and Air Intelligent Technology Co., Ltd. colaboró con instituciones profesionales de conservación del agua para llevar a cabo actividades relevantes. investigación en el campo de la conservación y la práctica inteligentes del agua, captura datos de monitoreo en tiempo real a través de la capa de percepción e integra varios datos básicos de conservación del agua basados en más de diez tecnologías de alta tecnología, como medición digital completa, big data y computación en la nube. , información geográfica, modelos virtuales tridimensionales, inteligencia artificial y blockchain, etc. Tomando los datos espacio-temporales de conservación del agua como objeto clave de investigación, enfocándose en la gestión, visualización y análisis de datos de conservación del agua, llevando a cabo una investigación precisa, integral y dinámica. simulaciones del espacio de conservación del agua, creando intercambios horizontales y vínculos verticales de los negocios de conservación del agua, con el fin de lograr la conservación del agua en todos los niveles. La conectividad de la información entre departamentos realmente abre silos de información relacionados con el agua, rompe la segmentación de los negocios relacionados con el agua y proporciona a los gerentes soporte visual y conveniente para el análisis y evaluación de seguridad, gestión de operación y mantenimiento de proyectos, gestión de despacho de control de inundaciones, visualización completa, etc. La plataforma de supervisión de información sobre conservación del agua del gemelo digital integra tres sistemas principales: el sistema de gestión de cuencas hidrográficas del gemelo digital, el sistema de simulación del gemelo digital y el sistema de servicios de conocimiento del gemelo digital. Integra y recopila datos de múltiples fuentes para establecer un tiempo y espacio completo, multidimensional y. sistema de conservación de agua multigranular para lograr una gestión integrada de los activos de datos de conservación de agua, por un lado, actualizar y ampliar el mapa de conservación de agua para construir un backplane digital con datos básicos unificados, recopilación de datos de monitoreo, dos y tres; -integración dimensional y colaboración de tres niveles para proporcionar escenarios de conservación de agua de alta seguridad. Por otro lado, una simulación verdadera, altamente estable y de alta calidad integra modelos profesionales de conservación de agua multidimensionales y multiespacial-temporales acoplados; Modelos inteligentes de IA para proporcionar las capacidades de "cuatro predicciones" que integran análisis, simulación, expresión y toma de decisiones, lo que la convierte en una empresa "2+" N” que proporciona servicios inteligentes.
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La plataforma de supervisión de información sobre conservación del agua del gemelo digital se centra en los gemelos digitales, con la cuenca física como unidad, los datos espacio-temporales de conservación del agua como base y integración y visualización de datos de cuencas hidrográficas, conservación del agua La simulación es el núcleo, impulsada por el conocimiento de la conservación del agua, y utiliza tecnologías como Internet de las cosas, big data, inteligencia artificial y simulación virtual para lograr mapeo digital y simulación inteligente de todo el dominio. todos los elementos y todo el proceso en el espacio físico para apoyar la toma de decisiones precisas sobre la conservación del agua.
Cuatro, integrar datos y construir un big data center digital gemelo para la conservación del agua:
Basado en los estándares y especificaciones de datos relacionados con la industria de la conservación del agua, clasifique el directorio de recursos de datos sobre la conservación del agua. , acceder e integrar múltiples tiempos y espacios, datos de conservación del agua multigranulares y multidimensionales, incluidos datos geoespaciales básicos, datos de gestión empresarial, datos de detección de monitoreo, datos compartidos entre industrias, etc., se han estandarizado para formar un gemelo digital. Big Data Center de conservación del agua para proporcionar a los usuarios datos estándar unificados.
5. Clasificación y almacenamiento para formar una vista panorámica de big data espacio-temporales de conservación del agua:
Fusión de categorías y agregación de multiespacial y espacial, multigranularidad y multi- datos dimensionales de conservación del agua para construir recursos de datos de conservación del agua con estándares consistentes. El grupo forma una vista panorámica de big data espacio-temporales de conservación del agua, brindando a los usuarios servicios de recursos de datos espacio-temporales completos, multiespaciales y multigranulares.
Subsistema 1: Sistema de gestión de cuencas hidrográficas gemelos digitales
El sistema de gestión de cuencas hidrográficas gemelos digitales es la base de la plataforma de supervisión de información de conservación del agua del gemelo digital. Principalmente construye una base de datos para proporcionar simulación. y conocimiento El servicio proporciona soporte masivo de datos. El sistema construye un portal unificado, accede a datos espacio-temporales de conservación del agua de múltiples fuentes, rompe las barreras de los datos y realiza una gestión de datos unificada; establece un mapeo virtual desde el espacio físico al espacio digital y construye un panorama espacio-temporal de la conservación del agua de manera integral; utiliza Internet de las cosas, computación en la nube y big data, inteligencia artificial, información geográfica y otros nuevos medios de tecnología de la información, proporciona capacidades masivas de análisis de datos, realiza una simulación precisa, integral y dinámica del espacio de conservación del agua y brinda soporte para una gestión refinada.
①Acceso a datos heterogéneos de múltiples fuentes para lograr una gestión de datos unificada
②Mapeo completo "físico-digital" para formar una "imagen única" de los recursos de conservación del agua:
③Soporte de software y hardware para facilitar el análisis masivo de datos:
Subsistema 2: Sistema de simulación de gemelos digitales
El sistema de simulación de gemelos digitales es una actualización del sistema de gestión de cuencas de gemelos digitales. Proporciona principalmente escenas de visualización tridimensionales de alta fidelidad, baja latencia y alta estabilidad para brindar soporte para análisis informáticos detallados, cuantificados, dinámicos e intuitivos. El sistema se basa en tecnología de visualización de gráficos de alta eficiencia para escenas grandes y utiliza una serie de tecnologías como peso ligero + webp + almacenamiento en bloque + subdominio para mejorar la eficiencia de carga general y la fluidez de navegación, y lograr alta fidelidad y alta calidad. Datos de múltiples fuentes, multidimensionales y de granularidad múltiple. Modelado de simulación y expresión espacial.
Subsistema tres: Sistema de servicio de conocimiento del gemelo digital
El sistema de servicio de conocimiento del gemelo digital es el contenido central y el objetivo final de la plataforma de supervisión de información de conservación del agua del gemelo digital. Principalmente integra y acopla. El modelo de datos de escala proporciona sistemas multidimensionales y multitemporales con capacidades de "cuatro predicciones". Sobre la base de compartir varios modelos de cálculo y resultados de cálculo del Ministerio de Recursos Hídricos y agencias de gestión de cuencas fluviales, el sistema construye modelos profesionales de conservación del agua, modelos de inteligencia artificial y modelos de conocimiento de la conservación del agua a pedido, formando una biblioteca digital gemela de modelos de conservación del agua. para proporcionar programación de proyectos, monitoreo de seguridad, extracción de conocimientos y otros servicios inteligentes para lograr una toma de decisiones y un comando integrales con las funciones de “previsión, alerta temprana, vista previa y planificación”.
① Integre modelos profesionales de conservación del agua para promover una simulación precisa de la conservación del agua:
Centrándose en los campos de la conservación inteligente del agua y la inteligencia espacial, Guangdong Ground and Air Intelligent Technology Co., Ltd. se compromete a crear hidrología-energía hidroeléctrica profesional. El modelo de acoplamiento de la calidad del agua respalda el control de inundaciones y el alivio de la sequía en cuencas fluviales y regiones, el despacho y la gestión de los recursos hídricos y el entorno hídrico, el control y el drenaje de inundaciones y la gestión del entorno hídrico en ciudades inteligentes, el despacho de emergencia. y control de la contaminación del agua en grandes ríos, etc., y promueve la simulación y el análisis precisos de la conservación del agua.
②Introduzca modelos inteligentes de IA para ayudar a la toma de decisiones inteligentes en la conservación del agua:
Utilice IA de detección remota, IA de video y otras tecnologías para interpretar y procesar automáticamente imágenes de detección remota y analizar el agua de lluvia. Condiciones climáticas, condiciones de trabajo, etc. Lograr un monitoreo dinámico a gran escala y alerta temprana para situaciones de emergencia, peligros, sequías, erosión del suelo, calidad del agua y medio ambiente del agua, extracción ilegal de arena, ocupación de la costa, etc., y mejorar el monitoreo de la seguridad de la conservación del agua. capacidades.
③Establecer un modelo de conocimiento sobre la conservación del agua para respaldar los servicios de conocimiento sobre la conservación del agua:
Impulsado por la biblioteca de modelos y la base de conocimientos, analice y juzgue rápidamente, optimice y mejore los planes de emergencia y coopere con La interacción de información de la terminal del personal para brindar apoyo se brinda mediante consultas entre múltiples partes dentro de la unidad y con las agencias de gestión de cuencas fluviales y el Ministerio de Recursos Hídricos, así como el envío de emergencia y el comando de los recursos humanos y materiales relevantes.