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技術(shù)文章/Technical articles
智慧水務(wù)數字原生形態(tài)的探索與創(chuàng )新
2022-09-24 23:12:47力士霸泵業(yè)

引子

水作為大自然對人類(lèi)最美好的饋贈,是地球上最重要的物資資源之一。自古以來(lái)人類(lèi)逐水而居,眾多城市因水而興,水在滿(mǎn)足人們生活需求的同時(shí)也帶來(lái)了各種問(wèn)題。用水、治水是人類(lèi)社會(huì )發(fā)展過(guò)程中的重中之重,伴隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的提高和信息化的應用,智慧水務(wù)應運而生。

智慧水務(wù)的四個(gè)發(fā)展階段

對于何為智慧水務(wù),中國工程院院士王浩的定義概括為:“智慧水務(wù)是通過(guò)信息化技術(shù)方法獲得、處理并公開(kāi)水務(wù)信息,從而有效地管理供水、用水、耗水、排水、污水收集處理、再生水綜合利用等過(guò)程,是智慧城市的重要組成”。該定義易于理解,智慧水務(wù)是運用信息化技術(shù)作為載體對水務(wù)進(jìn)行科學(xué)有效的管理,但應用信息化為手段進(jìn)行水務(wù)管理到何種程度可以稱(chēng)之為智慧水務(wù)尚未明確界定。

前段時(shí)間,北大縱橫高級副總裁謝凡女士在公司內部對數字原生進(jìn)行了詳細描述與講解,內容可以完美的應用于智慧水務(wù)關(guān)于發(fā)展階段的有效劃分。謝總提出企業(yè)終將走向數字原生形態(tài)的“理念”,并對企業(yè)數字化發(fā)展進(jìn)程的各階段進(jìn)行了友好定義,主要劃分為四個(gè)階段:1.數字孿生2.虛擬原生3.虛實(shí)融生4.數字原生。數字孿生指現實(shí)世界的數字化鏡像階段;虛擬原生指數字世界可以有虛擬的原生運行規律和運行結果,但不干預現實(shí)世界;虛實(shí)融生指在確定的協(xié)議下,數字世界中可固化支持現實(shí)世界決策效率并反向支撐現實(shí)世界;數字原生指數字世界將基于自己的算法產(chǎn)生更多未可知思維。后一階段比前一階段更加智能,體現更高的效率,虛擬世界(數字世界)能夠進(jìn)一步擴展現實(shí)世界人類(lèi)的想象空間,反向激發(fā)人類(lèi)向更多未知的世界進(jìn)行拓展,虛與實(shí)之間由涇渭分明,逐漸融合,最終更加立體,相互促進(jìn),融為一體。

我們知道浩瀚歲月之中,人類(lèi)的演化不再是主要依靠前期個(gè)體體能和智能的提升進(jìn)行進(jìn)化,目前更多的依靠著(zhù)群體交流和協(xié)作方式的改變和效率的提升。隨著(zhù)虛擬世界使得人類(lèi)不僅能夠跨時(shí)空的交流經(jīng)驗和信息,而且可以超越現實(shí)空間進(jìn)行想象與模擬實(shí)施,達成更高的世界改變。世界盡頭是元宇宙,而元宇宙的終極無(wú)疑將會(huì )是數字原生。

一個(gè)處于智慧水務(wù)發(fā)展較為領(lǐng)先的例子三峽集團目前已基于數字孿生能力底座,采用可視化技術(shù),對整個(gè)長(cháng)江流域的山川、河流、城市、水利工程、氣象、水文等要素進(jìn)行數字化還原,通過(guò)開(kāi)發(fā)出洪水演進(jìn)模擬軟件,推演出不同水利調度方案實(shí)施后的洪水演進(jìn)趨勢,生成動(dòng)態(tài)三維場(chǎng)景模擬洪水演進(jìn)過(guò)程。三峽集團通過(guò)將長(cháng)江流域相關(guān)全要素的數字化表達,能夠直觀(guān)快速掌握流域運行情況,大幅提高對水務(wù)管理的研判效率,同時(shí)不只局限在對真實(shí)世界進(jìn)行視覺(jué)復刻的數字孿生,而是生成時(shí)間、空間等多維度的數據副本,可以進(jìn)行推理計算,形成若干個(gè)平行世界。根據當前一段時(shí)間的流域洪水過(guò)程數據,匹配過(guò)去發(fā)生的高相似度洪水過(guò)程,分析其后續發(fā)展趨勢,以過(guò)去的經(jīng)驗為參考;通過(guò)對未來(lái)預報數據情況下的不同方案進(jìn)行仿真模擬,尋找綜合效果最佳的調度方案,最大程度減少洪澇災害造成的損害。

我們可以看到,三峽集團通過(guò)數字技術(shù),將水利工程體系以統一的模型進(jìn)行管理,進(jìn)行高效的聯(lián)動(dòng)仿真,能夠在面對洪水災害時(shí)快速生成優(yōu)化調度方案,從而有效提升了指揮中心綜合管理能力,全面加強了所轄流域的防洪、供水、發(fā)電聯(lián)合優(yōu)化調度等管理工作。目前三峽集團的智慧水務(wù)發(fā)展已達到虛擬原生階段,隨著(zhù)數據儲備的進(jìn)一步提升和經(jīng)驗的積累,集團管理進(jìn)入虛擬融生階段,對于未來(lái)水務(wù)管理的有效性將會(huì )進(jìn)一步提升。

小結

目前智慧水務(wù)行業(yè)發(fā)展整體仍處于初級——數字孿生階段,好的企業(yè)開(kāi)始了虛擬原生階段,但有著(zhù)理想總是好的,知道自己是誰(shuí),所處階段,知道未來(lái)更好的自己應該什么樣子,過(guò)程做好自己即可。前行雖不易,但生而無(wú)畏,隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)力水平的大幅提升,智慧水務(wù)終將通過(guò)革命性的探索和顛覆式的創(chuàng )新走向數字原生形態(tài)。


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