依据〔2023〕245 号文要求，本项目建设玉岗水库数字孪生系统。项目对标国家数字孪生建设部署，遵循行业法规标准，坚持 “需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力” 原则，依托现有信息化基础，聚焦 “四预” 核心能力，构建包含数字孪生平台、智慧业务应用、网络安全及运营保障体系的一体化系统，赋能水库智慧运行。
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一、项目背景
根据〔2023〕245号文相关要求，需建设数字孪生水库系统，支撑水库智慧化运行。项目紧扣国家数字孪生建设总体部署，遵循行业相关法规、标准与政策，按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力” 原则，立足水库现有信息化基础，以“预报、预警、预演、预案”四预能力为核心，明确建设任务与需求，最终建成集数字孪生平台、智慧业务应用、网络安全体系、运营保障体系于一体的完整系统，全面支撑水库智慧化运行。
二、解决方案
我司围绕大坝安全监测核心需求，优化完善两大核心应用模块：领导驾驶舱应用结合查询统计与数据分析能力，强化工程全景可视化平台及全场景专题调用功能，联动工程安全、兴利除害、生产运营等相关模块，为用户开展大坝安全综合决策提供高效支撑；水利工程运行管理应用全面覆盖大坝安全监测及工程运行管理主要业务，整体实现工程运行数据全面采集、运行管理规范化与网络化、分析处理智能化与科学化，可系统掌握工程运行维护管理过程中的各类设备设施、工程特征、设备运行、洪水预报、实时工况、维修养护、检查巡查、安全生产、视频监控、水情监测及共享水文气象等各类信息，并在BIM+GIS技术支持环境下，综合展示各水利工程设施运行信息，直观形象呈现工程节点运行状态，为水库大坝工程运行维护提供全生命周期的安全保障，全面提升工程运行管理现代化水平。
1、大坝安全监测系统
大坝安全监测系统主要由现场采集系统与水库大坝监测中心站两部分构成。现场采集系统部署于大坝监测点位，水库大坝监测中心站设置在水库管理单位。现场采集系统主要包括 MCU 测控装置、渗压计、GNSS一体机、立杆及基础构件、供电系统、防雷接地设施等设备；监测中心站主要配置 VPN 网关 / 防火墙、交换机、服务器、数据采集工控机、UPS 电源及打印机等设备。大坝安全监测站实时将渗压、表面位移等监测数据传输至水库大坝监测中心站，中心站对采集数据进行统一汇集、统计与分析，形成大坝安全评估与分析结论，为大坝安全运行、隐患预警及管理决策提供科学依据。
2.雨水情监测：
水情信息监测主要包含水位、降雨量、流量三大关键指标。通过配套的水情监测设备及传感器，实现水情信息的远程实时监测，可对水库流域降雨量、水库水位以及上下游重要河道、水库断面进行全面监测，为水库日常运行管理、预报预警及科学调度提供稳定可靠的基础水雨情数据支撑。
3.雨量站：
雨量站配备传感器、通信模块、RTU终端及供电系统等专业设备，以 RTU 终端为核心，自动控制传感器完成降水量采集，并通过通信模块实现雨量数据与设备工况信息的自动上报。
4.流量站：
水库流量监测采用技术成熟、性能稳定的超声波流量计，构建以超声波流量计、太阳能供电系统为基础，以RTU为核心的流量自动测报系统。该系统以RTU为控制中枢，可自动控制流量传感器完成水库流量数据的精准采集，同时管控通信模块，实现流量数据、设备工况信息的自动上报，保障流量监测数据实时、准确、连续传输，为水库运行调度、安全监测提供可靠的流量数据支撑。
5.无人机：
无人机通过机场与无人机智慧巡航平台建立通信链路，通信链路采用行业通用的MQTT、HTTPS、Websockets协议。无人机智慧巡航平台基于上述协议，对前端各类硬件设备进行物理模型抽象，并通过 API 接口对外提供业务应用功能，包括固件远程升级、设备异常告警、机场远程控制、视频直播、无人机与机场状态监控、态势感知、设备管理、飞行控制、航线规划、拍摄控制等，实现无人机的远程管控与数据可靠传输。同时，无人机管控平台支持二次开发与业务扩展，可灵活对接水库各类应用场景，满足水库巡查、安全监测、险情排查、工程监管等多样化业务需求。
6.气象监测：
气象自动监测站可对水库区域的气温、气压、风速、风向等环境要素进行实时在线监测。系统主要由气温、气压、风速、风向等传感器，以及数据采集与传输模块、供电系统等部分组成。各监测传感器自动采集水库气象数据，并通过无线通信方式，将数据实时上传至水库监控中心，为水库安全运行与智慧管理提供稳定、连续的气象基础数据。
7.视频监测站：
视频监控单元采用高清球形摄像机，支持自动连续循环存储，存储容量不小于256G，具备夜视功能，可实现全天候图像采集；设备支持4G/5G公网传输，配备低功耗休眠模式，并支持通过视频平台进行网络远程唤醒。供电系统优先采用市电供电，在不具备市电条件的区域采用风光互补加浮充蓄电池的供电方式，为前端设备提供稳定可靠的能源保障。可实现水库重点区域、关键设施及周边环境的全天候可视化监控，实时回传现场画面，为工程巡查、工况监视、险情预警和应急指挥提供直观依据，同时兼顾低功耗与远程管理需求，确保在野外及无市电环境下长期稳定运行，有效提升水库智能化、可视化安全管理水平。
