构建智慧水务系统平台：数字孪生技术下的架构探索分别有哪些

       数字孪生技术是科技发展的产物，是社会发展的结果，结合了时下如数据感知、轻量化建模、无人机倾斜摄影、GIS+、云计算技术、云端存储、服务平台数据可视化等各种较为先进的方式方法。本文为建立基于数字孪生技术的智慧水务系统平台框架机制，将各种方式方法根据不同的目的性分成6个层次，依次为感知层、设备层、数据处理层、模型层、平台服务层和应用层：

1、感知层

       感知层是智慧水务体系的“面部五官”和“皮肤组织”，利用“触碰”“看”“听”等手段去获得数据资料，经通讯方式传输监测数据至设备层，具体包含传感器、无人机倾斜摄影、北斗三代技术、卫星导航定位、计算机视觉与感知技术等。

⑴传感器：身为智慧水务核心要素感知设备，传感器可自动采集江河湖泊水位高低、流量、水质和水源保护区、水土流失区域内的降水量、土壤厚度、植被覆盖面积及具体防汛范围、山体滑坡多发区、洪水淹没区的雨量、淹没边界点、防汛边界点等数据。

⑵无人机倾斜摄影：该方法可以结合卫星遥感技术得到流域周围地理空间数据，融合传感器监控流域水位高低、流量变动，搭建三维建模，提高建模可视化效果，为即时仿真分析流域的状态给予建模基座。

⑶北斗三代技术：将监控的水位、雨量、流量等各类数据利用北斗终端上报，反馈至监测预警服务平台实时同步各监测点数据信息，并实时监测、公布预警提醒。现在北斗系统主要适用于多山地域的水文测报信息内容实时传输，提高洪水、干旱等灾情预报数据的准确性，渐渐完成堤坝弯曲变形的准确监控、江河湖泊保护的实时监控等。

⑷卫星导航定位：是指利用卫星系统对地球各种基本信息开展GPS定位的专业技术，为防洪工程管控、防汛抗灾等提供了基础遥感图像。

⑸计算机视觉与感知技术：提供实时视频监控画面和视频截取数据信息，是获取实际情况最直观合理、客观性的手段，在水利工程的运行维护、防汛管理决策等多个方面起着至关重要的作用。

2、设备层

       设备层是智慧水务体系的“毛细血管”，数据存储所有数据资料，给整个设备运行提供数据流动安全防范，同时通过数据库、云数据服务平台等传送数据至数据处理层，具体包含：云端存储、云计算技术、网络通讯、安全防范等新技术设备。

3、数据处理层

       数据处理层是智慧水务的“神经系统”，连接着“感知”和“大脑”，将处理过的数据信息即时反馈至模型层，具体包含轻量化建模、AI视频处理、边缘解析、GIS+等手段。

4、模型层

       模型层是智慧水务的“脑部”，根据“即时思索剖析、动态化解决运算”搜集的数据信息，为平台服务层带来计算或评估结果。该层主要包含数据信息实时感知、动态化建模制作、逆模型动态化迭代更新等新技术。

5、平台服务层

       平台服务层是智慧水务的“外貌”，展现数据分析出来的结果。该层融合各种工作平台以及其平台移植、多线程任务调度、多进程、互斥锁、进程间通信管理等手段产生。

6、应用层

       应用层是智慧水务的“中枢神经系统”，是推动虚实相间、创建智慧水务系统平台管理体系关键一步。采用传统应用如降水量、流量、水位、温度等数据监控为依据，融合模型层中实时数据、动态化建模制作、模型迭代更新等手段提高对数据信息整体上的运用和数据处理能力，增强预测精确性，做出更精准决策。应用层主要包括多元数据集成化数据可视化、运作网络安全态势感知、综合性信息研判、应急联动处置等基本功能，为水务的预报、预警、预演、预案带来实时监测结论，供管理人员战略决策。

       中交路桥科技是大型智慧水务公司，其基安云智慧水务系统平台包括IOT平台、大数据平台、AI平台和数字孪生平台，分别提供可赋能智慧城市水务治理所需的感能、数能、算能和图能四大能力，实现智慧市政全场景、全周期数据融合应用，为实现城市精细治理提供数字底座。其使用对象不仅仅局限于水厂管理者，对于水务工作决策者、水管维护员、营收业务员与用户均适用，该系统集数据采集与监控、管网巡线、管线布控、供水综合运营调度、供水漏损控制、营收收费等于一体，助力水利发展。