1  範圍

1.0.1 本文(wén)件規定了數字孿生灌區(qū)建設的術語和定義、總則、系統體(tǐ)系架構，信息化基礎設施、數字孿生平台、業務(wù)應用(yòng)平台、網絡安(ān)全體(tǐ)系、保障體(tǐ)系等的技(jì )術要求。

1.0.2 本文(wén)件适用(yòng)于指導大型和重點中(zhōng)型灌區(qū)的數字孿生灌區(qū)的規劃、設計、建設和運行管理(lǐ)等。一般中(zhōng)型灌區(qū)的數字孿生灌區(qū)建設可(kě)參照執行。

2  規範性引用(yòng)文(wén)件

下列文(wén)件對于本文(wén)件的應用(yòng)是必不可(kě)少的。凡是注日期的引用(yòng)文(wén)件，僅注日期的版本适用(yòng)于本文(wén)件。凡是不注日期的引用(yòng)文(wén)件，其最新(xīn)版本（包括所有(yǒu)的修改單）适用(yòng)于本文(wén)件。

GB/T 15966 水文(wén)儀器基本參數及通用(yòng)技(jì )術條件

GB/T 21303 灌溉渠道系統量水規範

GB/T 22240 信息安(ān)全技(jì )術網絡安(ān)全等級保護定級指南

GB/T 28714 取水計量技(jì )術導則

SL 21 降水量觀測規範要求

SL 364 土壤墒情監測規範

SL 551 土石壩安(ān)全監測技(jì )術規範

SL 566水利水電(diàn)工(gōng)程水文(wén)自動測報系統設計規範

SL 601混凝土壩安(ān)全監測技(jì )術規範

SL 725 水利水電(diàn)工(gōng)程安(ān)全監測技(jì )術規範

SL 766 大壩安(ān)全監測系統鑒定技(jì )術規範

SL 768 水閘安(ān)全監測技(jì )術規範

SL/T 213 水利對象分(fēn)類與編碼總則

SL/T 803 水利網絡安(ān)全保護技(jì )術規範

SL/T 809 水利對象基礎數據庫表結構及标識符

3  術語和定義

下列術語和定義适用(yòng)于本文(wén)件。

3.1 數字孿生灌區(qū) Digital twin irrigation district

以物(wù)理(lǐ)灌區(qū)為(wèi)單元、時空數據為(wèi)底座、數學(xué)模型為(wèi)核心、水利知識為(wèi)驅動，對物(wù)理(lǐ)灌區(qū)全要素和建設運行全過程進行數字映射、智能(néng)模拟、前瞻預演，與物(wù)理(lǐ)灌區(qū)同步仿真運行、虛實交互、叠代優化，實現對物(wù)理(lǐ)灌區(qū)的實時監控、發現問題、優化調度的新(xīn)型基礎設施。

3.2 數字孿生平台 Platform of digital twin

由數據、模型、知識等資源及管理(lǐ)、表達、驅動這些資源的引擎組成的服務(wù)平台，提供在網絡空間虛拟再現真實水利工(gōng)程能(néng)力，為(wèi)灌區(qū)水資源配置和供用(yòng)水智能(néng)調度、防汛抗旱智能(néng)調度等業務(wù)應用(yòng)提供支撐。

3.3 數據底闆 Data base

由地理(lǐ)空間數據、基礎數據、監測數據、業務(wù)管理(lǐ)數據、外部共享數據等構成的數字孿生灌區(qū)工(gōng)程算據基礎。按照地理(lǐ)空間數據精(jīng)度和建設範圍，數據底闆可(kě)劃分(fēn)為(wèi)L1、L2、L3級。

3.4 微服務(wù) Microservices

以專注于單一責任與功能(néng)的小(xiǎo)型功能(néng)區(qū)塊為(wèi)基礎，利用(yòng)模塊化的方式組合出複雜的大型應用(yòng)程序，各功能(néng)區(qū)塊使用(yòng)與語言無關的API（應用(yòng)程序編程接口）集相互通信的一種軟件架構風格。

4  總則

4.1 數字孿生灌區(qū)建設應遵循《關于大力推進智慧水利建設的指導意見》《智慧水利建設頂層設計》《“十四五”智慧水利建設規劃》《數字孿生流域共建共享管理(lǐ)辦(bàn)法（試行）》《數字孿生流域建設技(jì )術大綱（試行）》《數字孿生水利工(gōng)程建設技(jì )術導則（試行）》《水利業務(wù)“四預”基本技(jì )術要求（試行）》《“十四五”數字孿生流域建設總體(tǐ)方案》等要求，與智慧水利和數字孿生流域、數字孿生水利工(gōng)程等相關技(jì )術要求保持一緻。

4.2 數字孿生灌區(qū)建設應遵循以下原則：

1 需求牽引、應用(yòng)至上。結合灌區(qū)管理(lǐ)實際，深入分(fēn)析灌區(qū)業務(wù)管理(lǐ)需求，因地制宜開展基礎設施和應用(yòng)平台建設；強化管理(lǐ)平台應用(yòng)，支撐強化灌區(qū)管理(lǐ)。

2 統籌謀劃、分(fēn)步實施。結合灌區(qū)實際，謀劃頂層設計，明确建設目标和建設内容，急用(yòng)先建、分(fēn)步實施。

3 整合共享、集約建設。按照“整合已建、統籌在建、規範新(xīn)建”的要求，注重信息化資源整合與共建共用(yòng)，充分(fēn)挖掘和利用(yòng)現有(yǒu)的信息采集、網絡通信、計算存儲等基礎設施及互聯網雲平台等基礎設施，避免重複建設。

4 融合創新(xīn)、先進實用(yòng)。緊密圍繞灌區(qū)業務(wù)和功能(néng)需求與新(xīn)一代信息技(jì )術融合創新(xīn)，強化雲計算、大數據數字孿生、物(wù)聯網、人工(gōng)智能(néng)、5G、區(qū)塊鏈等信息技(jì )術應用(yòng)，賦能(néng)灌區(qū)水資源配置與供用(yòng)水調度、防汛抗旱等主要業務(wù)。

5 整體(tǐ)防護、安(ān)全可(kě)靠。按照相關法律法規和标準規範要求，構建安(ān)全可(kě)靠的網絡安(ān)全體(tǐ)系，保障網絡等基礎設施、數據和信息系統的安(ān)全。

4.3 數字孿生灌區(qū)建設應在信息化建設基礎上，強化信息感知、決策支持、資源共享、泛在服務(wù)等體(tǐ)系構建；聚焦智能(néng)化調度，以數字化場景、智能(néng)化模拟、精(jīng)準化決策為(wèi)路徑，大力推進灌區(qū)數字化、監控自動化、調度智能(néng)化建設，提升預報、預警、預演、預案（“四預”）能(néng)力和智能(néng)管理(lǐ)水平。

4.4 數字孿生灌區(qū)建設近期宜重點加強信息化基礎設施建設、強化業務(wù)應用(yòng)，因地制宜開展典型區(qū)域灌區(qū)數字孿生建設，提升灌域預報、預警、預演、預案（“四預”）能(néng)力；中(zhōng)期宜重點擴大數字孿生灌區(qū)建設範圍，顯著提升“四預”能(néng)力和智能(néng)調度水平。

5  系統體(tǐ)系架構

5.1 系統架構

5.1.1 數字孿生灌區(qū)是在實體(tǐ)工(gōng)程基礎上數字化虛拟實現。實體(tǐ)工(gōng)程宜主要包括水源工(gōng)程，取（引）水工(gōng)程，泵站工(gōng)程，輸配水渠（管）道、田間灌溉渠系、退（排）水渠（溝）及其建築物(wù)。

5.1.2 數字孿生灌區(qū)建設宜包括信息化基礎設施、數字孿生平台、業務(wù)應用(yòng)平台、網絡安(ān)全體(tǐ)系、保障體(tǐ)系等。典型數字孿生灌區(qū)系統架構如圖1所示。

圖1  典型數字孿生灌區(qū)系統架構圖

5.2 系統組成

5.2.1 信息化基礎設施主要包括立體(tǐ)感知體(tǐ)系、自動控制系統、支撐保障體(tǐ)系，為(wèi)灌區(qū)數據采數據傳輸存儲、分(fēn)析計算、系統部署、應用(yòng)支撐、設備運行等提供基礎支撐。

5.2.2 數字孿生平台包括數據底闆、模型庫、知識庫等。數據底闆為(wèi)模型平台和知識平台提供算據；模型平台和知識平台為(wèi)典型應用(yòng)提供算法。其中(zhōng)，數據底闆包括數據資源、數據模型和數據引擎，模型平台包括水利模型、智能(néng)識别模型、可(kě)視化模型和模拟仿真引擎，知識平台包括多(duō)年運行管理(lǐ)經驗凝練成的專家經驗和業務(wù)規則。

5.2.3 業務(wù)應用(yòng)平台宜包括信息管理(lǐ)、水資源配置與供用(yòng)水調度、自動控制、防汛抗旱、工(gōng)程管理(lǐ)、量水與水費計收、灌區(qū)一張圖管理(lǐ)等主要業務(wù)模塊。水資源配置與供用(yòng)水調度、防汛抗旱等模塊可(kě)在構建數字孿生平台基礎上，增強監測預警能(néng)力、建立高保真數字模型、實現精(jīng)準高效仿真預演、推進智能(néng)化調度控制。

5.2.4 網絡安(ān)全體(tǐ)系宜包括組織管理(lǐ)、安(ān)全技(jì )術、安(ān)全運營、監督檢查、數據安(ān)全等。

5.2.5 保障體(tǐ)系運行維護系統宜包括管理(lǐ)制度、運維保障、标準規範等。

6  信息化基礎設施

6.1立體(tǐ)感知體(tǐ)系

6.1.1 一般要求

6.1.1 .1灌區(qū)應基于地形條件和管理(lǐ)需求，利用(yòng)3S、智能(néng)識别、多(duō)媒體(tǐ)、物(wù)聯網、移動互聯網等現代信息技(jì )術，彙集多(duō)種類型的傳感終端，構建“天空地”一體(tǐ)的透徹感知體(tǐ)系，實現全時空的泛在感知。

6.1.1.2 灌區(qū)數字孿生工(gōng)程建設應充分(fēn)共享數字孿生流域和數字孿生工(gōng)程監測感知數據，科(kē)學(xué)規劃監測感知體(tǐ)系，擴展監測項目，加大監測密度，提高監測頻次，為(wèi)數據底闆提供全要素實時感知數據。

6.1.1.3 監測儀器設備選型應根據現場地形地質(zhì)條件、工(gōng)程狀況、精(jīng)度要求、類似工(gōng)程經驗确定。監測信息宜采用(yòng)自動采集傳輸方式獲取。

6.1.2水情監測

6.1.2 .1 應根據灌區(qū)所在地域和規模、渠道特點以及水量調配、用(yòng)水管理(lǐ)的要求，在主要取（引）水口、配水口、分(fēn)水口、退水口、用(yòng)水管理(lǐ)分(fēn)界點等用(yòng)水計量斷面設置量水監測站。

6.1.2.2 量水監測的基本要素為(wèi)水位、流速和流量，監測站點布設應符合GB/T28714、GB/T21303的規定。

6.1.2.3 量水儀器基本參數及通用(yòng)技(jì )術應符合GB/T15966的有(yǒu)關規定。

6.1.2.4 應考慮設備設施的适用(yòng)範圍、量測精(jīng)度、水流條件、水頭損失、抗幹擾性，合理(lǐ)選用(yòng)量水方法。

6.1.2.5 根據灌區(qū)管理(lǐ)需求，可(kě)在取（引）水口、退水口等開展水質(zhì)監測。

6.1.3 工(gōng)情監測

6.1.3.1 工(gōng)情監測宜覆蓋水源工(gōng)程，取（引）水工(gōng)程，泵站工(gōng)程，輸配水渠（管）道、田間灌溉渠系、退（排）水渠（溝）及其建築物(wù)，以及渠系工(gōng)程中(zhōng)的機電(diàn)設備、金屬結構設備、管理(lǐ)設施等。

6.1.3.2 工(gōng)情信息可(kě)采用(yòng)儀器設備監測、視頻監控、無人機巡航、人工(gōng)巡查等方式進行采集。

6.1.3.3 工(gōng)程運行信息宜監測閘（閥）門開度、荷載、過流量、啓閉時間，泵站運行工(gōng)況，泵站流量、實時負荷、啓停時間等。

6.1.3.4 工(gōng)程安(ān)全信息宜監測水庫大壩、水閘、渡槽、渠道及渠系建築物(wù)、堤防工(gōng)程等的變形、滲流、應力應變等。監測點位、布置、頻次等應符合SL551、SL601、SL725、SL766、SL768等的規定。

6.1.4 農情監測

6.1.4.1 農情信息監測宜包括種植結構、作(zuò)物(wù)需耗水、實際灌溉面積、土壤墒情或田間水層、作(zuò)物(wù)長(cháng)勢等的監測。在充分(fēn)共享相關部門農情信息的基礎上，可(kě)補充布設農情信息監測點。

6.1.4.2 土壤墒情監測站配置應符合SL364的規定，稻田水層深度宜采用(yòng)水位傳感器監測。

6.1.4.3 根據灌區(qū)實際需求，可(kě)采用(yòng)衛星遙感、無人機監測等方式開展灌區(qū)種植結構、作(zuò)物(wù)需耗水、灌溉面積、作(zuò)物(wù)長(cháng)勢與産(chǎn)量以及墒情等信息監測。

6.1.5 氣象監測

6.1.5.1 根據管理(lǐ)需要，在充分(fēn)共享相關部門氣象信息的基礎上，可(kě)布設氣象站或雨量站。

6.1.5.2 氣象站監測參數宜包括降雨量、溫度、相對濕度、大氣壓強、風速和太陽輻射等，布設的位置、密度應符合SL566的規定。

6.1.5.3 降雨量觀測應符合SL21的規定。

6.2  自動控制系統

6.2.1 灌區(qū)自動控制管理(lǐ)系統宜涵蓋取（引）水、輸配水、退（排）水自動控制系統和田間自動灌溉控制系統。

6.2.2 取（引）水、輸配水及退（排）水自動控制系統可(kě)根據系統下達指令，實現水泵、水閘、閥門等的自動控制。

6.2.3 田間自動灌溉控制系統可(kě)根據系統下達的灌溉指令或事先設置的程序，實現田間灌溉和排水的水泵、水閘、閥門等的自動控制。

6.0.4 閘門自動控制宜包括閘門開度、閘前/後水位、閘門上/下限位、動力電(diàn)壓/電(diàn)流、視頻等監測設備，應配備安(ān)全網關、VPN設備。

6.2.5 泵站控制系統宜包括壓力、溫度、流量及泵前水位等監測設備，應配備安(ān)全網關、VPN設備。

6.2.6 閥門控制系統宜包括電(diàn)動/電(diàn)磁閥門、流量計、閥門控制器等，可(kě)采用(yòng)有(yǒu)線(xiàn)/無線(xiàn)方式，支持遠(yuǎn)程/現地控制閥門啓閉。

6.2.7 控制系統應配置RTU或PLC，采用(yòng)專線(xiàn)/互聯網傳輸方式連接，并具(jù)備數據自動上報、故障報警等功能(néng)。

6.3 支撐保障體(tǐ)系

6.3.1 一般要求

6.3.1.1 支撐保障體(tǐ)系宜建設系統基礎軟件、應用(yòng)支撐平台、數字孿生平台、調度中(zhōng)心、信息傳輸與通訊網絡、數據存儲與信息管理(lǐ)等相關内容。

6.3.1.2 應用(yòng)支撐平台宜采用(yòng)微服務(wù)架構，實現防汛抗旱、水資源調配、工(gōng)程管理(lǐ)等業務(wù)應用(yòng)。

6.3.1.3 空間分(fēn)析軟件、數據庫軟件等基礎軟件宜采用(yòng)自主可(kě)控技(jì )術的國(guó)産(chǎn)化軟件。

6.3.1.4 應具(jù)備共享接入相關部門發布的水文(wén)、氣象、農情、汛情等信息的能(néng)力。

6.3.2 應用(yòng)支撐平台

6.3.2.1 完善基礎組件，包括統一認證、統一授權、統一門戶、單點登陸、搜索引擎、資源訪問、服務(wù)總線(xiàn)、工(gōng)作(zuò)流管理(lǐ)、表單管理(lǐ)、業務(wù)集成、消息服務(wù)、規則引擎、信息交換、運維監控、日志(zhì)采集、協同工(gōng)具(jù)、數據分(fēn)析、可(kě)視化、移動設備支持、容器管理(lǐ)等。

6.3.2.2 灌區(qū)應建設支持多(duō)網絡多(duō)協議接入的物(wù)聯網平台，内容包括連接管理(lǐ)、設備管理(lǐ)、數據管理(lǐ)、業務(wù)支撐以及系統管理(lǐ)，提供從設備接入到數據推送全流程能(néng)力。

6.3.3 調度中(zhōng)心

6.3.3.1 調度中(zhōng)心包括會商(shāng)中(zhōng)心、數據機房、通訊網絡和安(ān)全設施。

6.3.3.2 充分(fēn)利用(yòng)雲計算、虛拟現實等技(jì )術，宜采用(yòng)“雲網合一、雲數聯動”構架，建成數字孿生灌區(qū)專屬基礎設施。

6.3.4 信息傳輸與通訊網絡

6.3.4.1 灌區(qū)信息傳輸系統主要包括測站與分(fēn)中(zhōng)心（或中(zhōng)心）、分(fēn)中(zhōng)心與中(zhōng)心之間的通信系統，應充分(fēn)考慮信息的分(fēn)級存儲、分(fēn)層管理(lǐ)、傳輸的負載均衡等技(jì )術措施。

6.3.4.2 灌區(qū)宜構建覆蓋全灌域取水口、分(fēn)水口、排水口的閘、閥、泵監控站點的通信網絡，實現傳感信息和控制指令的自動傳輸。

6.3.4.3 需要實施自動（智能(néng)、遠(yuǎn)程）控制的水源取水閘、涉及群衆生命财産(chǎn)安(ān)全的洩洪閘、用(yòng)于渠道輸水控制的節制閘以及重要的分(fēn)水閘應采用(yòng)控制專網。

6.3.4.4 灌區(qū)宜自建或租用(yòng)運營商(shāng)通訊網絡，接入上級水行政主管部門的水利專網，實現與上級水行政主管部門的信息共享。

6.3.5 數據存儲與信息管理(lǐ)

6.3.5.1 灌區(qū)應建立統一編碼、高效屬性識别的數據庫，灌區(qū)數據庫設計與開發應符合SL/T213、SL/T809相關規定。

6.3.5.2 灌區(qū)數據庫宜分(fēn)為(wèi)基礎數據庫、監測數據庫、業務(wù)數據庫和空間數據庫。數據底闆建設應符合本文(wén)件7.1的規定。

6.3.5.3 應充分(fēn)共享數字孿生流域和數字孿生水利工(gōng)程計算存儲資源基礎上，聚焦灌區(qū)運行管理(lǐ)模拟仿真和推演分(fēn)析等要求，采用(yòng)自建、共享等方式，科(kē)學(xué)規劃和建設雲網融合、邏輯集中(zhōng)的計算存儲環境，支撐數字孿生灌區(qū)高保真模拟運行。

6.3.5.4 計算存儲應包括基礎計算存儲、高性能(néng)計算、人工(gōng)智能(néng)計算、災備系統等。

7 數字孿生平台

7.1  數據底闆

7.1.1 在數字孿生流域和數字孿生工(gōng)程數據底闆基礎上，統籌數字孿生灌區(qū)模型平台、知識庫、業務(wù)應用(yòng)等數據需求，彙聚和補充數字孿生灌區(qū)相關數據，共享其他(tā)部門或行業數據。

7.1.2  應按照基礎數據、監測數據、業務(wù)管理(lǐ)數據、地理(lǐ)空間數據的分(fēn)類方式，建設灌區(qū)數據底闆。

7.1.3  應按照已有(yǒu)水利對象編碼标準，按照統一數據标準，彙聚多(duō)源異構數據，實現數據融合。

7.1.4  應按照《數字孿生流域建設技(jì )術大綱（試行）》《數字孿生水利工(gōng)程建設技(jì )術導則（試行）》有(yǒu)關要求，建設數字孿生灌區(qū)數據模型和數據引擎。

7.2  模型平台

7.2.1  水利專業模型

7.2.1.1  應在充分(fēn)共享數字孿生流域和數字孿生水利工(gōng)程專業模型的基礎上，補充完善灌區(qū)專題模型，構建灌區(qū)水利專業模型庫，支撐灌區(qū)模拟仿真和推演分(fēn)析。

7.2.1.2  灌區(qū)水利專業模型宜包括灌區(qū)專題、水文(wén)、水資源、水力學(xué)、水工(gōng)程調度、水生态環境等模型，可(kě)按需建設泥沙動力學(xué)、水工(gōng)程安(ān)全等模型。

7.2.1.3  灌區(qū)專題模型應包括作(zuò)物(wù)需耗水模型，土壤水動力學(xué)模型、排水模型等。

7.2.1.4  水文(wén)模型應包括蓄水工(gōng)程彙水區(qū)降雨預報，灌區(qū)範圍内暴雨預報模型，骨幹渠（溝）道和蓄水工(gōng)程洪水預報模型，可(kě)按需建設骨幹渠道沿線(xiàn)冰淩預報模型等。

7.2.1.5  水資源模型應包括調蓄工(gōng)程、輸配水渠（溝）道斷面徑流預報模型，工(gōng)業和城鄉供水等對象需水預測模型，水源可(kě)供水量分(fēn)析模型等。

7.2.1.6  水力學(xué)模型應包括水源工(gōng)程、輸水渠道水力學(xué)模型，有(yǒu)壓管道瞬變流計算模型，可(kě)按需建設骨幹渠道冰動力學(xué)模型等。

7.2.1.7  水工(gōng)程調度模型應包括灌溉、供水、防洪等多(duō)目标聯合調度模型，水污染、特殊幹旱、工(gōng)程事故等突發事件應急調度模型等。

7.2.1.8  水生态環境模型宜包括水源與輸配水渠道水質(zhì)模拟、水質(zhì)預測模型，突發水污染輸移擴散、溯源分(fēn)析模型等。

7.2.2  智能(néng)識别模型

7.2.2.1  在充分(fēn)共享數字孿生流域和數字孿生水利工(gōng)程智能(néng)識别模型的基礎上，應按照《數字孿生流域建設技(jì )術大綱（試行）》《數字孿生水利工(gōng)程建設技(jì )術導則（試行）》有(yǒu)關要求，結合灌區(qū)業務(wù)應用(yòng)實際需要補充構建智能(néng)識别模型庫。

7.2.2.2  智能(néng)識别模型庫宜包括遙感識别、視頻識别、音頻識别等模型。

7.2.3 可(kě)視化模型

7.2.3.1  在充分(fēn)共享數字孿生流域和數字孿生水利工(gōng)程可(kě)視化模型的基礎上，應按照《數字孿生流域建設技(jì )術大綱（試行）》《數字孿生水利工(gōng)程建設技(jì )術導則（試行）》有(yǒu)關要求，結合灌區(qū)業務(wù)應用(yòng)實際需要補充構建可(kě)視化模型庫。

7.2.3.2  可(kě)視化模型構建對象宜包括蓄水工(gōng)程、取（引）水工(gōng)程、灌區(qū)輸配水和排水工(gōng)程和地理(lǐ)背景。

7.2.3.3  可(kě)視化模型宜在滿足仿真模拟、綜合展示、業務(wù)管理(lǐ)等的前提下，建立多(duō)細節層次模型。

7.3  知識庫

7.3.1  在充分(fēn)共享數字孿生流域和數字孿生水利工(gōng)程知識庫的基礎上，應按照《數字孿生流域建設技(jì )術大綱（試行）》《數字孿生水利工(gōng)程建設技(jì )術導則（試行）》有(yǒu)關要求，結合灌區(qū)灌溉管理(lǐ)業務(wù)特點和知識需求，構建灌區(qū)預報方案、業務(wù)規則、曆史場景和調度方案等知識及知識引擎。

7.3.2  預報方案知識宜包括水源來水、灌區(qū)需耗水等預報模型及參數。宜共享數字孿生流域和數字孿生水利工(gōng)程相關預測預報方案基礎上，結合灌區(qū)用(yòng)水調度需求，補充相關斷面的預報方案，并結合預報效果及專家經驗對預報方案知識進行更新(xīn)融合。

7.3.3  業務(wù)規則知識宜包括水資源調配、灌溉制度拟定、防汛抗旱排澇、安(ān)全運行監控等業務(wù)的風險預警研判規則。宜共享數字孿生流域和數字孿生水利工(gōng)程相關風險預警研判規則基礎上，結合灌區(qū)用(yòng)水調度預警需求，補充相關防汛抗旱排澇、水源供水短缺風險等預警研判規則。

7.3.4  曆史場景知識宜包括水資源配置與供用(yòng)水調度、防汛抗旱、應急事件等曆史場景，包括場景特征、處置過程及效果、處置經驗等内容，支撐相似場景的快速查找匹配，支撐預案預演模拟。

7.3.5  調度方案知識宜聚焦多(duō)目标綜合調度要求，結合灌區(qū)共用(yòng)水調度相關制度、規範、手冊及專家經驗等知識來源，利用(yòng)模拟預演優化等手段，構建灌區(qū)多(duō)業務(wù)聯合的調度處置預案、方案。應對調度方案的執行效果進行評價，根據評價結果進行調度方案知識的動态更新(xīn)與融合。

7.3.6  灌區(qū)知識引擎應具(jù)有(yǒu)灌區(qū)知識表示、抽取、融合、推理(lǐ)和存儲等功能(néng)，面向灌區(qū)多(duō)目标綜合調度需求，重點強化多(duō)領域知識關聯和綜合推理(lǐ)、推薦。

8  業務(wù)應用(yòng)平台

8.1 一般要求

8.1.1 灌區(qū)信息管理(lǐ)平台宜建設信息管理(lǐ)、水資源配置與供用(yòng)水調度、自動控制、防汛抗旱、工(gōng)程管理(lǐ)、量水與水費計收、灌區(qū)一張圖管理(lǐ)等主要業務(wù)模塊。灌區(qū)根據管理(lǐ)需求，可(kě)建設數字沙盤應用(yòng)模塊等。

8.1.2 結合數字孿生工(gōng)程建設，可(kě)開發典型區(qū)域水資源配置與供用(yòng)水調度、防汛抗旱等智能(néng)業務(wù)模塊。

8.2 主要業務(wù)應用(yòng)

8.2.1 信息管理(lǐ)模塊宜包括對水雨情、工(gōng)情、農情，以及視頻、遙感等監測數據，人工(gōng)錄入數據，外部共享數據以及加工(gōng)生成數據等信息的管理(lǐ)。應具(jù)有(yǒu)查詢浏覽、統計分(fēn)析等功能(néng)。

8.2.2 水資源配置與供用(yòng)水調度管理(lǐ)模塊宜具(jù)有(yǒu)灌區(qū)來水、需耗水和水資源平衡分(fēn)析，配水方案和調度方案制定，以及指令上傳下達等功能(néng)。

8.2.3 自動控制模塊宜具(jù)有(yǒu)對各閘門、閥門、泵站等設施設備進行升/開控制、降/停控制、定水位、定閘位、定流量控制等功能(néng)。

8.2.4 防汛抗旱模塊宜具(jù)有(yǒu)旱澇監測評估、應急調度、災害預警等功能(néng)。

8.2.5 工(gōng)程管理(lǐ)模塊宜具(jù)有(yǒu)灌區(qū)工(gōng)程基本信息、工(gōng)程建設、運行管理(lǐ)、巡檢養護等信息管理(lǐ)功能(néng)。根據需要可(kě)生成水利工(gōng)程二維碼标識，方便水利工(gōng)程屬性信息查詢。

8.2.6 量水與水費計收模塊宜具(jù)有(yǒu)水價管理(lǐ)、水量計量、水費計收、供水效益分(fēn)析等功能(néng)。

8.2.7 灌區(qū)一張圖管理(lǐ)模塊宜具(jù)有(yǒu)基于二、三維電(diàn)子地圖對工(gōng)程基本信息、監測信息、巡檢信息，配水調度、水量計量、水費計收、防汛抗旱等信息管理(lǐ)功能(néng)。

8.3 典型智能(néng)業務(wù)應用(yòng)

8.3.1 灌區(qū)應在典型區(qū)域數字孿生水利工(gōng)程建設基礎上，完善數據底闆、模型庫、知識庫，建設具(jù)有(yǒu)數字映射、智能(néng)模拟、前瞻預演功能(néng)的孿生引擎，開展水資源配置與供用(yòng)水調度、防汛抗旱等關鍵業務(wù)的智能(néng)化應用(yòng)。

8.3.2 水資源配置與供用(yòng)水智能(néng)調度模塊應具(jù)備下列功能(néng)：

1 在水資源配置與供用(yòng)水調度管理(lǐ)模塊應用(yòng)基礎上，融合氣象及來水預報、需耗水預測、流域及工(gōng)程實時雨水情、工(gōng)程運行、工(gōng)程管理(lǐ)等信息，實現與真實環境同步變化同步更新(xīn)。

2 以作(zuò)物(wù)需耗水預測為(wèi)基礎，以土壤含水量或田間水層深度預報為(wèi)核心，利用(yòng)水利專業模型演算，精(jīng)準預報和預測适宜的灌水時間和灌水量。

3 根據預測的灌水時間和灌水量，以及來水預報，結合工(gōng)程供水能(néng)力（灌溉模型），利用(yòng)群集用(yòng)水多(duō)目标決策模型确定水源配置方案。

4 根據水源配置方案進行輸配水仿真模拟，計算灌域各級渠道用(yòng)水和灌溉進度等信息，優化制定供用(yòng)水調度方案。

5 根據水雨情、工(gōng)情和農情實時數據分(fēn)析，對供用(yòng)水調度方案适時修正。

8.3.3 防汛抗旱智能(néng)調度模塊應具(jù)備下列功能(néng)：

1 在防汛抗旱模塊應用(yòng)基礎上，融合氣象及來水預報、流域及工(gōng)程實時雨水情、工(gōng)程運行、工(gōng)程管理(lǐ)等信息，實現與真實環境同步變化同步更新(xīn)。

2 利用(yòng)水文(wén)氣象耦合、概率預報、大數據、人工(gōng)智能(néng)等技(jì )術，實現汛旱情精(jīng)準預報預警。

3 統籌防洪、供水、發電(diàn)、生态用(yòng)水等調度目标，根據調度方案，調用(yòng)來水預報、洪水演進或旱情态勢分(fēn)析研判等水利專業模型及調度規程、曆史洪水或幹旱等相關知識，對洪水淹沒影響、工(gōng)程洩流應用(yòng)或應急抗旱、水量調度等場景進行模拟預演。

4 根據多(duō)方案推演結果，優化生成防汛抗旱預案。

5 根據水雨情、工(gōng)情和農情實時數據分(fēn)析，對防汛抗旱預案适時修正。

9 網絡安(ān)全體(tǐ)系

9.1 一般要求

9.1.1 應依據SL803/T等标準規範，構建完善的網絡安(ān)全組織管理(lǐ)體(tǐ)系、安(ān)全技(jì )術體(tǐ)系、安(ān)全運營體(tǐ)系和監督檢查體(tǐ)系，加強數據安(ān)全保護，全面保障數字孿生灌區(qū)系統安(ān)全和數據安(ān)全。

9.1.2 應充分(fēn)利用(yòng)國(guó)産(chǎn)軟硬件、商(shāng)用(yòng)密碼以及網絡安(ān)全新(xīn)技(jì )術，不斷提升數字孿生灌區(qū)安(ān)全防護水平。

9.2 組織管理(lǐ)

9.2.1 應落實網絡安(ān)全管理(lǐ)機構和人員，建立網絡安(ān)全責任制，明确網絡安(ān)全管理(lǐ)機構、落實安(ān)全責任。

9.2.2 應建立供應鏈安(ān)全管理(lǐ)制度，嚴格軟硬件供應商(shāng)、開發單位、設計單位、集成單位、運行維護單位和人員的管理(lǐ)；優先采購(gòu)安(ān)全可(kě)信的網絡産(chǎn)品和服務(wù)，采購(gòu)網絡産(chǎn)品和服務(wù)可(kě)能(néng)影響國(guó)家安(ān)全的，應按照國(guó)家網絡安(ān)全規定進行安(ān)全審查。

9.3 安(ān)全技(jì )術

9.3.1 應按照網絡安(ān)全等級保護相應等級要求開展安(ān)全物(wù)理(lǐ)環境、安(ān)全通信網絡、安(ān)全區(qū)域邊界和安(ān)全計算環境建設。存在工(gōng)控系統、雲計算環境、移動互聯和物(wù)聯網應用(yòng)的，應在以上基礎上分(fēn)别落實工(gōng)控系統、雲與虛拟化、移動互聯和物(wù)聯網擴展安(ān)全要求。

9.3.2 應通過安(ān)全數據采集、多(duō)源數據關聯分(fēn)析、威脅情報聯動等手段，準确發現識别網絡威脅和内部脆弱性，強化監測預警能(néng)力。

9.3.3 宜具(jù)備網絡安(ān)全事件研判分(fēn)析、事件響應處置、應急預案管理(lǐ)和網絡安(ān)全設備或系統管理(lǐ)功能(néng)的網絡安(ān)全應急決策處理(lǐ)能(néng)力。

9.4 安(ān)全運營

9.4.1 應對各類安(ān)全資源進行有(yǒu)效的管理(lǐ)控制，從威脅預防、威脅防護、安(ān)全監測、響應處置等方面，建立閉環的安(ān)全運營體(tǐ)系。

9.4.2 應加強系統權限管控，強化威脅防護，持續開展安(ān)全監測，及時處置安(ān)全應急響應等。

9.5 監督檢查

9.5.1 應強化網絡安(ān)全監督檢查，定期對系統進行管理(lǐ)和技(jì )術的安(ān)全檢測評估，掌握風險漏洞情況，及時處置。

9.5.2 應主動配合公(gōng)安(ān)機關、網信管理(lǐ)部門、上級單位等單位部門組織開展的網絡安(ān)全監督檢查。

9.6 數據安(ān)全

9.6.1 應開展數據分(fēn)類分(fēn)級，識别和建立一般、重要、核心業務(wù)數據清單，嚴格權限資源控制。

9.6.2 應充分(fēn)利用(yòng)密碼技(jì )術等手段，确保重要業務(wù)數據的靜态存儲安(ān)全和動态傳輸安(ān)全，不被非法訪問、竊取、删除、修 改等。

9.6.3 應采用(yòng)身份鑒别、訪問控制、安(ān)全傳輸、操作(zuò)抗抵賴、過程追溯等技(jì )術确保數據交換共享過程安(ān)全。

9.6.4 應規定數據最小(xiǎo)化訪問原則，不同網絡區(qū)域之間的數據 共享應采用(yòng)網閘，應嚴格重要數據的訪問範圍，采用(yòng)數據庫審計對數據庫操作(zuò)進行記錄分(fēn)析研判。

9.6.5 應定期對關鍵業務(wù)數據進行備份，實現重要數據備份與恢複。

10  保障體(tǐ)系

10.0.1 圍繞灌區(qū)業務(wù)應用(yòng)，銜接實體(tǐ)工(gōng)程、信息化基礎設施、數字孿生平台、業務(wù)應用(yòng)平台、網絡安(ān)全體(tǐ)系、保障體(tǐ)系的相關組織機構、人員，建立數據、設施、運維、應用(yòng)等方面的管理(lǐ)制度。

10.0.2 圍繞信息化基礎設施、數字孿生平台、業務(wù)應用(yòng)平台等運維管理(lǐ)需求，利用(yòng)移動互聯、可(kě)視化、大數據等新(xīn)技(jì )術，構建一體(tǐ)化綜合智慧運維系統，實現運維對象全覆蓋、運維人員全覆蓋、運維流程全覆蓋。

10.0．3  遵循國(guó)家、水利及相關行業标準規範，制定硬件集成、數據集成、軟件集成、門戶集成等企業标準規範，實現規劃、設計、建設、運行等各階段的協調統一。

11  參考文(wén)獻

《關于大力推進智慧水利建設的指導意見》

《智慧水利建設頂層設計》《“十四五”智慧水利建設規劃》

《數字孿生流域共建共享管理(lǐ)辦(bàn)法（試行）》

《數字孿生流域建設技(jì )術大綱（試行）》

《數字孿生水利工(gōng)程建設技(jì )術導則（試行）》

《水利業務(wù)“四預”基本技(jì )術要求（試行）》

《“十四五”數字孿生流域建設總體(tǐ)方案》

相關方案及産(chǎn)品

灌區(qū)信息化管理(lǐ)系統 》詳情

數字孿生灌區(qū)管理(lǐ)平台 》詳情