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“密云區大黃巖河溝道站點，一鍵上電。”今年汛期北京市發生強降雨期間，北京市智慧水務院感知與自動化研究所工作人員輕點鼠標，檢驗了該院自主研究的山洪溝道洪水識別模型的準確度。作為數字孿生建設應用場景的一部分，該模型為水務管理和防災減災提供了更智能化的技術支持。

北京市水務局基于北京“23·7”特大暴雨洪澇災害災后恢復重建總體規劃積極推進水務數字孿生建設。目前，結合數字孿生項目建設與智慧水務1.0建設成果，北京水務數字孿生體系初步形成，進一步提升了水旱災害防御、水資源管理等工作的數字化、網絡化、智能化水平。

構建多個數字孿生應用場景

據北京市智慧水務院感知與自動化研究所工作人員高涵介紹，基于視頻識別的山洪溝道洪水識別模型，可實現山洪溝道實時產流識別與展示，提供溝道洪水水域范圍識別和預警服務，支撐流域山洪洪水預報調度數字孿生場景應用。

構建較為精準的模型，需要進行大量的樣本收集，包括晴天、陰天、雨天、白天、黑夜、四季等不同場景的圖片和視頻樣本，讓模型學習水域和產流特征。

“只有樣本場景越多樣、數量越多，模型‘訓練’效果才會越好。到8月9日降雨測試時，樣本數量已達2.4萬多張，當天檢測的密云、懷柔19個溝道站點，準確率達89%。”高涵說。

高涵告訴記者，溝道攝像頭平時處于休眠狀態，如果想了解某條溝道在降雨中是否產流，一鍵即可上電喚醒，水務視頻服務平臺接收到上電狀態后，數字孿生水旱災害防御平臺自動調用視頻平臺接口，判斷溝道是否有水，為決策者提供技術支撐。目前，該模型已在數字孿生水旱災害防御平臺上線，進一步提升了山洪災害防御能力。

除了山洪溝道洪水識別模型，北京市水務部門依托雨水情監測預報“三道防線”，針對不同流域單元、不同災害類型，結合氣象水文預報成果，驅動包括洪水預報模型、山洪預報模型、城市積水內澇預報模型在內的“北京模型”，提前研判流域洪水、山洪災害、積水內澇風險，并根據預報降雨的量級及預見期的變化進行滾動預報分析，制作并發布相應預警，為精準決策和有效防范提供堅實支撐。

搭建數字孿生基礎底座

打開北京市水務數字孿生基礎底座平臺，點擊永定河流域，三維立體效果圖映入眼簾。只需輕輕移動鼠標，便能直觀地看到水流、閘門、馬路等圖像信息。

北京市智慧水務院軟件與數據研究所主管楊樸指出，全市水務相關場景的地形等數據是數字孿生建設的基石，只有這些數據統一、標準一致，才能搭建不同的模型運算產品。

目前，北京已建成具有統一的數據匯聚、存儲、分析、服務能力的水務大數據中心，初步實現各級水務數據的一數貫通，水務管理對象全部上“水務圖”，為水務數字孿生建設奠定堅實基礎。

楊樸介紹，截至目前，水務大數據中心已累計匯聚結構化數據約14.6億條，文檔、圖片等非結構化數據約833萬項，為37家單位提供了701項數據服務，數據共享服務保障率為100%。“我們正在積極探索構建智慧水務大模型，已經初步實現了基于自然語言的防汛和水資源智能檢索，一問一答間就能獲取各類數據，還推出了接訴即辦智能助手等應用。”楊樸說。

穩步推進數字孿生建設

“我們依據《北京市水務數字孿生流域總體工作方案》和《北京市水務數字孿生總體集成工作要求》，按照‘1+2+N’的總體框架，指導密云水庫、永定河、南水北調等開展數字孿生設計。”楊樸表示，“1+2+N”具體包含一套數字孿生共性能力，流域防洪與水資源調度兩大核心業務應用，以及N項智能化業務應用。

在總體框架的基礎上，北京市水務部門統籌數字孿生流域、工程、水網建設，形成了“4+1”數字孿生類項目建設，包括北京市數字孿生流域山洪洪水預報調度能力提升、密云水庫數字孿生流域建設、永定河數字孿生流域建設、數字孿生南水北調建設、水旱災害防御平臺升級改造等項目。其中，數字孿生流域山洪洪水預報調度能力提升項目，側重空間數據底板與洪水預報模型建設，將為防洪減災提供有力支撐。

這些項目共同構成北京水務數字孿生體系，協同組成北京水務的“智慧大腦”。“我們將加快構建‘天空地水工’一體化監測感知體系，培育基于人工智能和大模型的新質生產力，完善‘北京模型’體系，強化‘實用、好用、管用、大家用’的場景化設計，統籌跨業務、跨部門、跨層級的共享應用，讓水務管理更科學、精準。”楊樸說。

作者：張爽

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