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1、Aa554477“数”与“智”引领排水行业新发展“数”与“智”引领排水行业新发展 2023年3月28日2023年3月28日一、行业背景推动治理数字化转型 态势全面感知 风险监测预警 趋势智能研判 资源统筹调度 行动人机协同 关于全面推进上海城市数字化转型的意见为排水行业勾勒出了一条实现高效能治理的“数字之路”。总书记在讲话中从治国安邦的高度,深刻分析了国家水安全面临的严峻形势,从全局角度提出了治水之道。以水定城、以水定业排水系统是城市运行的安全中枢之一,与人民群众的安全及幸福感紧密相连,已成为城市治理的重点。城市安全中枢之一原有依靠人工经验进行管理、调度、运营的难度越来越大,亟需通过智慧化、数
2、字化手段赋能。亟需数字化手段赋能一、行业背景问题问题难题难题解题解题大处着大处着想想 Think Big小处着小处着手手 Start small 快速行快速行动动 more fast 二、发展方向智慧主导接入层PaaS层通用PaaS层:负载均衡、容器机制、分布式存储机制、组件化技术框架、多租户引擎及权限、微服务管理运维管理工业PaaS层(工业大数据):数据管理、数据建模、数据分析、数据展现、工业机理模型社会公众涉水企业水务管理部门应用支撑工程管理解决方案智能物联监督管理工业PaaS层(应用开发):大数据、物联网应用、开发仓库(镜像库与编排)、传统软件云化接入与发布、对接标识解析节点政务服务信息
3、开放信息共享参与监管IaaS层云基础设施(X86、虚拟化、存储、网络)标准规范体系信息安全体系SaaS层门户智慧供水营业收费智慧排水5G+数字化融合组网5G+行业定制化专网VPN内外网穿透5G切片5G+MEC5G+行业专网SD-WAN管理数采、工业边缘计算网关摄像机DIS、SIS等系统云网络工业传感器现场工艺设备NB-IoTGPRS二、发展方向行业主导三、“新基建”与传统基建各领域融合发展研究与实践三、典型案例白龙港排水模型项目白龙港片区服务面积为1075km21075km2雨、污水管道长度合计超过8000km(管径DN300)8000km雨、污、合流泵站数目超过400座400座检查井个数,即
4、模型节点数目超过33万个33万个全国最大的排水模型项目的建设范围为上海市白龙港污水片区服务范围为边界,包含边界内现状污水系统及雨水系统(188个),主要涉及黄浦、徐汇、长宁、闵行、浦东5个行政区。三、“新基建”与传统基建各领域融合发展研究与实践三、典型案例白龙港排水模型项目三、“新基建”与传统基建各领域融合发展研究与实践三、典型案例白龙港排水模型项目三、“新基建”与传统基建各领域融合发展研究与实践三、典型案例白龙港排水模型项目四、典型案例嘉兴市污水管网智慧平台项目四、典型案例嘉兴市污水管网智慧平台项目四、典型案例嘉兴市污水管网智慧平台项目n 项目获得市级、省级领导高度重视,影响力持续扩大l国家
5、新型城市基础设施建设试点l浙江省大数据发展管理局首批数字孪生建设试点应用工程。l全国第十二届创新杯BIM应用大赛二等奖五、智慧排水构建方向依托BIM+GIS、MR等技术构建智慧排水“物理躯干”采用BIM+GIS技术,构建厂-站-网基础设施数字孪生底座,形成地下排水管网“活”资产。排水系统快速建模技术应用排水管网模型中的数据具有单一且数量巨大的特点,因此可根据一些参数化的几何信息实现可视化模型的批量建立,并实现BIM模型和GIS空间信息的一致联动,在保证准确性的同时大大减少人力资源损耗。可视化模型轻量化处理技术应用对模型面数进行批量优化处理,利用自研优化算法,合理地平衡设备性能和渲染质量两者的关
6、系,为MR等沉浸式体验技术的推广应用提供基础。可视化模型虚拟映射技术应用通过数据、知识等将物理片区的运行状态及运行规则传递至虚拟片区,并利用虚拟片区进行表达,以实现物理片区和虚拟片区交互映射。污水设施设备BIM模型污水管网BIM模型BIM+MR技术五、智慧排水构建方向依托监测设施合理布设构建智慧排水“感官神经”通过监测设施的合理布局和监测内容的优化完善,实现对排水管网运行情况的全面实时掌控。排水系统监测方案提出根据监测区域排水系统特点,提出针对不同区域特点的监测布点方案,包括监测内容、监测密度、监测精度以及是否采用固定/移动相结合的方式。针对雨水泵站、污水泵站、合流制泵站、调蓄池等排水设施,提
7、出监测内容及布点要求。监测数据过程质量控制从数据采集、传输、校核、入库、更新五个环节入手,对监测数据质量进行全生命周期把控,形成相关技术流程及标准。监测设备规范化管理健全行业数字化转型所需的标准规范体系,制定感知设备等基础设施标准,规范设施设备的建设和运营。五、智慧排水构建方向依托模型仿真及大数据分析构建智慧排水“核心大脑”ICM 排水模型内涝情况模拟(百年一遇降雨)基于机器学习的排水系统异常数据识别与修正以排水模型及大数据算法为核心,赋予智慧排水预警、决策等功能,实现系统孪生共智。模型辅助排水系统决策能力构建通过模型对复杂的污水系统进行一定状态下的模拟及预测,从而为污水干线运行调度、区域性初
8、雨调蓄设施运行调度提供理论指导。在极端天气频发的背景下,开展实时内涝预警模型研究,为防汛部门的应急处理提供技术支撑。大数据算法下的排水系统运行异常识别通过神经网络模型及机器学习探究排水系统监测异常数据形成机制,将部分算法融入传感器边缘云计算中,在提高数据传输质量的同时,为系统问题的快速识别与响应提供条件。模型促进排水系统全域感知在率定验证的基础上,通过与关键节点监测数据的联动分析,利用在线水文水力模型达到排水系统全域感知。五、智慧排水构建方向依托数据处理技术构建智慧排水“数据资产”为数据分析、数据仓库采集数据 跨企业、跨部门共享交换数据为主数据管理采集和分发数据提供支撑 迁移、转换、清洗数据不
9、同的业务系统之间同步数据 统一监管Data InsightAPP-Data ConnectorsCDCData ExchangeData TransformData QualityData CompareData CatalogData VisionData ServicesData DesensitizationData Storage建立以数据驱动的排水系统管理体系建设一套完整数据平台,支撑对片区各类业务数据的梳理及应用场景设计,完成包括采集、交换、清洗、集成、共享、挖掘、展示等处理环节,加速排水系统数字化转型。五、智慧排水构建方向自动提取结构化语义模型结构化语义模型知识融合知识融合智能应
10、用结构化数据应用使用记录非结构化数据半结构化数据专家判断依托NLP语义模型构建智慧排水“领域知识图谱”排水知识收集与整理收集包括事实知识、概念知识、过程知识和规则知识在内的排水知识。知识领域图谱构建使用基于标注语料训练专属领域精准NLP语义模型,通过模型快速抽取领域知识数据中的实体和关系,形成面向排水系统的大规模语义网络(领域知识图谱)。BeThinkingInnovation数 数 与 与 智智合流制溢流污染管道渗漏/外水入侵污水厂运行负荷居高不下依靠数学数学模型模型(BIM物理模型及ICM排水机理模型),盘活数据数据资产资产(管网设施静态数据及监测管网动态数据),形成以模型/大数据驱动为基
11、础的智慧智慧排水排水管理体系。“数”与“智”引领排水行业新发展“数”与“智”引领排水行业新发展路桥轨道线性美 河湖荡漾柔性美 观花观色观自在 净化提升生境美上天入地来穿越 打个地洞玩泥巴信息智能智慧化 交流语言不唯一信息智能智慧化 交流语言不唯一预制拼装搭积木 整个玩具总动员用用数数字字说说话话未来已来 与您同行未来已来 与您同行智制治水人智制治水人 公众号 公众号黄 瑾黄 瑾2023年3月28日2023年3月28日(总总体体负负责责)纪莎莎(技技术术指指导导)黄 瑾(数数据据模模型型)丰强强(仿仿真真模模型型)陈泽伟(仿仿真真模模型型)史佳媛(仿仿真真模模型型)宋晨曦(数数据据模模型型)何 黎