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山东5G+北斗融合数字孪生: 联通科技赋能 守护水利安澜

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在山东,峻岭崇山之间,星罗棋布着数以千计的小型水库。这些水库大多修建于上世纪50-70年代,信息化监控薄弱,一旦遇到极端天气灾害,管理设施短缺、病险隐患突出等问题就会暴露出来,制约小型水库功能发挥。

水利,作为民生之根本,一直是国家建设中的重要工作。近年来,中国联通通过与山东省水利厅、中国科学院空天信息创新研究院携手,对山东现有存量小型病险水库进行全面摸底,从而探索出一条提升水利行业的数字化程度和智能决策水平的新路子。

空天地人机“一镜到底”

水面倒映着蓝天白云,两岸群山绵延不绝,灵巧的白鹭半空直下、点水而起,绿水青山宛若仙境令人心驰神往流连忘返。

现如今,青山绿水间,还多了很多高科技的点缀:以无人机为主的低空遥感网,以智能监测设备为主的地面传感网,加上天上的5G融合北斗卫星,和工作人员的人工手持终端,打造出了一个空天地人机一体化的全面感

知体系


“不仅如此,在5G网络下,无人机飞行范围进一步拓宽,从而获得更全面的视野,数据采集效率进一步得到提升。”联通无人机操作手杨娜介绍到:“通过5G+MEC+智能AI飞行大脑、无人机自动机场实现了设备自动充电换电、自主飞行、数据采集和数据高速传输的功能,当无人机在巡逻过程中捕捉到异常敏感点,将自动展开多角度的定点拍摄,并将巡检图像和视频上传云端,进行AI图像分析与识别、数据分析与储存,真正做到‘一镜到底’!”

数字孪生打造“一体两翼”

现在,只要10分钟,就能把整个库区80平方公里的水利设施巡查一遍。以前,要把人分成好几组、走好几天。自从安上了数字翅膀,工作效率大大提高!” 联通项目经理刘晓明感受到了信息化建设带来的便利

他说的这双翅膀库区“数字孪生版

在山东省水利厅防洪调度项目中,山东省1031座小型水库的数字孪生模型清晰地展现在控制中心大屏上,实时、准确、可靠地展示水库的实时运行状态。“上到老天下多少雨,下到地上淌多少水,我们全部可以做到‘一张图’‘一本账’!”联通项目部负责人张健介绍。


我们利用模型,把大大小小1031水库缩进了计算机,在电脑上打造一个与实际水库一样的数字孪生库 实现雨水工情自动测报、水库信息数字化管理、纳雨能力分析和流域联合调度预演等,为水库的安全运行及防洪调度提供及时、准确的信息,以实现对现实情况的实时监控、发现问题、优化调度。联通技术负责人郭永江说。

同时,数字孪生库还可以通过完善水利信息化基础设施,依托大数据、AI等创新技术,通过对天气等因素的分析模拟不同情况下的水位、库容、泄洪量等关键数据,建设覆盖范围广、布控精度准、分布密度大、类别品类多的信息采集和监测站点,供技术人员决策分析使用

为灾害防御当好“吹哨人”

当数字孪生技术遇见水利工程,就等于给水库装上了智慧脑,一座座水库有了新的生命力,为一个个的库区注入新鲜活水

原先,山洪灾害只能靠眼睛看、经验算,不仅不准确,调度传达应急指挥也有困难。中国联通为水库灾害防御搭建5G+MEC水利模型平台及流域仿真决策指挥平台,结合5G+MEC边缘计算技术,建设水文、水动力、水工程调度和相关高性能算法、智能算法,为防洪联合调度决策提供“算力”。

“值得一提的是,本次项目采用北斗卫星导航定位技术,兼容GPSGLONASS系统,支持多频道联合定位服务。采用5G+北斗授时技术后,可以使全省水库授时准确度达到10纳秒的量级。”指挥中心联通工作人员王海芹介绍说,“这样一来,我们就可以精准支撑山洪灾害防御的决策体系,提前‘吹哨’,给群众提前转移赢得更充分时间,也使流域防洪的智能决策成为了可能。”(付心怡)

后记:

2022年,中国联通“5G+北斗融合数字孪生赋能山东水利安澜”项目荣获第五届“绽放杯”5G应用征集大赛全国总决赛一等奖,首届光华杯全国赛一等奖。

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