智慧水务|基于数字孪生技术的智慧水务政策研究和应用探索

当前我国城市化进程加快，随着“水十条”等利好政策的实施和落地，水务行业对精细化管理的需求日益增强，目前已基本形成政府监管力度不断加大、政策法规不断完善的良好局面，智慧水务已成为传统水务转型升级的重要方向。近年来，随着城市信息模型(CIM)试点建设的成功推进和数字孪生技术在智慧城市的广泛应用，国家出台了一系列政策法规来支撑和推动新型城市基础设施建设。未来，我们将看到基于数字孪生技术的智慧水务的强劲发展。

“新城建”智慧水务政策法规和研究分析

国务院关于《深入推进新型城镇化建设的若干意见》

提出了新城建背景下智慧水务的建设要求，包括实施城市地下管网改造工程、推进海绵城市建设、推动新型城市建设和提升城市公共服务水平四大板块的内容，着重强调了发展智能水务建设，应着力推进雨污分流管网改造、排水防涝设施和海绵城市建设，以妥善解决城市防洪安全、黑臭水体治理等问题。

住建部、网信办、科技部等七部委联合发布的《关于加快推进新型城市基础设施建设的指导意见》

提出了智慧水务基础设施建设的五大重点任务：一是对城镇供排水等市政设施进行升级改造和智能化管理，二是对市政基础设施的普查和现状底数的了解提出了明确的要求，三是推进智能化感知设施建设，实现对市政基础设施运行数据的全面感知和自动采集，四是完善智慧海绵城市系统，五是建立基于CIM的市政基础设施智能化管理平台，对水电气热等运行数据进行实时监测、模拟仿真和大数据分析，实现对管网漏损、防洪排涝、燃气安全等及时预警和应急处置，促进资源能源节约利用，保障市政基础设施安全运行。

《国民经济和社会发展十四五规划和2035年远景目标纲要》

提出了“完善城市信息模型平台和运行管理服务平台，构建城市数据资源体系，推进城市数据大脑建设，探索建设数字孪生城市”的建设要求。针对智慧水务建设，在纲要的数字化应用场景中明确了“构建智慧水利体系，以流域为单元提升水情预报和智能调度能力”的要求。

2021年3月，《人民日报》文章:深入贯彻新发展理念 推进水资源集约安全利用

2021年3月，李国英部长在《人民日报》发表署名文章：深入贯彻新发展理念 推进水资源集约安全利用，提到“充分运用数字映射、数字孪生、仿真模拟等信息技术，建立覆盖全域的水资源管理与调配系统，推进水资源管理数字化、智能化、精细化”。

2021年12月，水利部召开推进数字孪生流域建设工作会议

会议上，李国英部长再次强调要大力推进数字孪生流域建设，积极推动新阶段水利高质量发展。由此可见，以水情预报和智能调度为重要内容，以数字孪生为关键技术的智慧水利流域建设，不仅是十四五规划中重要的战略目标，也是水务智能化建设和新型城市基础设施建设的发展需求。

数字孪生技术在智慧水务的应用探索

现代城市水务工程具有建设规模大、周期长、地理跨度大、专业类型多、管理对象分布广、设施设备信息庞杂、涉及部门众多及易受自然和社会因素影响和制约等特点，工程管理和控制难度较大。运用GIS技术对工程项目进行全局性的信息统筹和科学决策，借助BIM技术的可视化、信息共享及专业协同等应用优势，可实现水务工程项目全过程、全要素的数字化、在线化和智能化管理，降低管理难度，提升管理效能与决策水平。

基于AgCIM的智慧排水管理系统

基于奥格城市信息模型(CIM)基础平台（简称: AgCIM基础平台）的智慧排水管理系统是在充分考虑排水日常管理、应急调度管理、黑臭水体监管、海绵城市建设、农污管理、提质增效等业务需求的前提下，全盘梳理城市排水管理工作任务，以城市信息模型(CIM)为基础，将水务管理数据与物联数据清晰直观地展现在CIM场景中，利用物联网、云计算、大数据等前沿技术，提供日常管理、基础数据管理、监测预警、辅助决策、应急调度、工程管理、行业管理七大业务子系统，赋予城市排水管理新手段、新视角和新技术，实现排水项目建设全生命周期的长效管理，辅助城市管理者提升城市排水管理水平。

日常管理

城市排水日常业务复杂，结合不同的用户需求和业务需求，开展日常养护、运维、巡检等常规业务和农污设施、排水单元等专项业务流程的执行管理工作，基于AgCIM基础平台建立长期运行维护机制，制定养护计划，实现排水设施跟踪养护全过程管理，保证排水设施正常稳定运行。

基础管理

即排水设施基础数据管理业务应用，基于AgCIM基础平台，实现排水设施基础数据信息的日常管理、定时更新和数据三维展示等功能。

监测预警

基于AgCIM基础平台，接入水位、水质、水情等动态监测数据，实时监测水务设施的运行态势，总结规律，实现对城市排水设施运行状态的实时监控和直观呈现。

辅助决策

基于AgCIM基础平台模拟降雨，结合降雨强度和地形地貌及各类传感器数据，采用水动力模型对城市各个区域的内涝淹没范围和淹没程度进行模拟预测分析，以CIM平台进行仿真化模拟展示，实现防涝预警和辅助决策支撑。

应急调度

基于AgCIM基础平台展示内涝应急业务流程场景，直观体现各布防点人员物资出动情况、应急工作准备情况、在线抢险人数、水位监测预警情况、人员值班情况，辅助管理人员进行内涝应急指挥调度。

工程管理

城市排水项目工作周期长、类型复杂，涉及基础设施繁多，通过AgCIM基础平台结合在线审批流程及各阶段支撑材料开展施工图和竣工图审查，实现快速机审和人工审查协同配合，推动排水建设项目全生命周期监督和管理。

行业管理

基于AgCIM基础平台优化排水建设项目行业审批流程，开发智能审批工具，实现控规编制、技术审查和行政审查全过程的机器辅助，推动“机审辅助人审”。

当前，数字孪生技术融合在城市水务管理全生命周期实践中整体来讲还处于起步和初期探索阶段，建设过程中仍然存在很多问题，如数据采集门槛高、信息基础设施建设不足、平台模型标准化不高、应用层次和深度不够、关键技术领域“卡脖子”等，业务应用较为局限。但数字孪生与物理实体相比，试错成本可大幅度降低，通过数字孪生技术可利用模型驱动，提前虚拟试错，减少昂贵的物理实体移动和消耗，这也是数字孪生技术在智慧城市建设中迅速发展的重要原因。

未来，奥格科技还将积极探索AgCIM基础平台与数字孪生、物联网、云计算、大数据、深度计算等前沿技术的深度融合，推进城市水务管理全过程精细化、智能化和一体化管控发展，提升城市智慧水务综合管理效能。