人工智能賦能水閘調(diào)度 數(shù)字孿生助推運(yùn)管能力提升
數(shù)字孿生海河防潮閘是龍網(wǎng)科技承擔(dān)的海河流域大型水閘數(shù)字孿生工程。
近日,水利部海河水利委員會官方公眾號“海河水利”發(fā)表了《人工智能賦能水閘調(diào)度 數(shù)字孿生助推運(yùn)管能力提升》一文,對數(shù)字孿生海河防潮閘的技術(shù)亮點(diǎn)及應(yīng)用實(shí)效進(jìn)行了宣傳報(bào)道。
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海河防潮閘位于海河干流入?谔帲且蛔购、擋潮、蓄淡等多功能于一體的大型水閘,是海河下游地區(qū)和海河干流的重要水利工程。由于感潮水閘同時(shí)受河流水動力和天文潮汐影響,長期以來過閘流量精準(zhǔn)控制一直是水閘調(diào)度運(yùn)用的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。
▼ 海河防潮閘提閘泄水
海委海河下游局海河防潮閘管理處堅(jiān)持“需求牽引,應(yīng)用至上,數(shù)字賦能,提升能力”,依托數(shù)字孿生海河防潮閘建設(shè),組織龍網(wǎng)公司等技術(shù)支撐單位,深度融合數(shù)字化、智能化技術(shù),利用機(jī)器學(xué)習(xí)、時(shí)序分析與非線性回歸算法等人工智能領(lǐng)域前沿科技,研究突破防潮閘優(yōu)化調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)和核心難題,為海河防潮閘量身打造了水閘泄流計(jì)算模型、閘門優(yōu)化調(diào)度模型等“數(shù)字工具”。通過對歷史潮汐數(shù)據(jù)、歷史調(diào)度記錄的深度學(xué)習(xí),并擬合閘門過流計(jì)算函數(shù),實(shí)現(xiàn)了潮位預(yù)測到閘門開度控制的計(jì)算邏輯構(gòu)建,秒級生成調(diào)度周期和閘門啟閉自適應(yīng)最優(yōu)調(diào)度策略,有效提升了水閘調(diào)度的精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性。自2024年3月數(shù)字孿生海河防潮閘系統(tǒng)正式上線以來,海河防潮閘管理處結(jié)合實(shí)際應(yīng)用持續(xù)優(yōu)化和完善系統(tǒng),完成水閘調(diào)度和工程管理數(shù)據(jù)系統(tǒng)治理與整合,有力破解了工程管理數(shù)據(jù)碎片化、水位閾值精準(zhǔn)判斷難等運(yùn)行管理難題,有效提升了水閘運(yùn)行的整體效能。
▼ 海河閘信息化系統(tǒng)主頁
“當(dāng)前潮位2.50米,開啟1至8孔上、下閘門運(yùn)行,上閘門開度1.30米,下閘門開度7.20米。”伴隨著工作橋上的指揮聲,煥發(fā)新生的海河防潮閘8孔雙扉平板閘門依次提出水面,海河水奔涌入海。數(shù)字孿生海河防潮閘通過共享雨水潮情預(yù)報(bào)信息,滾動開展泄流、泄量“正向—逆向—正向”預(yù)演,自動生成涵蓋正常調(diào)度、應(yīng)急泄洪、生態(tài)補(bǔ)水等多種運(yùn)行場景的調(diào)度運(yùn)用預(yù)案庫。調(diào)度決策依據(jù)由以往依賴人工經(jīng)驗(yàn)判斷啟閉時(shí)機(jī)升級為數(shù)字孿生系統(tǒng)精準(zhǔn)推送的預(yù)判曲線,從“人工經(jīng)驗(yàn)”到“數(shù)字智能”,經(jīng)過近年不懈研發(fā)與迭代升級,數(shù)字孿生海河防潮閘各項(xiàng)應(yīng)用模塊持續(xù)優(yōu)化,功能實(shí)用性進(jìn)一步提升。
▼ 數(shù)字孿生水位曲線
▼ 數(shù)字孿生水位過程線
2025年5月底工程竣工驗(yàn)收以來,海河防潮閘管理處充分運(yùn)用數(shù)字孿生海河防潮閘建設(shè)成果,積極做好海河干流防洪排澇和雨洪資源利用,科學(xué)有序承泄上游洪水,有力有效改善河道水質(zhì)水環(huán)境,截至9月1日,已累計(jì)啟閉閘門54次,泄水1.65億立方米,為確保天津市防洪排澇安全、服務(wù)保障上合組織天津峰會成功舉辦作出重要貢獻(xiàn)。
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