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福州市溪源溪流域数字孪生平台

近年来,国家对加快建设科技强国,实现高水平科技自立自强作出了一系列重大决策部署,强调科技创新是核心,抓住了科技创新就抓住了牵动我国发展全局的牛鼻子。其中,加快数字孪生流域建设,大力提升流域治理管理的数字化、网络化、智能化水平,是赋能推动新阶段水利高质量发展的先进引领力和强劲驱动力。

在福建省福州市水利局综合调度指挥大厅,大厅屏幕展示着溪源溪流域的各个水库水位、气象等数据,实时显示、一目了然,这些数据是溪源溪流域数字孪生项目的实时监测数据。

溪源溪是福州市闽江下游南港的一条小支流,却是福建省暴雨中心区,暴雨强度大,洪水暴涨暴落,易突发山洪。

近年来,为切实提高溪源溪流域监测预警和防灾减灾能力,在省水利厅的指导帮助下,福州市水利局紧紧抓住开展数字孪生流域建设先行先试工作的时机,有序推进福州溪源溪流域数字孪生项目建设,项目由福建省电子信息集团国有控股企业澳门新莆京游戏app有限公司承建,现已完成溪源溪数字孪生数据资源数据库主体建设及数据引擎建设,构筑了数字孪生流域的底座。

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溪源溪流域洪水预报


信息互通,流域共享数据底板

数字孪生对数据数量、质量的严苛要求,考验着流域内各跨行业部门数据采集、汇聚的机制与能力,是构建溪源溪流域数字孪生项目的一大挑战。

在监测数据方面,溪源溪流域数字孪生项目通过利用福州市各县区山洪灾害及福州市智慧水利等项目原有的前端水利感知设备,结合运用新兴技术手段,将北斗通信、5G技术深入融合到前端感知站网的数据监测、传输过程中,保障前端采集数据在恶劣、灾害性天气等极端情况下,依然稳定地进行数据监测和传输,并在5G高带宽的加持下,实现监测数据传输速率提升至“秒级”,工作人员可以第一时间获取水情、汛情信息。

在数据底板建设方面,项目集成了多源数据,基于福州市水利数据资源中心,在现有数据基础上,项目梳理归集溪源溪流域相关数据,整合接入包括溪源溪流域内的15个实时雨情监测设备、17个实时水情监测设备等监测数据,完成业务相关数据入库,并与水文、气象部门等完成水文数据、气象卫星云图、降雨预报等数据的对接,通过开发水利数据资源中心,实现与福州市大数据局的数据共享交换,实现水利数据“一数一源、共享交换”。


量子加密,“护航”水利数据全过程传输

数据安全是“智慧水利”的重要基础,也是孪生流域的前提保障。

福州市水利相关部门密切监视溪源溪流域的水情、汛情,每天自动化水雨情监测站点、视频监控站点会产生海量的数据,如何确保监测数据传输的实时性、安全性,为山洪灾害防御的科学决策提供数据支撑,成为了一道难题。

为此,福州市水利局与中国科学院量子信息重点实验室达成战略合作,通过量子加密技术对图像、视频等数据和操作信令进行安全加密后再传输,“护航”水利数据全过程传输。量子加密技术,采用真随机密钥,一次一密,密钥更新速率快到秒级,能够为流域数据提供从监测、传输、存储、应用等全生命周期的量子安全防护。至2021年3月,全市九个县区与市水利局均部署了量子加密设备,依托真随机秘钥对传输的数据进行加密,通过把量子加密技术应用到福州智慧水利以及溪源溪孪生流域应用里面来,从而大大提升了数据传输的安全性。

数字赋能溪源溪流域,构建溪源水库及溪源溪流域智慧防洪体系。下一步,福州市水利局将继续推动溪源溪流域风险动态研判与管控能力现代化建设,提升溪源水库及溪源溪流域水旱灾害防御智能化决策支撑能力,努力形成数字孪生流域建设的福州模式,为水利高质量发展提供有力支撑。


来源:福州市水利局




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