建設(shè)數(shù)字孿生流域是提升國(guó)家水安全保障能力的重要支撐
國(guó)家“十四五”新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃提出，要推動(dòng)大江大河大湖數(shù)字孿生、智慧化模擬和智能業(yè)務(wù)應(yīng)用建設(shè)。黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要、長(zhǎng)江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要等，都對(duì)數(shù)字孿生流域建設(shè)提出了更加具體明確的要求。
響應(yīng)水利部大力推進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)的號(hào)召，按照需求牽引、應(yīng)用至上、數(shù)字賦能、提升能力的要求，上海水利科技以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主線，與 IBM 以數(shù)字化場(chǎng)景、智慧化模擬、精準(zhǔn)化決策為總體路徑，共同探索以數(shù)據(jù)與 AI 賦能的數(shù)字孿生水利工程建設(shè)。
借助車(chē)庫(kù)創(chuàng)新方法論，IBM 車(chē)庫(kù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)聯(lián)合 IBM 客戶(hù)成功團(tuán)隊(duì)，與水利科技通過(guò)設(shè)計(jì)思維工作坊，探索 IBM 大數(shù)據(jù)前沿技術(shù)賦能水利工程數(shù)字化建設(shè)提供的多維可能性。圍繞數(shù)字孿生、水利工程安全、質(zhì)量控制的場(chǎng)景，進(jìn)行深入共創(chuàng)。
場(chǎng)景一：水利樞紐工程安全模型
安全是工程建設(shè)的核心要素，圍繞數(shù)字孿生水利工程項(xiàng)目建設(shè)，水利科技與 IBM 車(chē)庫(kù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(Client Engineering)聯(lián)合同濟(jì)大學(xué)土木工程專(zhuān)家，就水利部數(shù)字孿生建設(shè)要求進(jìn)行多次研討。
依托實(shí)景三維模型和有限元計(jì)算模型作為數(shù)據(jù)模型資產(chǎn)，對(duì)大壩及其圍堰結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，通過(guò)采集和管理水利工程的多維監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，保持?jǐn)?shù)字孿生水利工程與實(shí)體水利工程的同步性、交互性和融合性。基于 IBM Cloud Pak for Data，運(yùn)用數(shù)據(jù)科學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，在傳統(tǒng)土木工程模型的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型優(yōu)化和在線推演預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形預(yù)測(cè)及異常監(jiān)測(cè)預(yù)警等實(shí)時(shí)應(yīng)用。
從信息基礎(chǔ)建設(shè)、數(shù)據(jù)底板、模型庫(kù)、知識(shí)庫(kù)等能力建設(shè)，到聯(lián)動(dòng)數(shù)據(jù)平臺(tái)的技術(shù)骨架，IBM 車(chē)庫(kù)創(chuàng)新(Client Engineering)團(tuán)隊(duì)與同濟(jì)大學(xué)土木工程專(zhuān)家，同水利科技共同勾畫(huà)了以有限元分析建模為基礎(chǔ)的大數(shù)據(jù) AI 整體技術(shù)演進(jìn)路線，最終服務(wù)于工程安全分析預(yù)警、綜合決策等上層業(yè)務(wù)應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)水利樞紐工程安全模型的落地及優(yōu)化提供切實(shí)落地的方案。
場(chǎng)景二：構(gòu)建智慧大腦，提高工作效率
水利建設(shè)是一個(gè)龐大的工程，需要遵守嚴(yán)格的流程，需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)理論做支撐。 各種類(lèi)型的文檔及文本數(shù)據(jù)涉及到很多業(yè)領(lǐng)域：規(guī)章制度，標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范(如：水利水電工程設(shè)計(jì)規(guī)范，工程施工及驗(yàn)收規(guī)范)，技術(shù)規(guī)程，生產(chǎn)保證體系，監(jiān)管要求，工程安全，質(zhì)量管理，項(xiàng)目管理，工程監(jiān)理，大壩安全監(jiān)控，水利工程理論，各種公式等等。
這些信息的查詢(xún)，耗時(shí)耗力。尤其當(dāng)工程人員在工地上時(shí)，特別困難。在 IBM 客戶(hù)成功團(tuán)隊(duì)(CSM)的幫助下，通過(guò)使用 IBM CP4D 的 Watson Discovery 解決方案, 水利科技為工程人員提供了統(tǒng)一平臺(tái)，在一個(gè)整體視圖中搜索與訪問(wèn)所需文檔信息。通過(guò)簡(jiǎn)單關(guān)鍵字輸入，就可以實(shí)現(xiàn)從眾多非結(jié)構(gòu)化文檔(如：PDF)中，信息的快速定位。從而，為水利科技帶來(lái)巨大便利，并且避免過(guò)度依賴(lài)人工經(jīng)驗(yàn)而造成的知識(shí)斷層。
IBM 客戶(hù)成功團(tuán)隊(duì)(CSM)同水利科技就此方案進(jìn)行了深入的可行性驗(yàn)證。利用機(jī)器學(xué)習(xí)模型輔助文檔分類(lèi)和標(biāo)注，為文檔提供建議。借助 NLP 技術(shù)對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從文本中提取有效信息，幫助工程人員高效獲取知識(shí)，輔助水利工程建設(shè)智慧決策。
IBM 將繼續(xù)與上海水利科技攜手共創(chuàng)，把 IBM 的前沿技術(shù)最大化體驗(yàn)式的與客戶(hù)共享，共同推進(jìn)數(shù)據(jù)賦能的 AI 建設(shè)之路。
（IBM）
