CN116029217A - 结合地质数据的水利工程数字孪生建模预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结合地质数据的水利工程数字孪生建模预警系统，包括数据反馈装置能实时监测从施工到运行全过程中的建筑数据和所在流域内的地质环境数据。通过建模预警模块构建水利工程孪生模型，预测施工过程对地质变化的影响，进而调整优化施工方案，以及预测水利工程运行过程过程中地质环境数据的变化情况，提前作出预警。终端交互模块可以接收建模预警模块发出的预警信息。本发明的优点在于涵盖了从环境、建筑、气候以及人为活动等多方面的数据，在水利工程设计时，不仅考虑水利工程的预期目标，还能够提前考虑到流域内的地质环境数据，实现水利工程的预期目标与其对环境的影响相结合统一，减小实施和维护水利工程建筑的不确定因素。

Description

结合地质数据的水利工程数字孪生建模预警系统

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，尤其是涉及结合地质数据的水利工程数字孪生建模预警系统。

背景技术

地质工程领域是以自然科学和地球科学为理论基础，以地质调查、矿产资源的普查与勘探、重大工程的地质结构与地质背景涉及的工程问题为主要对象，以地质学、地球物理和地球化学技术、数学地质方法、遥感技术、测试技术、计算机技术等为手段，为国民经济建设服务的先导性工程领域。

数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。现有的水利工程设计、施工、运行监管中均没有考虑到水利工程建筑与地质数据的相互关系，没有关注地质环境对水利工程设计的影响，以及水利工程建筑施工期间对地质环境产生的影响和水利工程运行过程中对地质环境产生的影响。

发明内容

本发明目的在于提供一种结合地质数据的水利工程数字孪生建模预警系统，将地质环境数据引入水利工程设计、施工、运行的全过程，通过数字孪生技术实时的反映两者之间的相互影响，以提前预警和指导水利工程的设计、施工和运行。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述的结合地质数据的水利工程数字孪生建模预警系统，包括：数据反馈装置、建模预警模块和终端交互模块；

所述数据反馈装置包括水利工程数据反馈装置和地质环境数据反馈装置；

所述水利工程数据反馈装置用于实时监测水利工程从施工到运行全过程中的工程数据；

所述地质环境数据反馈装置用于实时监测水利工程从设计、施工到运行全过程中所在流域内的地质环境数据；

所述建模预警模块包括信息管理模块、地质实体建模模块、水利工程设计模块、数字孪生体优化模块和运维集成模块；

所述信息管理模块用于存储数据反馈装置反馈的所述工程数据、所述地质环境数据以及历史参数；

所述地质实体建模模块基于信息管理模块的地质环境数据，建立地质实体模型，并根据历史参数进行仿真模拟获取地质实体的变化模型；

所述水利工程设计模块用于基于所述地质实体模型、所述地质实体的变化模型以及水利工程的预期目标确定水利工程的设计方案及施工方案；

所述数字孪生体优化模块依据实时监测的水利工程施工中的工程数据和所在流域的地质环境数据，构建水利工程施工孪生模型，预测地质变化，调整优化施工方案；

所述运维集成模块基于实时监测的水利工程运行全过程中的工程数据和所在流域的地质环境数据，构建水利工程三维孪生体，对水利工程全寿命周期进行监测和预警。

所述终端交互模块用于接收建模预警模块发出的预警信息。

优选地，所述地质环境数据反馈装置包括水位数据采集单元、影像数据采集单元、地质数据采集单元和气候卫星连线单元；

所述水位数据采集单元用于采集区域内的水位变化数据，实时记录水位数值；

所述影像数据采集单元用于采集区域内的地质形态变化，包括水利工程施工带来的地质形态变化以及地质运动造成的地质形态变化；

所述地质数据采集单元用于采集记录区域内的地质数据；

所述气候卫星连线单元用于记录区域内的气候情况，包括降水、风力、湿度、温度。

优选地，所述信息管理模块包括环境数据库、建筑数据库和历史数据库；

环境数据库用于存储记录水利工程所在流域的地质环境数据，包括地质数据、水域数据、植被数据以及气象数据；

建筑数据库用于存储水利工程从设计到运行过程中的工程数据，包括水利工程设计数据、水利工程施工数据以及水利工程运行数据；

历史数据库用于存储在水利工程设计之前的历史数据，包括水利工程所在流域内的历史地质数据、植被数据、气象数据以及所在流域内的其他水利工程建筑数据、预设参数。

优选地，所述地质实体建模模块的工作过程包括以下步骤：

S11，基于所述信息管理模块中存储的地质环境数据，建立水利工程所在流域的地质三维模型；将地质三维模型转换为三维孪生体，得到初代地质实体模型；

S12，利用相关性分析和误差计算推算初代地质实体模型的历史地质数据，通过与多维信息管理模块中存储的历史地质数据对比，实现初代地质实体模型的验证及优化，得到地质实体模型；

S13，将信息管理模块中存储的历史数据映射到地质实体模型上，通过相关性分析及误差计算推算地质实体模型的未来地质数据，制作地质实体的变化模型，预测地质实体的变化趋势。

优选地，所述水利工程设计模块的工作过程包括以下步骤：

S21，基于地质实体模型、地质实体的变化模型以及水利工程的预期目标确定水利工程的设计方案及施工方案；

S22，推算所述设计方案及施工方案引起的地质实体变化数据，评估设计方案及施工方案对地质环境的影响；

S23，将设计方案及施工方案映射到地质实体模型，对设计方案及施工方案进行仿真验证和优化，确定最终的设计方案及施工方案。

优选地，所述数字孪生体优化模块包括：实时监测水利工程施工过程中的结构、力学参数，动态更新所述地质实体模型，以超前预报地质信息，调整和优化后续施工方案。

优选地，所述运维集成模块包括：

S41，基于水利工程运行全过程中的所述工程数据和所在流域的所述地质环境数据，构建水利工程三维孪生体；

S42，通过比对所述水利工程三维孪生体仿真输出数据与所述数据反馈装置监测的数据，优化水利工程三维孪生体；

S43，运用优化后的水利工程三维孪生体对水利工程全寿命周期进行监测和预警。

优选地，所述S43具体包括：

S431，对比优化后的所述水利工程三维孪生体和所述地质实体模型，获得地质数据的变化模型；

S432，依据所述数据反馈装置实时收集的数据对优化后的所述水利工程三维孪生体和所述地质数据的变化模型动态仿真，获得仿真输出数据；

S433，使用神经网络算法学习所述仿真输出数据，完善优化后的水利工程三维孪生体和地质数据的变化模型，实现对水利工程全寿命周期进行监测和预警。

优选地，所述神经网络算法为脉冲神经网络。

优选地，所述预警信息包括水利工程设计、施工、运行全过程中水利工程的隐患或地质环境的灾情。

本发明的优点在于设置了数据反馈装置，能实时监测从施工到运行全过程中的建筑数据和所在流域内的地质环境数据。在水利工程设计时，不仅考虑水利工程的预期目标，还能够提前考虑到流域内的地质环境数据，实现水利工程的预期目标与其对环境的影响相结合统一。

同时，本发明在水利工程施工运行过程中，能实时监测已施工的数据与地质环境数据，通过构建水利工程孪生模型，预测施工过程对地质变化的影响，进而调整优化施工方案，以及预测水利工程运行过程过程中地质环境数据的变化情况，提前作出预警。

本发明涵盖了从环境、建筑、气候以及人为活动等多方面的数据，全面考虑了可能影响水利工程实施的因素，并通过数字孪生模型仿真优化反馈到设计和实施水利工程的项目中，减小实施和维护水利工程建筑的不确定因素。而且，本发明获取的地质数据能为后续的水利工程设计、施工提供历史经验。

附图说明

图1是本发明所述的结合地质数据的水利工程数字孪生建模预警系统模块图。

图2为本发明的地质数据采集单元工作流程图。

图3为本发明的地质实体建模模块工作流程图。

图4为本发明的水利工程设计模块工作流程图。

图5为本发明的数字孪生体优化模块工作流程图。

图6为本发明的运维集成模块工作流程图。

具体实施方式

 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明所述的结合地质数据的水利工程数字孪生建模预警系统，包括数据反馈装置、数字孪生建模系统和终端交互系统.

数据反馈装置包括水利工程施工数据反馈装置和地质环境数据反馈装置，其中，

水利工程施工数据反馈装置用于实施监测水利工程建筑从施工到后期运行全过程中的有关工程建筑的各项建筑数据，各项建筑数据具体包括水利工程建筑基本信息数据、水利工程建筑所承受的力度数据、水利工程建筑的图像数据、水利工程建筑的位置数据、水利工程建筑内部的潮湿度数据以及水利工程建筑表面的侵蚀程度数据等。

水利工程施工数据反馈装置包括尺寸测量单元、力度采集单元、图像监测单元、位置采集单元和温湿度采集单元，

尺寸测量单元用于监测水利工程建筑基本信息数据，包括水利工程建筑的尺寸，不同施工阶段水利工程建筑的尺寸不同，每次水利工程建筑尺寸变化的同时，相应的也要记录其地质环境的变化。

力度采集单元采集水利工程建筑所承受的力度数据，确定水利工程建筑的受力情况。

图像监测单元采集水利工程建筑的图像数据，判断水利工程建筑的外观和内部结构是否发生变化。

位置采集单元采集水利工程建筑的位置数据，对比水利工程建筑是否出现位移、倾斜和下沉等情况。

温湿度采集单元采集水利工程建筑内部的潮湿度数据，由此获取水利工程建筑是够受到环境影响，是否被环境侵蚀等。

地质环境数据反馈装置用于监测从水利工程建筑设计到水利工程建筑运行全过程中，水利工程所述流域内的相关地质环境数据。地质环境数据具体包括地形地貌数据、地层和岩性数据、地质构造数据、水文地质条件数据、物理地质现象数据、天然建筑材料数据、气候环境数据以及人员活动数据，

地质环境数据反馈装置包括水位数据采集单元、影像数据采集单元、地质数据采集单元和气候卫星连线单元。

水位数据采集单元采集流域的水文数据，包括水位变化数据，实时记录水位数值。

影像数据采集单元采集流域的地质形态变化的影像数据，包括水利工程施工带来的地质形态变化以及地质运动造成的地质形态变化，用于绘制该流域的地形地貌。

地质数据采集单元采集该流域的地质数据，包括地层和岩性数据、地质构造数据、物理地质现象数据和天然建筑材料数据等。

气候卫星连线单元能够连接气候卫星，采集该流域的气候变化，包括降水、风力、湿度、温度等，并记录区域内的气候情况。

如图2所示，地质数据采集的过程如下：

地质调查人员需规划制定进行地质调查路线。在调查路线上标记出需要进行数据采集的地质点。

地质调查人员沿调查路线行进，并从调查路线上的第一个地质点到最后一个地质点依次采集数据导入系统，然后在相应的地质点埋设传感器，进行实时监测。

地质调查人员根据监测数据的变化，查看是否有地质调查的分支路线出现。当有地质调查的分支路线出现时，沿需要进行地质调查的分支路线行进数据采集，且在行进过程中，每隔一定距离标记一个补充调查地质点，并在补充调查地质点处进行数据采集后埋设传感器进行实时监测。

建模预警模块包括多维信息管理模块、地质实体建模模块、水利工程设计模块、数字孪生体优化模块和运维集成信息模块，

其中，多维信息管理模块用于接收地质数据反馈装置传送的信息，包括建筑数据、地质环境数据和历史参数，并对各类信息进行分类存储。历史参数中包含人为设定的参数。主要包括历史数据、实验参数、施工过程中的材料属性、以及特殊环境下的极端数值等。

在多维信息管理模块构建有环境数据库、建筑数据库和历史数据库。

其中，环境数据库用于存储记录水利工程建筑所在整个流域的地质环境数据，包括地质数据、水域数据、植被数据以及气象数据等。

建筑数据库用于存储水利工程建从设计到运行整个过程中的建筑数据，包括水利工程建筑设计数据、水利工程的施工数据以及水利工程的运行数据等。

历史数据库用于存储在设计该水利工程之前的历史数据，包括相关流域内的地质数据、植被数据、气象数据以及相关流域内的其他水利工程建筑数据，不同的数据存储到对应的数据库内，各种类的数据以时间为联系。历史数据库中还存储由人为设定的参。

地质实体建模模块能够基于多维信息管理模块的地质环境，建立地质实体模型，并根据历史数据和实验参数等历史参数对地质实体的变化趋势进行仿真模拟，获取地质实体的变化模型。如图3所示，具体过程包括以下内容：

S11：基于多维信息管理模块中存储的有关流域的地质环境数据，构建各项数据之间的联系，建立地质三维模型，并将相关数据映射到逻辑模型中，通过图形化、形式化的方式描述逻辑模型的组成要素、组织结构和运行机制，并且通过逻辑模型将流域各数据要素的属性关联性质反馈到地质三维模型中，实现地质三维模型的优化，在优化的地质三维模型上，将水利工程所在流域的地质三维模型转换为三维孪生体，得到初代地质实体模型；

S12：对初代地质实体模型进行优化及验证。基于初代地质实体模型，利用相关性分析及误差计算方法推算初代地质实体模型的历史地质数据，通过与多维信息管理模块中存储的历史地质数据等历史参数对比，判断初代地质实体模型与实际地质环境的一致性和可靠性，获得最终的地质实体模型。也就是说，根据现有的初代地质实体模型的数据反推其历史地质数据，该历史地质数据包括流域内的水文变化、地质岩层变化、以及相关的自然灾害变化等。以该反推的历史地质数据与存储的历史地质数据相比较，对初代地质实体模型进行优化验证，得到与实际地质环境最相似的地质实体模型。

S13：将流域内的历史数据即多维信息管理模块中存储的历史数据，映射到地质实体模型上，结合相关性分析及误差计算方法，计算地质实体模型的未来地质数据，获取地质数据的演变趋势，制作地质实体的变化模型。地质实体的变化模型可以预测该流域地质实体的变化趋势，在设计水利工程建筑时，能够充分考虑到水域的变化趋势。

水利工程设计模块能够基于地质实体模型、地质实体的变化模型以及水利工程的预期目标确定梳理工程的设计方案及施工方案，如水利工程建筑的内外构造、设计参数、具体施工方案等，如图4所示，水利工程设计模块的工作过程包括以下步骤：

S21：基于地质实体模型、地质实体的变化模型以及水利工程的预期目标设计水利工程建筑的方案参数，即设计方案及施工方案。并将设计方案及施工方案的相关参数以及一些关于水利工程设计方案及施工方案的人为设定的参数、实际测得参数等均存储到多维信息管理模块中。混合计算；

S22：基于上述的水利工程设计方案及施工方案的相关参数以及一些关于水利工程设计方案及施工方案的人为设定的参数、实际测得参数等进行混合计算，推算该水利工程的设计方案及施工方案引起的地质实体变化数据，综合评估水利工程设计方案及施工方案对地质环境的影响，实现水利工程的目标效益与对环境的影响相结合。

S23：将水利工程设计方案及施工方案中的各种相关参数映射到地质实体模型上，对水利工程设计方案及施工方案进行仿真验证，确定设计方案及施工方案的合理性，根据仿真结果进一步优化水利工程设计方案及施工方案，使水利工程目标效益最大化，并最大程度的降低对环境的影响，确定最终施工方案。

数字孪生体优化模块用于预测地质变化，调整优化施工方案；根据实时监测的水利工程施工中的建筑数据和地质环境数据，构建水利工程施工孪生模型；通过水利工程施工孪生模型，预测地质变化，调整优化施工方案。如图5所示，数字孪生体优化模块的工作过程包括以下步骤：

在水利工程施工过程中，在关键节点处布设监测传感器。通过监测传感器实时采集水利工程已施工部分的结构及力学参数。同时根据施工方案设置相应的施工管控参数。

再通过数据反馈装置实时监测的地质环境数据，获取施工过程中水利工程所在流域内的地质环境数据。

结合利工程施工过程中的结构及力学参数、施工管控参数、施工过程中水利工程所在流域内的地质环境数据实时更新地质实体模型，超前预报地质信息，调整优化施工方案。

运维集成信息模块用于更新水利工程运行全过程中监测的建筑、地质环境数据，基于水利工程运行全过程中监测的建筑、地质环境数据构建水利工程一体化模型。如图6所示，运维集成信息模块包括：

S41：在水利工程建成的基础上，重新构建数字孪生水域，通过水利工程施工数据反馈装置和地质环境数据反馈装置采集水利工程建成后运行状态下的水域数据即地质环境数据，以及水利工程的工程数据。构建各项数据之间的联系，将流域内的地质实体和水利工程实体转换为新的水利工程三维孪生体；

S42：对建立的新的水利工程三维孪生体进行运行状态下的仿真优化。通过比对水利工程三维孪生体仿真输出数据与数据反馈装置监测的数据优化水利工程三维孪生体；

其中，水利工程三维孪生体仿真输出数据与数据反馈装置的监测数据之间的差异即作为优化水利工程三维孪生体的优化系数。

S43，运用优化后的水利工程三维孪生体对水利工程全寿命周期进行监测和预警。其中，该过程中，首先需要将优化后的水利工程三维孪生体与水利工程施工前地质实体模型进行比对，获得地质数据的变化模型；之后，将数据反馈装置实时监测的水利工程建筑数据与优化后水利工程三维孪生体实时同步，实时进行优化后水利工程三维孪生体的动态仿真。同时对数据反馈装置实时监测的地质环境数据与地质数据的变化模型实时同步，实时仿真。获得实时仿真的优化后水利工程三维孪生体和地质数据的变化模型的仿真输出数据。

使用神经网络算法不断的学习仿真输出数据，完善优化后的水利工程三维孪生体和地质数据的变化模型，实现对水利工程全寿命周期进行监测和预警，包括水利工程自身以及水利工程运行过程中对地质环境的影响的监测和预警。本发明采用的神经网络算法为脉冲神经网络。

最后，终端交互系统用于接收建模预警模块发出的预警信息。预警信息包括可能发生的水利工程建筑的隐患或者地质环境可能出现的灾情。终端交互系统参与到水利工程的建设过程中，在施工前期，终端交互系统接收地质数据反馈装置监测到的各类异常信息，预测水域内可能出现的地质环境灾情，反馈到水利工程建筑设计模块，在施工过程中，终端交互系统接收施工布局优化管控参数与地质环境变化参数，构建二者的联系，结合施工过程中的建筑结构已施工部分的结构及力学参数改变，调整和优化施工方案；在施工结束后，水利工程建筑运行时，接收水利工程建筑运行数据和流域内的环境数据，预警因为水利工程建筑带来的地质改变，反馈到多维信息管理模块，为后续的水利工程施工提供历史经验。

综上所述：本适用于水利工程数字孪生的地质数据反馈系统，设置有地质数据反馈装置实时监测水利工程建筑和地质环境，并将监测数据传送给地质模型数字孪生建模系统，由地质模型数字孪生建模系统进行数据处理，构建三维孪生模型，通过仿真与优化，对水利工程建筑的设计、施工和运行进行监测和预警；多维信息管理模块设置有多种数据库，分别存储不同数据，从环境、建筑、气候以及人为活动多方面进行细化，将可能影响水利工程实施的因素考虑周全，并反馈到设计和实施水利工程的项目中，减小实施和维护水利工程建筑的不确定因素；设置有地质环境数据反馈装置，实时监测地质环境变化，工程建筑设计模块中增加计算水利工程施工以及建成后带来的地质数据变化过程，运维集成信息模块中设置有获取地质数据的变化模型过程，实时掌控地质数据变化的过程，预判地质数据的改变，反馈到多维信息管理模块，为后续的水利工程施工提供历史经验。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种结合地质数据的水利工程数字孪生建模预警系统，其特征在于：包括：数据反馈装置、建模预警模块和终端交互模块；

所述数据反馈装置包括水利工程数据反馈装置和地质环境数据反馈装置；

所述水利工程数据反馈装置用于实时监测水利工程从施工到运行全过程中的工程数据；

所述地质环境数据反馈装置用于实时监测水利工程从设计、施工到运行全过程中所在流域内的地质环境数据；

所述建模预警模块包括信息管理模块、地质实体建模模块、水利工程设计模块、数字孪生体优化模块和运维集成模块；

所述信息管理模块用于存储数据反馈装置反馈的所述工程数据、所述地质环境数据以及历史参数；

所述地质实体建模模块基于信息管理模块的地质环境数据，建立地质实体模型，并根据历史参数进行仿真模拟获取地质实体的变化模型；

所述水利工程设计模块用于基于所述地质实体模型、所述地质实体的变化模型以及水利工程的预期目标确定水利工程的设计方案及施工方案；

所述数字孪生体优化模块依据实时监测的水利工程施工中的工程数据和所在流域的地质环境数据，构建水利工程施工孪生模型，预测地质变化，调整优化施工方案；

所述运维集成模块基于实时监测的水利工程运行全过程中的工程数据和所在流域的地质环境数据，构建水利工程三维孪生体，对水利工程全寿命周期进行监测和预警；

所述终端交互模块用于接收建模预警模块发出的预警信息。

2.根据权利要求1所述的结合地质数据的水利工程数字孪生建模预警系统，其特征在于：所述地质环境数据反馈装置包括水位数据采集单元、影像数据采集单元、地质数据采集单元和气候卫星连线单元；

所述水位数据采集单元用于采集区域内的水位变化数据，实时记录水位数值；

所述影像数据采集单元用于采集区域内的地质形态变化，包括水利工程施工带来的地质形态变化以及地质运动造成的地质形态变化；

所述地质数据采集单元用于采集记录区域内的地质数据；

所述气候卫星连线单元用于记录区域内的气候情况，包括降水、风力、湿度、温度。

3.根据权利要求1所述的结合地质数据的水利工程数字孪生建模预警系统，其特征在于：所述信息管理模块包括环境数据库、建筑数据库和历史数据库；

环境数据库用于存储记录水利工程所在流域的地质环境数据，包括地质数据、水域数据、植被数据以及气象数据；

建筑数据库用于存储水利工程从设计到运行过程中的工程数据，包括水利工程设计数据、水利工程施工数据以及水利工程运行数据；

历史数据库用于存储在水利工程设计之前的历史数据，包括水利工程所在流域内的历史地质数据、植被数据、气象数据以及所在流域内的其他水利工程建筑数据、预设参数。

4.根据权利要求1所述的结合地质数据的水利工程数字孪生建模预警系统，其特征在于：所述地质实体建模模块的工作过程包括以下步骤：

S11，基于所述信息管理模块中存储的地质环境数据，建立水利工程所在流域的地质三维模型；将地质三维模型转换为三维孪生体，得到初代地质实体模型；

S12，利用相关性分析和误差计算推算初代地质实体模型的历史地质数据，通过与多维信息管理模块中存储的历史地质数据对比，实现初代地质实体模型的验证及优化，得到地质实体模型；

S13，将信息管理模块中存储的历史数据映射到地质实体模型上，通过相关性分析及误差计算推算地质实体模型的未来地质数据，制作地质实体的变化模型，预测地质实体的变化趋势。

5.根据权利要求1所述的结合地质数据的水利工程数字孪生建模预警系统，其特征在于：所述水利工程设计模块的工作过程包括以下步骤：

S21，基于地质实体模型、地质实体的变化模型以及水利工程的预期目标确定水利工程的设计方案及施工方案；

S22，推算所述设计方案及施工方案引起的地质实体变化数据，评估设计方案及施工方案对地质环境的影响；

S23，将设计方案及施工方案映射到地质实体模型，对设计方案及施工方案进行仿真验证和优化，确定最终的设计方案及施工方案。

6.根据权利要求1所述的结合地质数据的水利工程数字孪生建模预警系统，其特征在于：所述数字孪生体优化模块包括：实时监测水利工程施工过程中的结构、力学参数，动态更新所述地质实体模型，以超前预报地质信息，调整和优化后续施工方案。

7.根据权利要求1所述的结合地质数据的水利工程数字孪生建模预警系统，其特征在于：所述运维集成模块包括：

S41，基于水利工程运行全过程中的所述工程数据和所在流域的所述地质环境数据，构建水利工程三维孪生体；

S42，通过比对所述水利工程三维孪生体仿真输出数据与所述数据反馈装置监测的数据，优化水利工程三维孪生体；

S43，运用优化后的水利工程三维孪生体对水利工程全寿命周期进行监测和预警。

8.根据权利要求7所述的结合地质数据的水利工程数字孪生建模预警系统，其特征在于：所述S43具体包括：

S431，对比优化后的所述水利工程三维孪生体和所述地质实体模型，获得地质数据的变化模型；

S432，依据所述数据反馈装置实时收集的数据对优化后的所述水利工程三维孪生体和所述地质数据的变化模型动态仿真，获得仿真输出数据；

S433，使用神经网络算法学习所述仿真输出数据，完善优化后的水利工程三维孪生体和地质数据的变化模型，实现对水利工程全寿命周期进行监测和预警。

9.根据权利要求8所述的结合地质数据的水利工程数字孪生建模预警系统，其特征在于：所述神经网络算法为脉冲神经网络。

10.根据权利要求1所述的结合地质数据的水利工程数字孪生建模预警系统，其特征在于：所述预警信息包括水利工程设计、施工、运行全过程中水利工程的隐患或地质环境的灾情。

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