CN116362689A - 一种基于数字孪生的水库安全生命周期管理系统 - Google Patents
一种基于数字孪生的水库安全生命周期管理系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116362689A CN116362689A CN202310344351.3A CN202310344351A CN116362689A CN 116362689 A CN116362689 A CN 116362689A CN 202310344351 A CN202310344351 A CN 202310344351A CN 116362689 A CN116362689 A CN 116362689A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- module
- management system
- application
- database
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000007726 management method Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000013523 data management Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000012800 visualization Methods 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 4
- 101000822425 Arthrobacter sp. (strain KUJ 8602) Guanidinobutyrase Proteins 0.000 claims description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 3
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims description 3
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000013499 data model Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 238000010223 real-time analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/10—Office automation; Time management
- G06Q10/103—Workflow collaboration or project management
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
- G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
- G06F16/25—Integrating or interfacing systems involving database management systems
- G06F16/252—Integrating or interfacing systems involving database management systems between a Database Management System and a front-end application
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
- G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
- G06F16/26—Visual data mining; Browsing structured data
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A10/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
- Y02A10/40—Controlling or monitoring, e.g. of flood or hurricane; Forecasting, e.g. risk assessment or mapping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Economics (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Marketing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
Abstract
本发明提供一种基于数字孪生的水库安全生命周期管理系统，包括数据采集模块、数据支撑模块、数据处理模块、应用支撑模块、应用模块和可视化模块；所述数据采集模块用于实时获取监测数据；所述数据支撑模块包括数据管理系统、数据管理设备和数据库，为传输、储存、使用数据提供软、硬件支撑；所述数据处理模块用于处理数据并建立数据与模型的映射；所述应用支撑模块为应用提供运行支撑；所述应用模块用于提供各项业务应用服务；所述可视化模块用于展示数据库内的模型、数据和图表。本发明能对水库各项数据进行采集、分析和处理，以实现对水库进行全要素监控和管理。
Description
技术领域
本发明涉及水利工程管理技术领域，具体涉及一种基于数字孪生的水库安全生命周期管理系统。
背景技术
数字孪生是指利用现实数据和实体模型，集成多学科、多专业知识在数字空间内完成“孪生镜像”、反映现实物理世界运行过程的数字映射系统。
相比于传统的数据库管理系统，数字孪生技术能充分利用实时数据、历史数据、孪生数据以及实体模型，集合多种要素，进行全业务流程、全生命周期的描述与建模，从而能实现管理系统的快速相应和动态展示。
水库大都建有安全监测信息采集及管理系统，可实现数据采集与安全管理，但是，现有的管理系统仅能实现数据查询展示，部分能实现告警统计，不能实现对水库安全的实时分析和诊断预警，不能满足水库安全的精细化管理需求。
近年来，随着物联网、边缘计算、云计算、数字孪生等技术飞速发展并逐步成熟，为水库的精细化管理提供了新途径。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种基于数字孪生的水库安全生命周期管理系统，实现虚实对应的水库运行调度、安全隐患预警处置和全生命周期精细化管理。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种基于数字孪生的水库安全生命周期管理系统，包括数据采集模块、数据支撑模块、数据处理模块、应用支撑模块、应用模块和可视化模块；
所述数据采集模块用于实时获取监测数据；
所述数据支撑模块包括数据管理系统、数据管理设备和数据库，为传输、储存、使用数据提供软、硬件支撑；
所述数据处理模块用于处理数据并建立数据与模型的映射；
所述应用支撑模块为应用提供运行支撑；
所述应用模块用于提供各项业务应用服务；
所述可视化模块用于展示数据库内的模型、数据和图表。
可选或优选地，所述数据采集模块通过IOT技术实时采集监测数据，采集的监测数据包括且不限于气象水文、雨情、水情、视频图像、防洪调度、土壤墒情、工情和水资源。
可选或优选地，所述数据管理系统包括数据储存系统、数据传输系统、数据安全系统；所述数据管理设备包括服务器设备、网络通讯设备和安全基础设施；所述数据库包括资源数据库、分析数据库和模型数据库。
可选或优选地，所述数据处理模块将数据采集模块上传的数据与数据支撑模块内的预设模型转换融合为三维BIM模型，并为各个三维BIM模型之间建立全要素映射和实时交互，实现数字孪生。
可选或优选地，所述三维BIM模型包括以BIM数据建立的场景和建筑模型；所述数据支撑模块采用TiDB、openGauss、GBase或达梦数据库实现空间数据、BIM数据和属性数据的存储与管理。
可选或优选地，所述数据处理模块基于Hadoop分布式计算框架，搭建计算模型云，将演算结果存储到数据支撑模块中。
可选或优选地，所述应用支撑模块包括用户管理系统、配置管理系统、任务管理系统、运维管理系统和报表管理系统。
可选或优选地，所述应用模块包括水雨情监测系统、水资源管理系统、防洪调度系统、灌溉管理系统中的一个或多个。
基于上述技术方案，本发明提供的基于数字孪生的水库安全生命周期管理系统的有益效果包括：
(1)本发明能对水库各项数据进行采集、分析和处理，以实现对运维状态、设备安全、经济效益等各个方面进行管理和优化；
(2)本发明能够整合多源数据，利用多源异种数据构建模型之间，建立模型与现实世界的动态映射，实现数字孪生；实现预演功能，优化水库管理。如可预演水库不同工况下，不同调度方案下的设施、人员安排与调配，模拟预测大坝的运行状态是否安全可靠；
(3)本发明提供的可视化模块能够提供可视化场景展示，并实现现实世界与数据模型的动态映射，使决策人员能够直观、高效率的对水库状态做出判断；
(4)本发明的水库安全生命周期管理系统为模块化式搭建，便于后续进一步开发、拓展和优化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明的系统架构图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面将结合本发明实施例中的附图，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作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。
实施例1：
本实施例提供了一种基于数字孪生的水库安全生命周期管理系统，如图1所示，包括数据采集模块、数据支撑模块、数据处理模块、应用支撑模块、应用模块和可视化模块；
所述数据采集模块通过IOT技术实时采集监测数据，将采集的数据传输至数据支撑模块中；
在本实施例中，采集的监测数据包括气象水文、雨情、水情、视频图像、防洪调度、土壤墒情、工情和水资源。采集方式包括传感设备数据传输和与各单位数据通信采集。
所述数据支撑模块包括数据管理系统、数据管理设备和数据库，为传输、储存、使用数据提供软、硬件支撑；
进一步地，所述数据管理系统包括数据储存系统、数据传输系统、数据安全系统；所述数据管理设备包括服务器设备、网络通讯设备和安全基础设施；所述数据库按数据类型分为资源数据库、分析数据库、调度规则库和模型数据库；每类数据库均再按数据源划分不同数据库。
所述数据处理模块用于处理数据并建立数据与模型的映射；
进一步地，所述数据处理模块基于Hadoop分布式计算框架，搭建计算模型云，将演算结果存储到数据支撑模块中，将数据采集模块上传的数据与数据支撑模块内的预设模型转换融合为三维BIM模型，并为各个三维BIM模型之间建立全要素映射和实时交互，实现数字孪生。
进一步地，所述三维BIM模型包括以BIM数据建立的场景和建筑模型；所述数据支撑模块采用TiDB、openGauss、GBase或达梦数据库实现空间数据、BIM数据和属性数据的存储与管理。
本实施例中，所述应用支撑模块为应用提供运行支撑；
进一步地，所述应用支撑模块包括用户管理系统、配置管理系统、任务管理系统、运维管理系统和报表管理系统。
本实施例中，所述应用模块用于提供各项业务应用服务；
进一步地，所述应用模块包括水雨情监测系统、水资源管理系统、防洪调度系统、灌溉管理系统中的一个或多个。
本实施例中，所述可视化模块用于展示数据库内的模型、数据和图表。
进一步地，所述可视化模块的展示端包括Web应用系统和移动应用APP。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于数字孪生的水库安全生命周期管理系统，其特征在于，包括：
数据采集模块、数据支撑模块、数据处理模块、应用支撑模块、应用模块和可视化模块；
所述数据采集模块用于实时获取监测数据；
所述数据支撑模块包括数据管理系统、数据管理设备和数据库，为传输、储存、使用数据提供软、硬件支撑；
所述数据处理模块用于处理数据并建立数据与模型的映射；
所述应用支撑模块为应用提供运行支撑；
所述应用模块用于提供各项业务应用服务；
所述可视化模块用于展示数据库内的模型、数据和图表。
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的水库安全生命周期管理系统，其特征在于：所述数据采集模块通过IOT技术实时采集监测数据，采集的监测数据包括且不限于气象水文、雨情、水情、视频图像、防洪调度、土壤墒情、工情和水资源。
3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的水库安全生命周期管理系统，其特征在于：所述数据管理系统包括数据储存系统、数据传输系统、数据安全系统；所述数据管理设备包括服务器设备、网络通讯设备和安全基础设施；所述数据库包括资源数据库、分析数据库和模型数据库。
4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的水库安全生命周期管理系统，其特征在于：所述数据处理模块将数据采集模块上传的数据与数据支撑模块内的预设模型转换融合为三维BIM模型，并为各个三维BIM模型之间建立全要素映射和实时交互，实现数字孪生。
5.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生的水库安全生命周期管理系统，其特征在于：所述三维BIM模型包括以BIM数据建立的场景和建筑模型；所述数据支撑模块采用TiDB、openGauss、GBase或达梦数据库实现空间数据、BIM数据和属性数据的存储与管理。
6.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生的水库安全生命周期管理系统，其特征在于：所述数据处理模块基于Hadoop分布式计算框架，搭建计算模型云，将演算结果存储到数据支撑模块中。
7.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的水库安全生命周期管理系统，其特征在于：所述应用支撑模块包括用户管理系统、配置管理系统、任务管理系统、运维管理系统和报表管理系统。
8.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的水库安全生命周期管理系统，其特征在于：所述应用模块包括水雨情监测系统、水资源管理系统、防洪调度系统、灌溉管理系统中的一个或多个。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310344351.3A CN116362689A (zh) | 2023-04-03 | 2023-04-03 | 一种基于数字孪生的水库安全生命周期管理系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310344351.3A CN116362689A (zh) | 2023-04-03 | 2023-04-03 | 一种基于数字孪生的水库安全生命周期管理系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116362689A true CN116362689A (zh) | 2023-06-30 |
Family
ID=86937119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310344351.3A Pending CN116362689A (zh) | 2023-04-03 | 2023-04-03 | 一种基于数字孪生的水库安全生命周期管理系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116362689A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117172410A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-12-05 | 西南交通大学 | 一种产品服务全生命周期价值链优化系统及方法 |
-
2023
- 2023-04-03 CN CN202310344351.3A patent/CN116362689A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117172410A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-12-05 | 西南交通大学 | 一种产品服务全生命周期价值链优化系统及方法 |
| CN117172410B (zh) * | 2023-09-04 | 2024-03-08 | 西南交通大学 | 一种产品服务全生命周期价值链优化系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103532744B (zh) | 一种智能电网信息通信一体化支撑平台 | |
| CN106131108B (zh) | 工业物联网云平台智能采集器及工业物联网云服务系统 | |
| CN111614785B (zh) | 一种基于微容器云的边缘ai计算集群 | |
| CN108681288A (zh) | 一种基于云平台的远程运维系统 | |
| CN106598000B (zh) | 一种生产调度与安全管控系统 | |
| CN112770088A (zh) | 一种ai视频联动感知监控系统 | |
| CN116362689A (zh) | 一种基于数字孪生的水库安全生命周期管理系统 | |
| CN115034638A (zh) | 数字孪生处理方法及数字孪生系统 | |
| CN109446290A (zh) | 一种智能三维虚拟可视化气象装备综合保障方法 | |
| CN111260506A (zh) | 建筑工程物联网信息管理系统 | |
| CN103517035A (zh) | 一种智能园区安防全景监控系统与方法 | |
| CN114143220A (zh) | 实时数据可视化平台 | |
| CN207264446U (zh) | 一种桥梁施工监控系统 | |
| CN113516331A (zh) | 一种建筑数据处理方法及装置 | |
| CN110809052A (zh) | 一种基于公有云的水利工程管理系统和方法 | |
| CN116028295A (zh) | 设备监控方法、网管系统、存储介质 | |
| CN204389937U (zh) | 交通设备全过程运营监控装置 | |
| CN111754001A (zh) | 展示三维巡检数据的方法和智能巡检系统 | |
| CN116882145A (zh) | 数字孪生推演模拟系统 | |
| CN110647070A (zh) | 一种用于超大规模数据中心的动力环境监控系统 | |
| Liu et al. | Application and study of internet of things used in rural water conservancy project | |
| CN109240250A (zh) | 一种水处理监管系统和方法 | |
| CN113985757A (zh) | 一种基于bs架构的水务数字化监管系统 | |
| CN113570476A (zh) | 基于自定义告警规则的电网监控系统容器服务监控方法 | |
| CN112084350A (zh) | 一种基于5g网络的大数据管理系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |