博雅工道：融合水下機器人與數字孿生技術，為水利工程帶來智能化革新
數字孿生水利工程
數字孿生水利工程是一種新興的水利工程管理技術，利用云計算、人工智能等信息技術，采集全量數據，開展智能化模擬和可視化展示，把江河湖庫的水體運動、水網管理、工程調度等裝進數字空間，更加直觀地做到超前模擬推演、仿真分析，進而優化防汛調度、工程建設、水資源管理等工作。
數字孿生水利工程讓治水用水護水有了“智慧大腦”，為水利決策管理提供了前瞻性、科學性、精準性、安全性支持。提高預報、預警、預演、預案“四預”能力是水利工作的難點所在，而這也是構建數字孿生模型的主要任務。
■ 數字孿生小浪底（圖源：小浪底管理中心）
數據是數字孿生的基石
數字孿生是一項綜合性技術，數據是基礎，模型是核心，平臺或軟件是載體。所以獲取數據的傳感技術、監測技術以及數據的傳輸技術、存儲技術、融合技術、處理技術，都是數字孿生的基礎性技術。
■ 數字孿生的技術架構
“十四五”智慧水利建設總體目標提出要建成七大江河數字孿生流域。完善數據底板——智慧水利的“算據”是其中重要的一環。在全國水利一張圖的基礎上，要通過完善時空多尺度數據映射，擴展三維展示、數據融合、分析計算、動態場景等功能，形成基礎數據統一、監測數據匯集、二三維一體化、跨層級、跨業務的數據底板。
■ 數字孿生流域數據底板搭建
水下機器人
水下機器人在數字孿生水利平臺搭建過程中扮演著重要的角色。在數字孿生水利的初步構建階段，水下機器人能夠深入水下環境，實時采集各種關鍵數據，如水下地形地貌、水流速度、水質參數等。這些數據是數字孿生模型構建的基礎，它們能夠幫助工程師們更準確地模擬和預測水利系統的運行狀態。
■ 水下機器人采集的數據圖像
在數字孿生系統的運行過程中，水下機器人也發揮著重要的輔助作用。水下機器人具備高度的靈活性和適應性，它們可以快速到達問題點進行驗證，比如精準定位水下的堵點漏點，為處置管涌、滲漏險情提供及時的技術支撐。此外，水下機器人還可以用于勘察大壩、水閘、橋墩等重要水利設施的結構情況，確保這些設施的安全運行。
■ 博雅工道水下機器人 R-45
自2021年水利部首次提出“數字孿生流域”概念，到2023年發布數字孿生水利建設典型案例名錄，我國數字孿生水利建設已經初具規模。
數字孿生水利工程是一項技術密集、人才密集、資金密集的創新工程，實現高質量推進任重道遠，我們希望在未來水下機器人能夠繼續發揮更大的作用，推動數字孿生水利建設邁向新的高度。
