水工程联合调度知识图谱构建与应用研究

1

作者 黄艳 王权森 +3 位作者 卢程伟 关雄 郑浩 周涛 《人民长江》 北大核心 2024年第9期1-9,共9页

为了将水工程调度与新一代信息技术进行深度融合,立足流域水工程调度业务需求,按照知识建模、知识抽取、知识存储以及知识应用的总体思路,提出了合理可行的水工程联合调度知识图谱构建与应用总体技术方案,以及场景驱动的水工程联合调度... 为了将水工程调度与新一代信息技术进行深度融合,立足流域水工程调度业务需求,按照知识建模、知识抽取、知识存储以及知识应用的总体思路,提出了合理可行的水工程联合调度知识图谱构建与应用总体技术方案,以及场景驱动的水工程联合调度本体构建方法。具体阐述了结构化、非结构化信息挖掘与知识抽取技术以及基于Neo4j图数据库的知识索引与可视化,并从防洪调度、水资源调配两个方面探索知识图谱的应用实例与发展方向。研究初步实现了调度知识图谱构建全流程贯通,可为知识图谱在水工程联合调度领域的进一步发展与应用提供借鉴。 展开更多

关键词 水工程联合调度 知识图谱 本体构建 防洪调度 水资源调配

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基于神经网络的遥感图像变化检测系统

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作者 王祥 张志鑫 +3 位作者 牟浩东 刘天航 张玉松 张玉柱 《人民长江》 北大核心 2024年第9期230-237,共8页

变化检测是计算机视觉领域极具研究价值的技术分支。为提高长江沿岸生产建设活动的监管效率,以影像配准为基础,结合自注意力与特征信息提取,提出了长江沿岸建筑物变化检测系统。该系统集影像处理、影像配准、变化检测为一体,实现了全流... 变化检测是计算机视觉领域极具研究价值的技术分支。为提高长江沿岸生产建设活动的监管效率,以影像配准为基础,结合自注意力与特征信息提取,提出了长江沿岸建筑物变化检测系统。该系统集影像处理、影像配准、变化检测为一体,实现了全流程自动化处理的功能。结果表明:①设计的系统在影像配准上将精度误差控制在2个像素内,达到了像素级精度。②该系统在变化检测测试数据集上的F 1值取得了优于75%的结果,证明该系统的精度较高。研究成果也可应用于大型水库岸线保护监测等场景中,提升库区治理管理的效率。 展开更多

关键词 遥感图像 人工智能 影像配准 变化检测 岸线监测

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流域防洪场景可视化仿真优化关键技术

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作者 柳嘉 甘勇 +2 位作者 乔延军 义崇政 张志鑫 《水利水电快报》 2024年第8期118-123,共6页

为满足流域防洪可视化仿真需求,提出了适用于不同尺度下防洪要素表达及其性能优化的关键技术。研究了如何构建大范围的轻量化三维仿真场景,针对宏观、中观、微观多尺度下的不同水系关键要素,提出相应的表达方式与性能优化技术思路,如宏... 为满足流域防洪可视化仿真需求,提出了适用于不同尺度下防洪要素表达及其性能优化的关键技术。研究了如何构建大范围的轻量化三维仿真场景,针对宏观、中观、微观多尺度下的不同水系关键要素,提出相应的表达方式与性能优化技术思路,如宏观下流域海量水系矢量表达内存优化技术,中微观场景下集成一维与二维水文水动力学模型成果的仿真技术,探索了虚拟仿真VR设备与防洪场景的同步联动。通过以上方式实现流域场景下防洪成果的一体化仿真呈现,有助于在防洪工作中快速获得准确直观的决策辅助信息。 展开更多

关键词 流域防洪 可视化仿真 防洪要素 数字孪生

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长江流域取水许可知识图谱问答系统

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作者 曾德晶 张军 +3 位作者 曹卫华 管党根 许婧 黎育朋 《人民长江》 北大核心 2024年第6期234-239,共6页

随着水资源取水许可领域管理要求的不断提高,传统水资源取水许可信息管理系统难以满足复杂的信息检索需求,制约了水资源精细化管理水平的提升。为了打破系统间信息孤岛,提升取水许可信息检索效率,建立了长江流域取水许可知识图谱,基于... 随着水资源取水许可领域管理要求的不断提高,传统水资源取水许可信息管理系统难以满足复杂的信息检索需求,制约了水资源精细化管理水平的提升。为了打破系统间信息孤岛,提升取水许可信息检索效率,建立了长江流域取水许可知识图谱,基于大规模预训练语言模型提出了包含实体提及识别、实体链接、关系匹配等功能的知识图谱问答流水线方法,结合取水许可领域数据特点采用BM25算法进行候选实体排序,构建了长江流域取水许可知识图谱问答系统,并基于BS架构开发了Web客户端。实验表明:该系统在测试集上达到了90.37%的准确率,可支撑长江流域取水许可领域检索需求。 展开更多

关键词 取水许可 知识图谱 预训练语言模型 问答系统 水资源 长江流域

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数字孪生水利专业模型平台构建关键技术及应用

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作者 罗斌 周超 张振东 《人民长江》 北大核心 2024年第6期227-233,共7页

专业模型平台是数字孪生水利的核心建设内容之一。目前水利行业较多关注于专业模型理论与算法建设,模型组织管理与业务编辑运用能力较弱,不能支撑专业数据信息-模型运算-业务分析的数字孪生模拟流程全过程管理。因此,研究支撑数字孪生... 专业模型平台是数字孪生水利的核心建设内容之一。目前水利行业较多关注于专业模型理论与算法建设,模型组织管理与业务编辑运用能力较弱,不能支撑专业数据信息-模型运算-业务分析的数字孪生模拟流程全过程管理。因此,研究支撑数字孪生系统的水利专业模型平台具有重要意义。依据目标导向-框架设计思路,提出了专业模型平台的架构与功能,通过边界组织层、通用模型层、模型管理层、模型组装层、业务编排层的协同运行,实现水利计算业务的动态可视建模、孪生模拟分析。该模型平台有效支撑了三峡智慧流域运行管理工作平台的综合调度管理系统建设和运行,可为数字孪生模型平台的建设提供技术支撑与推广参考。 展开更多

关键词 智慧水利 数字孪生 模型平台 通用模型 模型编排

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江-湖-蓄滞洪区聚合调洪演算模型研究与应用

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作者 陈瑜彬 张涛 +1 位作者 童冰星 许银山 《人民长江》 北大核心 2024年第9期60-65,70,共7页

为提高纳入蓄滞洪区的河道洪水模拟精度和效率,更大限度发挥蓄滞洪区的综合利用效益,建立了以大湖模型为基础的江-湖-蓄滞洪区聚合调洪演算模型,提出考虑蓄滞洪区运用影响的洪水模拟方案。以鄱阳湖区2020年实际来水作为边界条件,以2020... 为提高纳入蓄滞洪区的河道洪水模拟精度和效率,更大限度发挥蓄滞洪区的综合利用效益,建立了以大湖模型为基础的江-湖-蓄滞洪区聚合调洪演算模型,提出考虑蓄滞洪区运用影响的洪水模拟方案。以鄱阳湖区2020年实际来水作为边界条件,以2020年7月1日为起始时刻开展单退圩堤启用与否工况下的洪水实时调度模拟。模拟结果表明:构建的江-湖-蓄滞洪区聚合调洪演算模型可以合理快速地模拟蓄滞洪区启用时的鄱阳湖水位变化过程。鄱阳湖区单退圩堤启用分洪效果显著,能够降低湖区水位0.2~0.3 m,模拟结果与实际过程相近,如不分洪,湖口站最高水位将超过保证水位。研究成果可为蓄滞洪区调度和水旱灾害防御提供更精确的水文信息支持。 展开更多

关键词 蓄滞洪区 单退圩堤 调洪演算 大湖演算模型 鄱阳湖

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数字孪生丹江口工程突发水污染事故模型研发与应用

7

作者 白凤朋 程靖华 +3 位作者 辛小康 黄玄敏 张伊 李晓飞 《水利信息化》 2024年第4期7-12,共6页

针对丹江口水库水域面积广、库岸线长、污染来源分散且类型多的特点,基于有限体积方法自主研发丹江口水库二维水动力水质机理模型,基于拉格朗日粒子追踪方法自主研发丹江口水库二维“油粒子”随机模型。通过机理模型和随机模型相结合,... 针对丹江口水库水域面积广、库岸线长、污染来源分散且类型多的特点,基于有限体积方法自主研发丹江口水库二维水动力水质机理模型,基于拉格朗日粒子追踪方法自主研发丹江口水库二维“油粒子”随机模型。通过机理模型和随机模型相结合,实现丹江口水库任意位置、不同污染类型和排放方式情景的突发水污染场景的快速构建,模拟库区水流运动及污染物输移扩散过程,实时输出污染团前锋运动轨迹、距陶岔里程及预计到达时间等。基于“云境”数字孪生模拟仿真平台实现计算结果的可视化展示,并在丹江口水库多次水污染事故应急处置工作中成功应用,为南水北调中线水源工程应对突发水污染事故和保障水质安全提供有力技术支撑。 展开更多

关键词 数字孪生 突发水污染事故 水动力水质机理模型 “油粒子”随机模型 丹江口水库

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交汇角和流量比对干支流交汇区水流结构影响模拟研究

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作者 吴菲 刘瑞芬 +1 位作者 白凤朋 尹炜 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第4期15-23,共9页

弱混合条件下下干流对支流入汇区水流结构影响显著,支流入汇区水流特性复杂,弄清支流入汇区水动力特性对河流的生态修复、水环境治理等问题具有重要意义。研究采用物理模型和数值模拟结合的方法,构建并验证明渠干支流交汇RNG k-ε紊流模... 弱混合条件下下干流对支流入汇区水流结构影响显著,支流入汇区水流特性复杂,弄清支流入汇区水动力特性对河流的生态修复、水环境治理等问题具有重要意义。研究采用物理模型和数值模拟结合的方法,构建并验证明渠干支流交汇RNG k-ε紊流模型,根据不同交汇角弱混合多种汇流比工况计算结果,详细分析了交汇角和汇流比的变化对支流入汇区流速分布特性和环流结构的影响,并计算分析得出不同交汇角支流入汇区发生回流汇流比的临界值。结果表明:干支流交汇弱混合条件下,干流对支流入汇区水流结构影响显著。支流水流在入汇区在右岸出现回流形成回流区,并右岸壁面处形成最大回流流速区;支流入汇区表中层形成大尺度的横向涡结构,出现了明显回流区和环流结构,环流结构尺度随着汇流比的增大而减小,与交汇角的相关关系表现为150°大于30°大于90°;纵向涡量峰值与汇流比均呈负相关关系,汇流比越大,涡量峰值越小;交汇角30°、90°和150°支流入汇区发生回流,出现环流结构的汇流比γ临界值分别为0.013、0.011、0.031。 展开更多

关键词 干支流交汇 弱混合 数值计算 水动力特性

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工程安全综合评价模型研究及数字孪生应用

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作者 牛广利 胡雨新 +2 位作者 胡蕾 李天旸 方豪文 《人民长江》 北大核心 2024年第4期239-243,261,共6页

工程安全综合评价是实现工程安全“四预”的核心和关键,然而传统方法存在着难以全面、可靠、实时获取工程安全状态的问题。结合数字孪生水利工程建设,开展工程安全综合评价模型研究工作,提出了工程安全综合评价的总体技术路线,通过构建... 工程安全综合评价是实现工程安全“四预”的核心和关键,然而传统方法存在着难以全面、可靠、实时获取工程安全状态的问题。结合数字孪生水利工程建设,开展工程安全综合评价模型研究工作,提出了工程安全综合评价的总体技术路线,通过构建工程安全综合评价体系,制定了测点评判规则和逐级评判规则,通过融合安全监测数据、结构计算成果和巡视检查信息,综合判别工程安全运行性态;同时基于数字孪生平台框架,集成开发了工程安全综合评价功能模块。目前,研究成果已在数字孪生丹江口工程中实现了初步应用,模型评价结果合理,功能集成方案可行,可为同类数字孪生水利工程建设提供参考。 展开更多

关键词 工程安全 综合评价模型 数字孪生 丹江口水利枢纽

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面向数字孪生的水利专业模型构建关键技术

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作者 唐海华 黄瑶 +1 位作者 张振东 冯快乐 《人民长江》 北大核心 2024年第3期1-5,20,共6页

水利专业模型是在数字孪生平台中用于准确刻画各类业务孪生过程的关键手段,但现有模型大多针对局部技术点提出,技术路线较为分散,缺乏一套水利专业模型的完整技术体系。立足水利数字孪生建设对水利专业模型的构建、开发与应用需求,提出... 水利专业模型是在数字孪生平台中用于准确刻画各类业务孪生过程的关键手段,但现有模型大多针对局部技术点提出,技术路线较为分散,缺乏一套水利专业模型的完整技术体系。立足水利数字孪生建设对水利专业模型的构建、开发与应用需求,提出了水利专业模型的细粒度分解、嵌套复用、组装编排等分层构建技术,基于微服务的封装发布技术,以及面向孪生场景的业务支撑技术。研究成果可为水利数字孪生平台的模型库建设、应用及全生命周期管理提供可行途径和经验借鉴。 展开更多

关键词 水利专业模型 数字孪生 业务孪生 封装发布 智慧水利

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数字孪生技术在引江补汉工程全生命期的应用探讨 被引量：1

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作者 雷畅 宋志忠 +2 位作者 罗斌 卞小草 杜华冬 《水利信息化》 2023年第6期13-17,共5页

针对深埋长大隧洞工程全生命期数字孪生建设研究较少的现状,以引江补汉工程为例,构建信息化基础设施、数字孪生平台、业务应用,以及网络安全、保障体系“三横两纵”的全生命期数字孪生引江补汉工程总体架构,探讨多源异构数据融合治理、... 针对深埋长大隧洞工程全生命期数字孪生建设研究较少的现状,以引江补汉工程为例,构建信息化基础设施、数字孪生平台、业务应用,以及网络安全、保障体系“三横两纵”的全生命期数字孪生引江补汉工程总体架构,探讨多源异构数据融合治理、BIM模型动态更新与场景加载、多场景多目标嵌套模拟仿真等技术难点与解决思路,设计以提升不良地质风险识别与管控、隧洞动态支护、施工仿真与资源配置优化、工程安全分析预警“四预”能力为核心的工程全生命期孪生应用场景与功能,指导后续项目实施,并为类似工程提供借鉴。 展开更多

关键词 数字孪生工程 引江补汉工程 全生命期 四预

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长江流域取用水一户一档信息化监管体系研究与应用 被引量：1

12

作者 许婧 刘道伟 +1 位作者 曾德晶 刘颖 《低碳世界》 2023年第11期127-129,共3页

为满足长江流域在取用水监管、水资源节约等方面的管理需求,借助大数据、空间信息、移动终端等新兴技术和理念,开展了流域取用水一户一档信息化监管体系的研究与应用。这一体系旨在全面管控长江流域的取用水情况,为水资源管理决策提供... 为满足长江流域在取用水监管、水资源节约等方面的管理需求,借助大数据、空间信息、移动终端等新兴技术和理念,开展了流域取用水一户一档信息化监管体系的研究与应用。这一体系旨在全面管控长江流域的取用水情况,为水资源管理决策提供数据支持,提升长江流域取用水信息化监管水平。 展开更多

关键词 取用水监管 一户一档 长江流域

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青海省水情预警平台的研究与应用

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作者 刘道伟 许婧 +2 位作者 盛巍峰 陈玉梅 刘颖 《低碳世界》 2023年第12期130-132,共3页

及时准确的水情预警信息不仅能为防汛抗旱减灾工作提供支持,还能增强人民群众的防灾减灾意识。为切实做好青海省水情预警发布工作,对水情预警业务进行分析,从智能预判、可视化展示、消息交互、报告生成、归档统计等方面优化业务流程,并... 及时准确的水情预警信息不仅能为防汛抗旱减灾工作提供支持,还能增强人民群众的防灾减灾意识。为切实做好青海省水情预警发布工作,对水情预警业务进行分析,从智能预判、可视化展示、消息交互、报告生成、归档统计等方面优化业务流程,并设计了水情预警平台,以期为相关人员提供参考。 展开更多

关键词 防汛抗旱 水情预警 监测与发布 智能研判

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长江中游荆江河段2020年与1998年洪水对比分析

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作者 魏林云 李强 +1 位作者 魏轩 吴琼 《水利水电快报》 2023年第10期8-13,共6页

为提高荆江河段洪水防御水平,采用2020年、1998年实测洪水资料,从洪峰水位、流量、主要控制站径流量、洪水时段洪量、主汛期水面线等方面,比较分析了长江中游荆江河段2020年洪水与1998年洪水,并研究2020年长江中游荆江河段洪水位成因。... 为提高荆江河段洪水防御水平,采用2020年、1998年实测洪水资料,从洪峰水位、流量、主要控制站径流量、洪水时段洪量、主汛期水面线等方面,比较分析了长江中游荆江河段2020年洪水与1998年洪水,并研究2020年长江中游荆江河段洪水位成因。结果表明:荆江河段2020年洪峰、洪量与最高水位小于1998年。造成2020年荆江河段洪水的主要原因为上游来水量大、荆江三口分流比减小以及洞庭湖顶托影响。长江上游水库群洪水期间,联合调度发挥巨大的作用,有效削减了洪峰、洪量,缩短了高水位时间,提高了抵御洪水的能力。研究成果可为荆江河段防洪减灾、水文测报、江湖治理等工作提供技术支撑。 展开更多

关键词 荆江河段 高洪水位 水面线 水库联合调度 长江上游水库群 2020年洪水 1998年洪水

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