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始建于20世紀(jì)70年代末的九龍江北溪水閘，是福建省九龍江流域最大的供水樞紐，承擔(dān)著防洪、排澇、灌溉等重要任務(wù)，為廈門、漳州兩地供水安全提供有力支撐。

近年來(lái)，隨著數(shù)字技術(shù)飛速發(fā)展，原有水閘已不能滿足日益增長(zhǎng)的供水保障、防洪安全和數(shù)字管護(hù)等發(fā)展需要，水閘安全管理迎來(lái)新變革。2024年，九龍江北溪水閘改建工程作為閩西南水資源配置工程重要組成部分，正式開(kāi)工。

據(jù)了解，工程總投資13億元左右，工期46個(gè)月，按照“需求牽引、應(yīng)用至上、數(shù)字賦能、提升能力”的設(shè)計(jì)要求，融合數(shù)字孿生工程建設(shè)新需求，擬通過(guò)建設(shè)一個(gè)平臺(tái)、一個(gè)數(shù)據(jù)底板、三類模型庫(kù)、五大業(yè)務(wù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)北溪水閘施工與運(yùn)行管理升級(jí)，增強(qiáng)運(yùn)行管理信息化與智能決策能力，確保閩西南協(xié)同發(fā)展區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展。

水閘工程管理保障數(shù)字化。九龍江北溪水閘施工期積極構(gòu)建數(shù)字孿生綜合管理體系，打造項(xiàng)目管理、智慧工地與數(shù)字化交付三大模塊。該體系以稽查與督查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題為導(dǎo)向，以工程結(jié)構(gòu)分解為紐帶，深度聚焦質(zhì)量驗(yàn)評(píng)與工程計(jì)量支付兩大智能管控核心業(yè)務(wù)，可實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目參建單位的無(wú)紙化協(xié)同辦公，顯著提升工程管理效能。同時(shí)依托BIM（建筑信息模型）+GIS（地理信息系統(tǒng)）三維可視化場(chǎng)景，構(gòu)建工程對(duì)象管理中樞，將設(shè)計(jì)、施工、采購(gòu)、試運(yùn)行等全周期數(shù)據(jù)深度融合。在實(shí)際運(yùn)用中，深入提煉工程項(xiàng)目中各類設(shè)備設(shè)施資產(chǎn)及信息之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，并對(duì)各類數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分類、收集與整理，最終實(shí)現(xiàn)實(shí)體工程與“數(shù)字孿生體”同步交付，為工程運(yùn)行期資產(chǎn)精細(xì)化管控奠定堅(jiān)實(shí)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

水閘結(jié)構(gòu)安全防控智能化?；诒毕l數(shù)字孿生平臺(tái)，從實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、智能評(píng)估到應(yīng)急處置，建立水閘結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險(xiǎn)全流程智慧管理場(chǎng)景。該平臺(tái)覆蓋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)、異常告警觸發(fā)、風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)推演、應(yīng)急方案預(yù)演、安全閉環(huán)反饋等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，形成了一個(gè)完整的安全管理鏈條。其智能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)主要是通過(guò)三維可視化映射技術(shù)、多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)、智能算法分析等一系列先進(jìn)技術(shù)協(xié)同，實(shí)現(xiàn)對(duì)水閘安全狀態(tài)的實(shí)時(shí)感知，并對(duì)可能出現(xiàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，推動(dòng)水閘安全管理從被動(dòng)響應(yīng)向主動(dòng)防御轉(zhuǎn)型升級(jí)，為水利工程安全運(yùn)行筑牢屏障。

金屬結(jié)構(gòu)安全保障精細(xì)化。金屬結(jié)構(gòu)數(shù)字孿生系統(tǒng)為水閘改建工程中的閘門、啟閉機(jī)等金屬結(jié)構(gòu)打造了一套集實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、智能分析于一體的智慧化管理體系。系統(tǒng)通過(guò)多源傳感器實(shí)時(shí)采集應(yīng)力、振動(dòng)、液壓壓力等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，結(jié)合動(dòng)態(tài)閾值預(yù)警機(jī)制，以結(jié)構(gòu)示意圖、趨勢(shì)曲線、頻譜分析等多維度可視化手段監(jiān)測(cè)異常情況，并及時(shí)將故障信息精準(zhǔn)推送至相關(guān)負(fù)責(zé)人員。系統(tǒng)內(nèi)置的知識(shí)庫(kù)與專家系統(tǒng)宛如經(jīng)驗(yàn)豐富的“診斷醫(yī)生”，能夠診斷故障類型并提供切實(shí)可行的維修建議。此外，借助平臺(tái)的分析模型、模糊理論及機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，系統(tǒng)會(huì)對(duì)設(shè)備健康狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)估，預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)并科學(xué)劃分安全可靠度。在調(diào)度運(yùn)行環(huán)節(jié)，基于水文數(shù)據(jù)與設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)，全流程模擬上級(jí)調(diào)度指令接收與執(zhí)行過(guò)程，涵蓋調(diào)令接收、工程安全確認(rèn)、閘門運(yùn)行方案計(jì)算、閘門啟閉操作、反饋閘門調(diào)整報(bào)告以及工程運(yùn)行智能監(jiān)控等多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，動(dòng)態(tài)預(yù)演不同工況下的閘門應(yīng)力應(yīng)變情況，實(shí)時(shí)生成閘門開(kāi)度方案，保障泄洪安全高效。

數(shù)字孿生水利是培育發(fā)展水利新質(zhì)生產(chǎn)力的重要標(biāo)志，是推動(dòng)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的重要路徑。目前，數(shù)字孿生北溪水閘已完成基于項(xiàng)目管理、智慧工地與數(shù)字化交付三大模塊的施工期數(shù)字孿生綜合管理體系構(gòu)建，后續(xù)將繼續(xù)按照規(guī)劃完善運(yùn)維期數(shù)字孿生平臺(tái)，力求在關(guān)鍵技術(shù)突破、模式創(chuàng)新上取得顯著進(jìn)展，探索并總結(jié)出可復(fù)制、可推廣的數(shù)字孿生水利工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。