智慧水务|数字孪生技术为自来水厂装上“智慧大脑”

数字孪生技术详解

简单来说，就是可视化技术结合视频融合、BIM、5G、物联网、云计算及大数据等先进技术，围绕水质达标、安全生产、高效节能等生产、运营和管理目标，搭建了集自来水厂区建筑及生产设备、管线等设施的三维场景，将水厂实时运行信息、日常管理信息进行智慧管控，确保其科学、高效、安全、智慧运行。

水厂水务升级痛点
1.信息孤岛，统筹困难：水厂建筑、生产设备、管路系统等数据各自独立，直接妨碍水厂的统筹管理、生产排班、水质监测。缺少统一的管理和工作平台。

2.资产复杂不直观：现场设备众多、管线密集，无法自动生成设备物料清单，导致运行状态和性能难监测，且地下隐蔽工程缺少有效展示手段。

3.告警分散，排查慢：视频监控、门禁等各告警系统信息分散，当水厂运营出现故障告警时，缺少告警联动机制和分析工具，导致无法快速定位至报警点，在出现无效报警时，也无法快速排除，浪费人力。

4.巡检运维效率低：目前大部分水厂采用的都是人工巡检方式，巡检压力大，且当出现故障时，无法把水厂各个系统数据进行链串起来，导致维护不全面且无法提前预防突发事件。

超维智慧水务数字孪生技术应用
结合用户的深度业务逻辑与三维可视化技术，超维机器人为各领域用户提供全产业链的数字孪生一站式解决方案。并通过自主研发的AIoT联合巡检平台为数据赋能，驱动“智能+”在各个细分领域的渗透，助力企业获取实时运营情况并快速形成决策，实现智能化转型。

方案概述

数据融合 交互联动

数字孪生可视化系统对接生产业务数据、水质监测数据、物联感知数据等多维实时动态数据，实现数据整合、交互联动可视、打破信息孤岛，为水厂决策、巡检、应急、能源监测场景提供直观的数据支撑。

正本溯源 降低成本

通过3D可视化技术直观展现水厂各站点整体建设架构及供水设备运作情况。在水厂的运作过程中，可查看实时数据及历史数据曲线，当设备发生异常时，系统自动监测并报警，迅速定位到异常点。有利于集中指挥调度、降低人力成本。

统筹全局 智慧运维

基于BIM和数字孪生技术，对水厂跨区域、多站点设备进行分布管理。结合视频监控及数据分析，可实时监控分析水厂耗能指标，在智慧调度、设备自控仿真的基础上，实现对整体运维过程的智能化管理。

解决方案
1.实时监测与数据分析：数字孪生技术通过建立真实环境的虚拟模型，实时监测自来水厂各个关键点的运行状况。这包括水质、水压、设备状态等。通过数据分析，运营人员可以快速识别潜在问题，并采取即时措施。
2. 运行优化与效率提升：数字孪生技术通过模拟水厂系统，帮助运营人员优化运行策略。这可包括管网优化、设备调整等，以提高自来水厂的整体效率，减少能耗，并确保稳定的水源供应。
3. 设备维护与预测性维护：数字孪生技术结合传感器数据，提供对设备状态的准确评估。通过分析数字孪生模型，运营人员可以实施预测性维护，避免设备突发故障，延长设备寿命，降低维护成本。

4.安全管理与紧急响应：数字孪生技术允许实时监测水质及设备运行，有助于快速识别异常情况。在紧急情况下，运营人员可以迅速采取措施，包括远程关闭阀门、调整水质处理参数等，以确保公共安全。

5.培训与模拟：利用数字孪生技术，自来水厂人员可以进行模拟演练，提高应对紧急情况的能力。此外，数字孪生技术还可用于培训新员工，帮助他们更好地理解自来水厂的运作和管理。

超维智能巡检机器人应用

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室内轮式巡检机器人用于对配电房及氯库的巡检工作，整合Yolo,RepVGG,HRnet 等先进模型打造了深度学习算法，精准有效对防爆杠压力表，电动阀，氯库探头数字仪表等进行识别。检测结果及时上传至机器人集中管理平台，数据可视化。机器人搭载的高清红外相机，可对液氯储存区加热带及氯罐的罐体，阀门进行测温，实时检测结果及时上传至机器人集中管理平台。

机器人搭载的高清红外相机，可对液氯储存区加热带及氯罐的罐体，阀门进行测温，实时检测结果及时上传至机器人集中管理平台。

机器人还可以对用户资产进行二维码盘点，并生成资产盘点报表，方便用户进行资产管理。

室内轨道巡检机器人主要针对加氯机进行设备巡检，基于深度学习的视觉识别技术，轨道机器人可对加氯机的数字仪表，单指针双量压力表漏氯报警仪表进行监测，检测结果及时上报，出现异常及时告警。高清红外相机对加氯机管道进行实时测温，实现对加氯设备，环境的自动诊断和预警，机器人巡检结果实时上传至超维自主研发的AIoT巡检平台。

随着科技的飞速发展，数字孪生技术逐渐成为各个行业的热门话题。在自来水厂这个关系到千家万户生活的关键领域，数字孪生技术与巡检机器人的结合正引领着一场技术革命。这一新时代的发展纲领，将数字孪生技术和水利新型基础设施建设巧妙融合。随着国家十四五规划的实施，我们有信心迎接新的机遇，共同开创数字时代下我国科技与基础设施发展的新篇章。