隨著城市化進(jìn)程的加速和人口的不斷增長(zhǎng)，水務(wù)管理面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。運(yùn)行效率和服務(wù)質(zhì)量直接關(guān)系到城市的發(fā)展和居民的生活質(zhì)量。傳統(tǒng)的供水網(wǎng)絡(luò)管理方式已難以滿足現(xiàn)代社會(huì)的需求。水務(wù)數(shù)字孿生技術(shù)的出現(xiàn)，為供水網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化調(diào)度提供了新的思路和方法。
水務(wù)數(shù)字孿生技術(shù)，通過將物理世界的供水網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字世界的虛擬模型相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)供水網(wǎng)絡(luò)全生命周期的模擬、預(yù)測(cè)和優(yōu)化。集成了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能等先進(jìn)技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)收集和分析供水網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，為供水網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化調(diào)度提供科學(xué)、精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。
水務(wù)數(shù)字孿生技術(shù)是一種基于物理模型、傳感器數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等多源信息融合的技術(shù)，通過構(gòu)建與真實(shí)水務(wù)系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的數(shù)字化模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)水務(wù)系統(tǒng)全生命周期的模擬、預(yù)測(cè)和優(yōu)化。集成了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，具有高度集成化、智能化和可視化的特點(diǎn)。水務(wù)數(shù)字孿生技術(shù)為水務(wù)管理提供了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持、科學(xué)的決策依據(jù)和高效的運(yùn)營(yíng)手段，成為推動(dòng)水務(wù)管理向智能化、精細(xì)化方向發(fā)展的重要力量。
在供水網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度中，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性對(duì)優(yōu)化效果至關(guān)重要。水務(wù)數(shù)字孿生技術(shù)通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)采集供水網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括用水量、水壓、水質(zhì)等參數(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、整合和標(biāo)準(zhǔn)化處理，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)，為供水網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化調(diào)度提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
基于數(shù)據(jù)平臺(tái)，水務(wù)數(shù)字孿生技術(shù)可以構(gòu)建供水網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化模型。能夠全面反映供水網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行規(guī)律。通過仿真技術(shù)，可以模擬不同供水方案下的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，評(píng)估供水效率、能耗和管網(wǎng)損耗等指標(biāo)，為供水網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化調(diào)度提供了科學(xué)的決策依據(jù)。
在供水網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度中，優(yōu)化算法的選擇和應(yīng)用是關(guān)鍵。數(shù)字孿生水廠可以結(jié)合線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃等優(yōu)化算法，對(duì)供水網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化?；跈C(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)的優(yōu)化算法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、決策樹等，也可以應(yīng)用于供水網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化調(diào)度中。這些算法能夠自動(dòng)學(xué)習(xí)供水網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行規(guī)律，發(fā)現(xiàn)潛在的優(yōu)化點(diǎn)，并提出優(yōu)化方案。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)不同的需求和場(chǎng)景選擇合適的優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)供水網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化調(diào)度。
依托于自主研發(fā)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)-伏鋰碼云平臺(tái)建設(shè)的智慧水務(wù)孿生系統(tǒng)，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)該城市供水網(wǎng)絡(luò)存在水壓波動(dòng)大、能耗高等問題?；谒畡?wù)數(shù)字孿生技術(shù)，構(gòu)建了供水網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化模型，并應(yīng)用優(yōu)化算法對(duì)供水方案進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化后的供水方案不僅降低了能耗和管網(wǎng)損耗，還提高了供水效率和水質(zhì)穩(wěn)定性。
