雅礱江流域是我國十三大水電能源基地之一，裝機(jī)規(guī)模3000萬千瓦，相當(dāng)于1.5個三峽電站。雅礱江流域水電開發(fā)有限公司負(fù)責(zé)全流域水電開發(fā)和運(yùn)營管理，是實施流域梯級統(tǒng)籌開發(fā)最典型的代表。目前，雅礱江流域已建成擁有世界最高大壩的錦屏一級水電站，擁有世界最大規(guī)模水工隧洞群的錦屏二級水電站等五座下游梯級電站，并在同步推進(jìn)中游梯級電站建設(shè)。
流域水能資源開發(fā)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及的管理面廣，內(nèi)容繁多，需結(jié)合先進(jìn)技術(shù)手段進(jìn)行管理信息化創(chuàng)新。國家“十二五”科技支撐計劃中提出解決“數(shù)字流域”關(guān)鍵技術(shù)，著力于實現(xiàn)水利水電行業(yè)信息化、數(shù)字化、智慧化，對流域內(nèi)水能開發(fā)涉及的自然環(huán)境、工程設(shè)備、生產(chǎn)管理等實現(xiàn)全流域、全業(yè)務(wù)、全層級數(shù)據(jù)一體化集成管理。
雅礱江流域水電開發(fā)有限公司聯(lián)合中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院有限公司、北京超圖軟件股份有限公司、天津大學(xué)共同開展雅礱江流域數(shù)字化平臺建設(shè)及示范應(yīng)用，基于地理信息系統(tǒng)（GIS）、建筑信息模型（BIM）及其他前沿信息采集技術(shù)手段，及時獲取流域氣象/徑流等自然環(huán)境過程、工程設(shè)備設(shè)施運(yùn)行過程、社會經(jīng)濟(jì)及生產(chǎn)管理過程等的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全流域、全業(yè)務(wù)、全層級數(shù)據(jù)一體化集成管理，強(qiáng)化業(yè)務(wù)管控，并在三維地理信息平臺上實現(xiàn)流域環(huán)境及數(shù)據(jù)資源的可視化集成展現(xiàn)與會商決策。
流域水電全生命周期數(shù)字管理平臺架構(gòu)
基礎(chǔ)設(shè)施平臺是流域水電全生命周期數(shù)字管理平臺實施和運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。通過云平臺技術(shù)、計算資源虛擬化技術(shù)及集群技術(shù)等，建設(shè)完整的數(shù)字管理平臺基礎(chǔ)設(shè)施體系。流域水電全生命周期管理數(shù)據(jù)中心是全流域、全業(yè)務(wù)、全層級數(shù)據(jù)資源的集成、共享和交互的核心樞紐。在此基礎(chǔ)上，平臺實現(xiàn)業(yè)務(wù)一體化應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，完善各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的數(shù)字化管理與數(shù)據(jù)應(yīng)用，最終通過全面系統(tǒng)集成、三維可視化技術(shù)，實現(xiàn)綜合展示和決策會商。
平臺架構(gòu)示意圖
基于物聯(lián)網(wǎng)的流域水電全生命周期信息獲取技術(shù)體系
通過研究利用衛(wèi)星、航測、衛(wèi)星定位、無線通信、智能傳感器、射頻識別等智能采集技術(shù)，探索構(gòu)建一套完整的流域水電全生命周期信息獲取技術(shù)體系，實現(xiàn)流域水電工程全生命周期信息采集的實時性、準(zhǔn)確性和高效性。該技術(shù)體系涵蓋流域空間地理信息獲取技術(shù)、流域自然環(huán)境信息獲取技術(shù)、流域水電工程規(guī)劃設(shè)計信息獲取技術(shù)、流域水電工程施工管理信息獲取技術(shù)，以及流域水電工程運(yùn)行維護(hù)信息獲取技術(shù)等。
該技術(shù)體系完成了雅礱江流域地形、影像等高精度空間地理信息數(shù)據(jù)采集、工程設(shè)計信息采集、建設(shè)過程管控數(shù)據(jù)、流域自然環(huán)境、水庫和電站運(yùn)行信息的全面采集。
三維GIS與BIM模型的高效融合與應(yīng)用
項目研發(fā)的BIM模型壓縮技術(shù)與輕量化技術(shù)、海量三維地理信息與精細(xì)化BIM模型的高效融合技術(shù)，可實現(xiàn)對水電站設(shè)計BIM模型的優(yōu)化，以便更好與三維GIS平臺融合和展示，實現(xiàn)TB量級的地理信息數(shù)據(jù)和精細(xì)至設(shè)備零部件的BIM模型高效融合，三維瀏覽響應(yīng)時間短、瀏覽幀率高。
兩河口樞紐工程設(shè)計模型
錦屏一級機(jī)電56萬個三維模型對象
高精度流域DEM數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)（TB級數(shù)據(jù)量）
設(shè)計模型和地形數(shù)據(jù)在平面坐標(biāo)系和地球坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換，可實現(xiàn)模型和地形精確匹配，滿足水電企業(yè)建設(shè)、運(yùn)營、管理對數(shù)據(jù)的精度需求。
模型和地形數(shù)據(jù)的精確匹配效果
服務(wù)于雅礱江流域水電全生命周期管理
雅礱江流域水電全生命周期數(shù)字管理平臺整體技術(shù)已經(jīng)過兩年以上實施應(yīng)用，關(guān)鍵支撐技術(shù)已經(jīng)過3年以上較大規(guī)模的實施應(yīng)用。在雅礱江流域水電全生命周期管理中，特別是圍繞兩河口等水電工程建設(shè)和錦屏一級等梯級水電站運(yùn)行管理，開展了相關(guān)的工程數(shù)字化設(shè)計、工程建設(shè)管理、電力生產(chǎn)管理、梯級優(yōu)化調(diào)度、大壩安全管理、征地移民管理和環(huán)保水保管理等數(shù)字管理平臺系統(tǒng)建設(shè)，實現(xiàn)了雅礱江流域水電管理從傳統(tǒng)模式向信息化、數(shù)字化、智能化方向轉(zhuǎn)變，有效地提升電站建設(shè)和生產(chǎn)管控能力，提高生產(chǎn)效率，降低了設(shè)計成本、建設(shè)成本和經(jīng)營管理成本，為電站安全穩(wěn)定運(yùn)行、梯級水庫優(yōu)化調(diào)度和工程建設(shè)目標(biāo)管控提供了數(shù)字化支撐。同時，將各個水電站按照流域一體化模式搭建管理平臺，為各水電站信息化的建設(shè)節(jié)省了大量重復(fù)投資和建設(shè)周期，帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益。目前項目研發(fā)成果已經(jīng)在雅礱江集控中心等多個部門部署應(yīng)用，受到了用戶的一致好評。
大壩安全監(jiān)測信息查詢
流域水電全生命周期數(shù)字管理平臺率先提出流域水電項目全生命周期、全空間尺度、全業(yè)務(wù)信息數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建和統(tǒng)一編碼方法，以及相應(yīng)的云平臺架構(gòu)、資源集成和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；裝載了流域水電工程管理的信息獲取技術(shù)框架，建設(shè)了雅礱江流域水電全生命周期管理數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)了流域和工程海量、多源、多維度信息全面采集、傳輸、集中存儲和共享應(yīng)用；同時，自主建設(shè)了海量三維地理信息3D-GIS與建筑信息模型（BIM）的高效融合技術(shù)，形成了一套多層次、跨系統(tǒng)、面向流域水電建設(shè)和運(yùn)行管理的應(yīng)用與分析技術(shù)，建立了雅礱江流域三維可視化集成展現(xiàn)與會商平臺。
流域水電全生命周期數(shù)字管理平臺的建設(shè)結(jié)合了雅礱江公司流域綜合管理、工程規(guī)劃設(shè)計、工程建設(shè)實施和電站運(yùn)行管理等流域水電全生命周期管理的實際需求，實現(xiàn)了流域水電管理從傳統(tǒng)模式向信息化、數(shù)字化、智能化、三維可視化方向轉(zhuǎn)變，提升了水電企業(yè)多維度管理水平及決策指揮水平，為后續(xù)類似項目提供了寶貴的經(jīng)驗，對促進(jìn)水電企業(yè)信息化建設(shè)和水電產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了成功案例和有力支撐，推動三維地理信息系統(tǒng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、計算機(jī)虛擬仿真等高新技術(shù)在水電行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展，先后獲得水利發(fā)電科學(xué)技術(shù)獎一等獎、地理信息科學(xué)技術(shù)獎一等獎。
