智慧水務作為行業(yè)發(fā)展新質生產力的關鍵，數字孿生智慧水務成為了近年來水資源管理和城市水務系統(tǒng)管理的重要發(fā)展方向。通過構建實現(xiàn)水務系統(tǒng)的虛擬三維場景，集成物聯(lián)網（IoT）、大數據、云計算等技術，實現(xiàn)水資源的實時監(jiān)控、精準管理和高效利用。以產業(yè)數字化為主線，大力助推數字水務新業(yè)態(tài)。

圖撲軟件應用自主研發(fā)的 HT for Web 產品，搭建了從城市區(qū)域級，到水廠泵站級，再到局部工藝級別的多種范圍可視化解決方案。

城市級管理

本模塊案例搭建以廈門區(qū)域為載體的 2D 智慧水務地圖，顛覆了傳統(tǒng)的衛(wèi)星地圖模式，采用更加簡潔的六邊形色塊組成了城市區(qū)域范圍，選用不同色塊標明泵站、自來水廠、污水處理廠、水源及水源保護區(qū)域等位置，河流分支則運用簡約線條展現(xiàn)，使城市水務監(jiān)控一張圖更加簡潔明了

兩側 2D 數據看板通過接入業(yè)務系統(tǒng)接口，展示出實時統(tǒng)計數據，以供水調度數據、運營數據為基礎，為給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)等眾多子系統(tǒng)提供運營數據分析支撐。形成感知、診斷、調度、預警、校正一體化水務管理體系。

水量數據可視化

圖撲軟件 HT 通過接入儲水量、水質、壓力、流量等物聯(lián)設備數據，在看板上實時動態(tài)展示，重點關注各水庫、水廠、泵站的關鍵性指標。主頁場景匯總各水庫、水廠、泵站定位信息，用戶可點擊對應區(qū)域進行詳細查看。

運營數據可視化

根據當地水務管理需求，通過對區(qū)域用水走勢、供水量、水費總收益等層面信息的綜合采集，準確獲取各地區(qū)服務人口、水廠、水庫、泵站的動態(tài)情況，對應生成直觀的可視化圖表，提高管理效率。

水廠級管理

數字孿生技術在污水處理廠中的應用，為污水處理和管理提供了一個全新的視角和工具，線上反應了場內的真實情況，為實時監(jiān)控診斷、過程優(yōu)化、預測預防、設備管理維護、仿真培訓等提供了平臺支持。

綜合監(jiān)視

圖撲軟件 HT 對污水處理廠進行全方位的數字化建設，幫助用戶全方面掌握所有站點的整體運維狀況。可通過鼠標和鍵盤的常規(guī)交互操作，實現(xiàn)對場景的旋轉、平移、縮放。

畫面兩側數據看板展示廠區(qū)設備管理、能耗管理、實時報警、運營監(jiān)管等關鍵指標參數，將采集的數據信息轉化為相應的圖形信息，直觀地展示全廠綜合指標。

功能區(qū)監(jiān)視

在管理監(jiān)視模塊，提供了全場所有生產區(qū)域的定位功能，定位后自動揭開建構筑物外結構，展示出內部設施設備真實布局，點擊設備即可查看實時運行數據，再結合左右兩側固定看板提取的關鍵工藝段數據，幫助用戶實時監(jiān)視廠內運作情況。

管網監(jiān)視

針對污水廠各類工藝管線布局，采用 HT 引擎 1:1 呈現(xiàn)污水處理廠管道分布的 3D 渲染效果。系統(tǒng)將管網按類型選用不同顏色表示，清晰地標注出污水處理的各種管線流向，如污水管線、污泥管線、加藥管線等。幫助用戶熟悉廠內管網布局，提升污水廠管理水平。

管網場景選用科技感夜景風格進行展示，將周邊相關模型進行透視設計，突出管網效果。

泵站泵房級管理

水泵站

針對水務行業(yè)市場需求，圖撲軟件 HT 打造了泵站數字孿生系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于物聯(lián)網理念，采用信息化手段，實現(xiàn)對管網運行指標的實時監(jiān)測，包括管網液位、流量、水質、氣體、泵站運行狀態(tài)等信息，保證管網安全高效地發(fā)揮作用。

供水泵房

供水系統(tǒng)是指按一定質量要求供給不同的用水部門所需的蓄水庫、水泵、管道和其它工程的綜合體。本案例的泵房場景，用動態(tài)線條代表蓄水池中的水由給水管道供水的全流程。

進入水泵房局部三維場景，實現(xiàn)對設備的空間位置展示以及供水流量、水泵頻率、進出口壓力以及水質的濁度、pH 值、余氯等數據的綜合展示，為供水系統(tǒng)實際運行提供了可視化監(jiān)控畫面。

工藝流程組態(tài)

設備工藝組態(tài)通過圖形和可視化表示方法，將復雜的設備狀態(tài)、工藝流程、操作步驟以直觀易懂的方式呈現(xiàn)給操作人員和管理者，大幅度提高人們對生產過程的理解和控制能力，是現(xiàn)代工業(yè)自動化和信息化管理不可或缺的一部分。

水廠工藝可視化

將水廠關鍵工藝段的設備設計成 2.5D 組態(tài)圖形，根據工藝系統(tǒng)圖將設備進行組態(tài)連接，界面上加入關鍵節(jié)點運行數據展示，精確監(jiān)控整個工藝流程，確保全廠設備穩(wěn)定運行，讓水處理在質量、效率方面取得顯著提升。

泵站工藝可視化

HT 可視化支持“一張圖”展現(xiàn)城市泵房分布，鼠標懸停在泵站節(jié)點，展示出當前流量、水位等關鍵數據，根據圖例可得知不同類型圖標和管道所對應的含義。

將每座泵站工藝繪制成組態(tài)圖紙，呈現(xiàn)水泵房、清水池、加藥間等工藝的實時運轉狀態(tài)。應用 HT 2D 渲染技術，可將泥閥、液池、閥門等設備、管線及其他生產相關的構筑物進行直觀呈現(xiàn)，并在對應區(qū)域疊加關鍵儀表讀數，選用不同顏色區(qū)分各管線功能。系統(tǒng)可根據監(jiān)控到的水池液位，控制泵閥的啟停，實現(xiàn)設備自控。

污水廠工藝可視化

污水處理廠的處理流程是：粗格柵→細格柵→初次沉淀池→生物池→二次沉淀池→陶粒濾料→快濾池→消毒池→回用。

圖撲軟件自主研發(fā)的 HT 產品，結合 2.5D 組態(tài)設計風格，將污水處理廠各個工藝段的關鍵節(jié)點進行繪制，并連接地下管網系統(tǒng)進行動態(tài)示意呈現(xiàn)，便于用戶了解到各個工藝段之間的連接關系。

HT 數據看板界面支持接入 M3U8、FLV 等格式的 Web 視頻流，可切換不同監(jiān)控點位查看實時視頻，支持數據和視頻在同一屏幕展示。

圖撲 HT 還提供視頻融合技術，通過圖形圖像處理的技術，將視頻畫面與三維場景圖形進行疊加。將視頻信號按照三維場景的虛擬攝像機位置、角度和視野進行校準，使視頻畫面與場景實現(xiàn)一致的視覺效果，達到視頻融合。通過視頻融合可以提供更直觀、全面的視覺信息，幫助用戶更好地理解和分析場景中的實時監(jiān)控視頻。

圖撲軟件 HT 對再生水廠的主要工藝流程進行 2D/2.5D 可視化設計，根據業(yè)務單元“消化池系統(tǒng)”、“絮凝劑系統(tǒng)”、“外來污泥接收系統(tǒng)”進行分類設計，接入測點后監(jiān)測實時數據，直觀呈現(xiàn)工藝流程和工藝設備的運行狀態(tài)。

智慧水務數字孿生技術在城市級、水廠級以及泵房級管理中，不僅能夠提高管理和運營的效率，確保水資源的可持續(xù)利用，還能增強系統(tǒng)的可靠性和安全性，這就是發(fā)展新質生產力在產業(yè)上的重要體現(xiàn)。隨著技術的不斷發(fā)展，數字孿生在水務行業(yè)中的應用將日益深入，為實現(xiàn)更加智慧、高效、綠色的水務管理提供強有力的工具。

審核編輯 黃宇