长江流域水工程智能调度平台建设探讨

喻杉　黄艳　王学敏　李荣波　罗斌

摘要：围绕流域水工程联合调度需求，在《智慧水利总体方案》总体框架下，充分考虑国家防汛指挥系统建设成果延续性和技术推广应用的普适性，长江设计集团有限公司于2019年启动了以长江为示范的流域水工程联合调度系统及相应支撑平台技术研究开发工作。通过研发流域水工程调度规则库、水文水力等通用计算模型及智能算法、大数据分析技术、智慧使能应用支撑等系列平台技术，建立了基于统一标准、通用化技术体系的流域水工程联合调度系统平台，形成了流域水工程联合调度全链条平台技术，并构建了以长江流域为示范的应用系统。结果表明：该平台实现了流域水工程预报调度一体化、智能化、灾情评估实时化和成果展示形象化，在1954洪水演练和2020年汛期防洪调度中得到了较好的应用，发挥了重要的技术支撑作用。

关键词：水利工程; 智能调度; 平台建设; 调度规则库; 长江流域

中图法分类号： X524

文献标志码： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.02.032

0引 言

在习近平总书记关于“共抓大保护、不搞大开发”和“生态优先、绿色发展”的思想指导下，治江工作已由长江治理开发利用向长江保护与管理转变。当前中国治水的主要矛盾为人民群众对水资源水生态水环境的需求与水利行业监管能力不足之间的矛盾。下一步水利工作的重心将聚焦保障人民生命财产安全，锻长板、补短板、固底板，不断提高水旱灾害防御能力和水平。为治理长江水患，开发利用及调节水资源，保护长江生态环境，长江流域建成了以三峡、溪洛渡、乌东德等骨干核心水库为主，其他干支流水库、蓄滞洪区、河道整治、平垸行洪与防洪非工程措施相配套的综合防洪减灾体系[1]。目前，长江流域管理已进入由工程建设为主向工程调度运行为主转变的后工程时期，由于大量水利工程的建成投运，流域已从天然河流向水工程运用下的河流转变，水工程调度已由单独运行向联合运行转变，调度目标也从单一防洪向防洪、供水、生态、发电、航运等多目标转变，水管理已经由以被动响应的方式向联合调度水工程主动防御、流域统一调度和管理的方式转变[2]。

如何用好各项水工程，为防洪减灾、抗旱、供水、生态环境保护等提供决策支持，最大限度解决水生态保护、水资源利用中存在的各项问题，是目前流域管理中所面临的最为迫切的工作。信息化手段可为流域的工程调度提供技术支撑。但是，随着水利信息化理念的发展、需求的不断深化，现有的流域管理信息化技术手段、建设模式、建设成果等已无法满足流域大范围、大尺度、多维、多工程、多目标的联合调度运行管理需求[3]，急需提升水利信息化水平以适应新时代要求。在过去十几年间，长江水利委员会（以下简称“长江委”）在水库群联合预报调度等方面已开展了大量的工作，逐步积累了水库群联合预报调度的技术，并运用于实际调度中，取得了较好的工作成绩。为调度好长江流域水工程，在水利部的统一部署下实施了两期国家防汛抗旱指挥系统工程建设工作[4]，并于2018年初步建立起集预报、调度于一体的预报调度系统。目前该系统已经验收正式应用，并已作为日常使用的流域调度预报和会商平台，具有较强的准确性和实用性，特别是预报模拟方面精度较高、时效性较强，为工程调度管理提供了有力支撑。但是，由于该系统中工程调度部分仅实现了对联合调度方案的自动应用，还未能根据防洪形势与工程调度之间的关系进行智能判断并形成调度方案，因此急需进一步完善该系统的智能化水平。此外，该系统对调度效果及风险的评估仍然处于人工分析的阶段，在面对复杂水雨情时，对会商的调度决策支持能力还有待进一步提升。

2021年初，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》颁布，明确提出“构建智慧水利体系，以流域为单元提升水情测报和智能调度能力”。2021年3月，水利部李国英部长指出，智慧水利是水利高质量发展的显著标志，要建立物理水利及其影响区域的数字化映射，实现预报、预警、预演、预案“四预”功能，并通过“大系统设计，分系统建设，模块化链接”建设“2+N”结构的智慧水利，做到“数字化场景，智慧化模拟，精准化决策”。为此，迫切需要着力强化以流域水工程智能调度平台为重点的长江流域水旱灾害防御信息化建设[5]，不断完善非工程措施，将先进信息技术与调度决策技术融合，全面提升信息分析与处理能力，促进水利业务间的协同效用，推动“数字水利”向“智慧水利”转变，确保工程体系防洪作用的有效发挥。基于此，本文通过研发流域水工程调度规则库、水文水力等通用計算模型及智能算法、大数据分析技术、智慧使能应用支撑等系列平台技术，建立了基于统一标准、通用化技术体系的流域水工程联合调度系统平台，为提升流域防洪调度决策科学水平，保障长江流域安澜提供强有力的技术支撑与保障。

1总体架构

长江流域水工程智能调度平台以智慧水利总体框架为蓝本，形成由基础设施、智能中枢、业务应用3大重点，以及网络安全体系和综合保障体系2大保障组成的平台构架，构建与物理流域仿真运行的数字映射，通过数字赋能实现水工程智慧防灾。系统逻辑构架如图1所示。

（1） 基础设施。为平台系统提供监测、机房、网络、计算和存储资源等基础设施。充分利用国家防汛抗旱指挥系统、长江流域水利综合管理信息资源整合和共享项目以及综合调度大数据信息平台项目等项目建设的长江委骨干网、计算和存储资源池以及高性能计算集群[6]。同时，考虑该平台新增机理模型和智能模型运算需求，对高性能计算集群进行适当扩展，为该平台提供高效稳定的运行环境。

（2） 智能中枢。由防灾数据底板、模型平台和知识平台组成，为长江流域水工程智能调度平台提供数据处理、存储和服务，科学计算和可视化模型引擎及服务，调度知识抽取处理分析引擎及服务。防灾数据底板充分利用已建和在建信息平台项目建设的多源数据汇集平台和综合调度数据库基础数据、监测数据等;模型平台充分利用在建的大数据信息平台建设项目建设的模型服务平台，并根据新的防灾需求，以防灾数据底板为支撑，扩展建设防灾调度专业计算模型，新建可视化模型、AI智能解译模型，并配套建设防灾调度智能引擎和仿真模型引擎和服务等;知识平台则充分利用在建的大数据信息平台建设项目建设的知识图谱基础平台，为知识图谱建设提供图谱数据存储、数据处理和分析引擎。

（3） 业务应用。该平台充分考虑与现有国家防汛抗旱指挥系统融合，以统一的数字孪生流域一张图为支撑应用，在长江流域水工程智能调度平台中实现流域洪水模拟、防汛抗旱形势分析、调度方案生成及评估、方案优选及推荐等业务应用功能，满足水利工程防灾“四预”需求。

（4） 网络安全体系。为水工程防灾联合调度系统运行提供安全保障。

（5） 保障体系。充分利用现有管理体制和机制，重点加强项目内部各层次集成，以及该平台与长江流域控制性水利工程综合调度大数据信息平台集成的相关技术规范建设，提升系统管理保障能力。

2关键技术

为支撑长江流域水工程调度平台智慧能力建设和高效应用，针对平台研发及应用的技术需求，在水工程调度规则库、水工程多目标优化调度、数字孪生仿真模拟、多组合敏捷化平台构建等方面开展相关关键技术研究。

2.1水工程调度规则库及驱动引擎技术

长江流域5月至9月为主要防洪时期，9月至10月为上中游各水库主要蓄水时期，11月至次年汛前为水库消落期。流域管理涵盖水旱灾害防御、水资源综合利用（供水、发电、航运）及水生态修复与水环境保护，全年各阶段、流域上中下游及干支流，具有不同的管理重点。因此，如何调度运用这些具有巨大调节能力的水工程以满足不同时间空间和利益相关方诉求，是长江流域水工程智能调度需要着力解决的问题，而关键技术则在于水工程调度规则库的构建和驱动引擎技术的研发。

2.1.1调度规则库构建

调度规则库是构建水工程智能调控“神经网”的核心工具。流域水工程涉及水库、蓄滞洪区、堤防、涵闸泵站等，社会经济快速发展可能引起水工程防洪定位的转变，如蓄滞洪区建设与区内经济发展不匹配，人口普遍增加，一旦分洪将付出很大代价。为此，实时调度中，需随时、实时快速梳理新形势下各工程的防洪角色和贡献，充分发挥全流域水工程“一盘棋”的整体防洪作用，实现水工程系统拦、分、行、排能力智能协调。调度规则库构建主要步骤如下：

（1） 调度规则特征要素提取。针对水工程联合调度方案或各工程调度规程进行抽象化，提取防洪对象、启动时机、调度方式等特征要素信息，并建立各要素间语义逻辑关系，如不同启动时机、调度方式的判断变量、控制阈值等特征值，将调度方案逻辑化和原子化。

（2） 调度规则库知识化描述。基于思维导图，根据调度规则要素之间的逻辑关系，进一步细化构建水工程运行规则的知识化描述构架，形成调度规则库的原型，如图2所示。

（3） 调度规则库框架构建及实例化。基于调度规则库原型，采用网络数据交换常用的JSON格式，针对水工程与控制对象间的调度影响关系开展调度规则库框架设计和构建工作，反映调度规则的各项特征要素，以保证规则库的可读性和易用性，并支撑调度规则的解析和应用。在此框架上，将提取的调度规则特征值进行信息存储，实现调度规则库的实例化。

此外，随着对调度研究的深入，新成果、新方案不断涌现，规则库需具备迭代升级功能。为此，本研究将规则库中关键方式数值化得到调度参数，并采用成熟进化算法对调度参数进行遍历寻优，使得计算得到的运行结果与新成果的偏差最小，以此进行规则库的更新和维护。

2.1.2水工程联合调度规则库引擎

调度引擎是驱动水工程调度规则库应用的關键。针对调度规则库和知识库，提取其中调度对象与调度知识之间的逻辑化、数字化、结构化、智慧化的关系数据，构建调度规则解析应用引擎，开发驱动引擎的相关模型集，形成规则库调用、转移、升级、查询等一系列面向专业用户的规则库搭建、编译、维护和应用工具集，实现对各调度对象涉及信息和运用规则的解析、扩展和应用（见图3）。

以防洪调度为例，“数据-识别-研判”模型的构建是防洪调度引擎的核心。调度引擎的构建步骤如下：① 基于调度规则的数字化和模型化，对调度节点数据结构中的映射关系进行数字化描述;② 采用统计识别、结构识别等方法进行聚类分析，对规则中的复杂数据关系进行特征抽取，得到不同数据结构关系与库群协作组合方式间的映射模式;③ 分析评价调度效果及工程后续综合利用能力等，对映射模式进行反馈修正，完成可持续改进的“数据-识别-研判”闭合模型构建。

基于上述工作，长江流域水工程智能调度平台建设采用JAVA语言编写开发了防洪调度引擎并封装为服务，实现水工程调度规则库的解析和应用两方面功能。一方面，基于统一框架标准格式解析规则库内的调度信息，并存储于模型计算类中，封装成相应的服务供应用模型调用;另一方面，根据水文预报信息实现流域防洪形势智能研判，在此基础上进行调度影响关系和效果评估，基于不同主观偏好驱动调度规则库，实现水工程联合调度运用模拟。

2.2水工程多目标优化调度技术

针对不同调度时期内的目标差异，该平台研发了“全周期-自适应-嵌套式”的多目标优化调度模型构建技术，以水量调度为主线，根据水情发展不同阶段，自适应触发调度目标转换条件，实现调度方式转换和时间、空间、调度目标之间的相互嵌套（见图4）。

“全周期”体现为水库群联合调度贯穿于水库运行的全周期调度阶段（如汛期、蓄水期、消落期等），不同调度阶段有主要目标和若干次要目标，以此突出调度方案对不同阶段的针对性。“自适应”体现为通过水位、流量、效益等指标，明确水库调度阶段的衔接方式，以此实现调度目标和水库调度方式的转换。“嵌套式”体现在梯级水库运行和水库内运行两个方面：① 对于梯级水库，可将其作为整体，以“打捆”的方式考虑总体出力、总体拦洪等需求，再通过梯级内部进行分配，以此实现梯级效益在空间上的嵌套;② 水库同一调度阶段内，不同次要目标间的协同方式，根据工况明确不同目标间的满足次序，以及不同目标的满足程度，以此获得水库的运行过程。

针对防洪、水量调度这一因素众多但总体线性的优化调度问题，采用成熟的线性规划、动态规划方法工具进行求解，可使得不同效益的约束需求、人工交互产生的控制条件等因素，对模型搭建工作量的影响为线性关系，从而有效降低模型求解算法的开发、升级难度，其丰富的计算中间数据可用于提升智能调度决策支撑能力，且搭建的求解算法具备较强的通用性，易于推广。对于发电、蓄能等非线性优化问题，采用进化算法、动态规划改进型算法进行求解，并在约束处理、优化变量调整中结合具体水库的运行特征，缩小寻优空间、简化劣解处理方式，以适应联合调度对计算效率和精度的需求。

2.3数字孪生仿真模拟技术

流域数字孪生通过在虚拟空间中运用专业模型和信息化技术，实现流域上水流、信息流、业务流、价值流的全过程实时镜像。数字孪生流域不仅映射流域的各项物理要素（物理映射）及其关联关系（机理再现），还将人类累积的知识和经验运用到对流域的调度管理决策支持中，使数字孪生流域成为一个会“思考”的载体，全方位“孪生”和映射流域的物理关系和人类活动。该平台基于数字孪生技术扩展三维应用场景，实现全域、全过程实时准确再现流域物理世界中各要素之间的关系，完善预报、预警、预演、预案可视化展现功能，主要涉及流域全要素建模、高保真高性能渲染、地形数据加工处理等关键技术。

（1） 流域全要素建模技术。将时空信息模型与水利业务模型相融合，从空间几何、时态序列、地物实体、业务规则、映射关系等五大维度，构建多尺度、多时态的流域数字孪生模型。空间几何模型采用统一的地理坐标，标准化数据结构和服务，适应宏观、中观、微观不同尺度的应用需求;时态序列模型通过变化统计和时间间隔采样相结合的数据结构记录水利要素时态信息，具备变化完整性和数据轻量化特点;水利实体模型实现要素功能化、对象化、空间化，为业务规则建模提供对象支撑;业务规则模型包含流程、值域、算法等，是对水利业务的高度抽象，降低业务规则建模难度;映射关系模型将时空模型与水利业务模型有机融合，实现数据驱动孪生体的核心机理。

（2） 高保真高性能渲染技术。系统结合游戏引擎和图形设计引擎各自的优点，采用延迟渲染与前向渲染相结合的渲染框架，实现流域海量、动态大数据的实时高效可视化技术，为流域数字孪生场景提供高效、高保真三维图形渲染能力，为流域大范围降雨预报三维可视化模拟、水库泄蓄容高精细仿真、多要素多目标动态可视化联动、基于水动力模型的洪水传播模拟、水库库区或蓄滞洪区淹没态势仿真等众多应用，提供高性能渲染能力和高真实感渲染效果。

（3） 一整套地形数据解决方案。在承担众多国家水利工程项目实施的过程中，通过不断的积累创新，逐步形成了“空天地”全方位、一体化的智能感知体系。研究了以卫星为载体的宏观感知技术、以无人机为载体的微观监测技术以及以测量机器人、智能巡检、智能传感器为体系的精准感知技术，其成果已在长江流域、西南诸河、一带一路区域等国家重大涉水工程项目中发挥重要数据支撑作用。

2.4多组合敏捷化平台构建技术

物理世界里的流域是一个不断变化的事物，水利工程也一直在不断建设运行中，因此，数字孪生流域的建设应用是一个动态迭代的过程。中国各大系统业务范围大多基于固定范围、固定对象、固定流程、固定模型进行业务设计与建设，决策支持系统的技术标准、模型计算引擎、数据及业务支撑平台等行业标准化水平较低。在面向变化环境或超标准洪水等决策需求时，现有系统难以快速支撑变化场景下的不确定性、差异化调控计算需求，共建共享模式在行业中的应用有待推进。因此，数字孪生流域建设需提高动态迭代更新技术，解决水利业务决策问题动态演化、各流域需求和使用习惯差异化的问题，利用各类组件动态构造适应于不同复杂场景的专业应用，实现数字孪生流域物理变化及功能应用的配置化搭建。

为实现数字孪生流域迭代进化的需要，长江流域水工程智能调度平台研发了多组合敏捷化平台搭建技术[7]，深度融合“组件化开发、流程化搭建、组态化应用”，提供通用组件及标准，能够根据管理业务需要快速搭建形成应用系统，提供标准化业务流程，方便快速搭建场景应用。最终实现多组合复杂水利调控计算的敏捷搭建，以“搭积木”的方式快速建成复杂水利业务应用，实现面向不同水利应用场景、应用环节、应用范围的动态决策响应等专业应用的高效搭建与发布。

（1） 组件化建模技术。

基于数字孪生理念，针对前述水利对象分类管理体系中分析构建的对象组件集，采用“组件+实例”的方式，研究复杂、多类型水利对象集的数字化建模技术。首先，针对各类水利对象，详细梳理其包含哪些基础信息、特征指标和设计参数，从而定义出各类对象的属性集，每一个水利对象都拥有能反映其自身特征的多个属性;其次，将各种水利对象及其对应的属性集构建为类对象模板，每一个模板均能代表唯一的水利对象类型;最后，在不同的工程项目或系统中，根据实际需求，针对业务所需的每类水利对象模板，按照其模板创建出具体的实例化对象集，从而实现所有水利对象的数字化建模。水利业务组件化建模平台架构技术流程如图5所示。

（2） 标准化流程组态技术。

标准化流程组态技术实现水工程防灾联合调度业务流的执行，包括对组态的拓扑结构解析、模型的运行、数据的传递等。敏捷组态体系架构示意如图6所示。配置化搭建技术主要实现通过可视化界面来进行各种不同业务流程的配置，包括：① 配置动态校验技术，用来对配置的结果进行解析和分析、校验配置内容，并在执行过程中实时校验数据传递的正确性;② 计算流优化技术，主要通过对业务流的分析和重组，充分利用并发挥计算的优势，实现模型计算性能的优化;③ 动态数据接口技术，在业务计算的基础上，可通过配置数据查询方式，灵活定义数据接口，为外部系统和界面提供数据成果。

3专业模型库建设

专业模型是長江流域水工程智能调度平台构建的核心技术，也一直是流域水管理决策支持技术的关键。国内外的多家研发机构或单位，经过多年的研究已形成具有各自技术优势的水力模型，尤其国外近年来更呈现出系列化、产品化、平台化的趋势。如，丹麦水力研究所（DHI）是一个独立的国际科研及咨询机构，经过多年研发及市场应用，已拥有水文、水资源、水环境、水生态、海岸与海洋、城市、地下水等大量相关的计算模型，包括MIKE11、MIKE URBAN等知名的模型和产品，能够处理数据获取、整合、验证分析等任务，目前已开发基于平台技术的MIKE-Operation模型平台，可将所有模型功能集成，方便用户选用和配置。相较于国外，国内专业计算模型（包括水文模型、水动力学模型等）在理论技术上并不逊色，但是在实施技术的标准化、通用性等方面服务能力不足。因此，长江流域水工程智能调度平台在建设过程中，根据灵活快速搭建和迭代的需要，建设了专业模型库，包括降雨径流预报模型、河道洪水演算模型、水质预报预测模型、水资源配置调度模型、风险评估模型以及数据驱动模型等。

此外，建立了以水工程调度规则库及驱动引擎为重点的知识平台库，包含了长江流域水工程现有调度规程和已有研究成果，梳理总结了面临不同水文情势和工况下各水工程调度运行方式，搭建了具备规则化、逻辑化、数字化的水工程调度规则库，进一步对其开展了模块化封装，形成了基于服务的水工程联合调度驱动引擎（见图7）。

4“四预”功能建设

水利部召开水旱灾害防御工作视频会议强调做好2021年水旱灾害防御工作的特殊重要意义，提出强化预报、预警、预演、预案“四预”措施，加强实时雨水情信息的监测和分析研判，完善水旱灾害预警发布机制，依法科学精细调度水工程，开展水工程调度模拟预演，细化完善江河洪水调度方案和超标洪水防御预案，充分发挥水工程防洪减灾效益。

长江流域水工程智能调度平台业务功能涵盖水工程联合智能调度全过程，从实时感知多源数据融合到流域模拟预报预测，再到防洪形势分析，水工程联合智能优化调度，防洪风险评估，最后实现防洪避险转移，实现了预报、预判、预警、预演和预案全链条。

该平台可根据前期和实时水雨工情、降雨预报，预报无水工程调度下流域各站水情，为研判防洪形势提供本底。通过河道堤防微观场景精细分析模拟和库区回水淹没风险模拟，可进行防洪动态风险评估，分析洪水影响范围，统计洪水淹没影响。可智能分析防洪工程能力以及洪水组成，结合知识图谱分析和规则库驱动优化调度方案，智能分析灾情面临形势。通过机器自动分析计算和人机交互干预调度，实现各类工程、各种情景自由组合的联合调度，并可自动推荐优化的水工程防洪调度方案。此外，系统采用LBS大数据技术，可根据洪水淹没分析，辅助人员尽快到达安全区，实现人群转移避险。

4.1预报：流域模拟

预报是开展水旱灾害防御工作的基础，通过平台的流域模拟功能，基于通用模型库和预报方案库配置，实现江湖河系水情自动预报、河道多维度全息洪水演进计算仿真等主要功能，为防洪、抗旱等专业调度提供基本背景场。系统可依据实时及预报的雨水情以及工情信息，完成自动预报调度计算，同时对预报调度结果进行分析、综合等，实现各江河河系自动预报、交互预报调度、模拟试算预报以及河道洪水演进计算，并实现多模型专家交互分析、智能校正等功能，主要包括降雨预报、自动智能预报、精细化预报调度、会商预报调度分析、多维度全息洪水仿真、融合情景感知与语音检索的智能查询分析、水量（应急）预测、预报评估、预报成果管理及综合展示、预报模型方案管理等功能（见图8）。

4.2预警：防洪形势分析

基于流域洪水“空天地”一体化监测成果，分析水雨情、工情、灾情现状及水雨情可能的变化态势，结合知识图谱分析和规则库驱动优化调度方案，研判防洪抗旱面临形势，根据江河湖库洪水和干旱预警指标体系及时发布相关预警信息。分析当前的调度任务与目标，实现根据防洪（应急水量）调度需求，通过人工交互实现不同的洪水（应急水量调度）场景（历史典型洪水、实时洪水或降雨径流生成的洪水过程）选取、自动分析防汛（抗旱）形势（见图9）。

4.3预演：调度方案生成及评估

以流域数值模拟为基础，构建面向长江流域全流域的水工程运用对重要防洪控制节点防洪需求快速响应模型仿真体系，针对重点河段行洪、重要库区淹没、沿江城镇区域行洪、蓄滞（分）洪区行洪进行仿真，实现洪水（水量）动态时空模拟推演和成灾风险影响分析，以指导防洪管理和灾害防御应急等（见图10）。

4.4预案：方案优选及推荐

针对调度会商决策需求，以数字模拟仿真引擎和防灾智能引擎为基础，提出方案优选及推荐解决方案。利用水利专业服务分析、大数据平台自学习能力，通过对历史调度方案及调度效果的洞察，为当前实时调度提供最优的调度方案推荐，并通过可视化手段将推荐的调度方案直观地展示给用户。

针对超标准洪水可能带来的洪灾风险，避洪转移是应对洪灾的积极躲避行为，是减少洪灾人员伤亡的重要手段。在洪水风险计算分析的基础上建设洪水淹没区避险转移辅助功能，以防洪应急转移预案为指导，根据特定频率/场次洪水的淹没范围、水深、到达时间等风险信息，通过对受淹居民区位置、人口数量、道路、安置区域等信息的综合分析和路网计算，得到居民区避洪转移安置方案和转移安置最优路径，实现受灾群众快速、高效的疏散转移。实际应用时，通过建立并集成避洪转移模型，进行避洪转移分析，确定转移单元大小、规划安置场所，动态绘制撤离转移路线、转移范围、转移预计时间及避险指标、实时转移人流量、道路拥堵情况等，制定转移路线并实时监测转移动态情况，及时调整转移方案。

5平台应用示范

近年来，在长江委大力支持下，长江设计集团有限公司依托水利规划专业优势，紧紧围绕水文预报、水库调度、水量调度等核心业务应用，集中力量开展长江流域水工程智能调度平台研发工作。基于此，以水利业务与信息技术融合研发为核心，围绕多个领域，针对不同的业务需求，相应定制化提出了高品质的智慧水利专业应用解决方案，打造了一批具备高效支撑能力的水利专业应用系统软件产品。先后完成了长江流域水工程防灾联合调度系统、潘-大水库预报调度一体化系统、水库群智能调度云服务系统平台开发与示范、超标准洪水调度决策支持系统集成与示范应用等项目。

（1） 长江流域水工程防灾联合调度示范系统。

建设了以长江为示范的流域水工程防灾联合调度平台，打造了业务系统和三维决策辅助系统为载体的二三维一体化产品，在长江流域1954洪水演练和2020年防洪调度中进行了实践检验[8]，多项工程調度与决策技术入选水利部水利先进实用技术重点推广指导目录（见图11）。

（2） 潘-大水库预报调度一体化系统。

为滦河流域引滦工程管理局建设了潘-大水库预报调度一体化系统，实现滦河一张图、气象降雨解析、洪水预报、防洪调度、防洪形势分析、会商决策等系统功能，使水库预报与防洪调度信息有效融合，延长洪水预见期，为流域内潘家口、大黑汀两座水库的实时预报调度和联合运行管理提供决策支持系统支撑（见图12）。

（3） 汉江流域预报调度系统。

为汉江集团建设汉江流域预报调度系统，范围覆盖汉江流域数十个预报断面与所有重要控制性水库工程，并提供预报调度一体化支撑，拓展了原单位预报调度业务计算范围，并且支撑各类计算参数调节、成果交互模拟等深度专业计算分析，为流域工程运行管理单位实现精细化预报调度分析、提升工程运行管理效果提供全面支撑（见图13）。

6结 语

长江流域水工程智能调度平台密切结合流域机构和生产单位的调度管理需要，加强长江流域水工程调度业务与信息技术的深度融合，在水工程调度规则库、水工程多目标优化调度、数字孪生仿真模拟、多组合敏捷化平台构建等方面开展技术攻关，并基于智慧水利总体架构，立足自主研发和高度商业化，构建了物理流域的数字化映射，建设了以水工程调度规则库为核心的知识库。通过数字赋能实现水工程智慧防灾应用，实现流域预报、预警、预演、预案“四预”功能，并利用大数据技术进一步挖掘数据价值，提升系统信息分析智能水平，实现长江流域水工程三维可视化综合调度。上述成果在汉江流域、嫩江流域、沂沭泗流域等多地也进行了示范应用。下一步将在防洪减灾的基础上，进一步拓展至水资源调度，不断完善长江流域水工程智能调度平台的建设。

参考文献：

[1]水利部长江水利委员会.2021年长江流域水工程聯合调度运用计划[R].武汉：水利部长江水利委员会，2021.

[2]黄艳，陈炯宏.强化长江流域水资源统一管理调度[J].水资源研究，2015，4（3）：209-215.

[3]金兴平.对长江流域水工程联合调度与信息化实现的思考[J].中国防汛抗旱，2019，29（5）：12-17.

[4]刘汉宇.国家防汛抗旱指挥系统建设与成就[J].中国防汛抗旱，2019，29（10）：30-35.

[5]黄艳.流域水工程智慧调度实践与思考[J].中国防汛抗旱，2019，29（5）：15-16.

[6]李文俊，赵文焕，杨鹏，等.长江流域控制性水利工程综合调度系统研究[J].中国防汛抗旱，2018，28（6）：25-28.

[7]唐海华，罗斌，周超，等.水利专业应用系统可组态开发模式分析[C]∥中国水利学会2016学术年会论文集（上册），2016：613-618.

[8]黄艳.长江流域水工程联合调度方案的实践与思考：2020年防洪调度[J].人民长江，2020，51（12）：116-128，134.

（编辑：谢玲娴）