(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211047405.1 (22)申请日 2022.08.29 (71)申请人 湖南五凌电力科技有限公司 地址 410004 湖南省长 沙市天心区五凌 路 188号 申请人 五凌电力有限公司 (72)发明人 余斌　李华喜　陈金鑫　徐跃云　 罗立军　罗红祥　罗五洲　丁旭　 康志远　马腾飞　黄孔　谭曜堃　 (74)专利代理 机构 北京风雅颂专利代理有限公 司 11403 专利代理师 曾志鹏 (51)Int.Cl. G06F 16/29(2019.01) G06T 17/05(2011.01)G06F 16/22(2019.01) G06F 16/215(2019.01) G06F 16/23(2019.01) G06Q 50/26(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种基于数字孪生的流 域管理方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于数字孪生的流域管 理方法及系统， 该方法包括： 获取水电站流域的 北斗数据、 遥感数据和物联数据， 构建流域数据 库； 基于流域数据库， 通过多种引 擎对水电站流 域进行数字化映射， 生成对应的数字孪生流域； 获取流域业务， 通过流域业务关联的算法在数字 孪生流域中进行业务模拟， 该流域业务为闸门控 制预演、 区域淹没分析、 流域地灾预警和大坝受 力预警中的一种或多种。 本发明基于多种引擎处 理水电站流域的多种感知数据， 实现了数字孪生 流域的准确化和 智能化构建， 同时通过多种算法 在数字孪生流域中对各种流域业务进行模拟， 提 升了水电站流 域的管理效率和应急指挥能力。 权利要求书3页 说明书10页 附图2页 CN 115391474 A 2022.11.25 CN 115391474 A 1.一种基于数字 孪生的流 域管理方法， 其特 征在于， 包括： 获取水电站流 域的北斗数据、 遥感数据和物联 数据， 构建流 域数据库； 基于所述流域数据库， 通过多种引擎对所述水电站流域进行数字化映射， 生成对应的 数字孪生流域； 获取流域业务， 通过所述流域业务关联的算法在所述数字孪生流域中进行业务模拟； 所述流域业务为闸门控制预演、 区域淹没分析、 流域地灾预警和大坝受力预警中的一种或 多种。 2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的流域管理方法， 其特征在于， 所述获取水电站 流域的北斗数据、 遥感数据和物联 数据， 构建流 域数据库， 包括： 通过北斗卫星监测水电站流域， 并将北斗定位数据、 北斗短报文数据和北斗授时数据 通过北斗数据接口接入北斗数据子库； 通过遥感设备监测水电站流域， 并将流域自身地理信 息和流域相关地理信 息通过遥感 数据接口接入遥感数据子库； 所述流域自身地理信息包含所述水电站流域的天地图、 数字 高程数据、 正射影像数据； 所述流域相关地理信息包含水工建筑物的倾斜摄影数据、 水下地 形的点云数据和关键 机电设备的BIM数据； 通过物联网设备监测水电站流域， 并将气象数据、 大坝变形数据、 闸门数据、 水雨情遥 测数据、 水质监测数据、 气体监测数据、 土壤墒情数据、 噪声数据和视频数据通过物联数据 接口接入物联 数据子库； 对所述北斗数据子库、 所述遥感数据子库和所述物联数据子库进行数据清洗处理后， 构建流域数据库。 3.根据权利要求2所述的基于数字孪生的流域管理方法， 其特征在于， 所述基于所述流 域数据库， 通过多种引擎对所述水电站 流域进行数字化映射， 生成对应的数字孪生流域， 包 括： 基于所述遥感数据中的流域自身地理信息， 通过GIS引擎对所述水电站流域进行三维 建模， 以将所述水电站流 域中的基础元 素进行数字化映射， 形成数字 孪生流域的底层框架； 基于所述遥感数据中的流域相关地理信息和所述物联数据中的气象数据， 通过所述 GIS引擎和VR引擎对所述水电站流域中的关键对象进行模型生成， 并将生成的关键对象模 型叠加到底层框架， 形成所述数字 孪生流域； 基于所述北斗数据和所述物联数据， 通过北斗解算引擎、 VR引擎和视频流引擎对所述 数字孪生流域和所述数字 孪生流域的每个关键对象进行属性校核和 属性扩展。 4.根据权利要求2所述的基于数字孪生的流域管理方法， 其特征在于， 所述流域业务为 闸门控制预演； 所述获取流域业务， 通过所述流域业务关联的算法在所述数字孪生流域中进行业务模 拟， 包括： 确定所述数字 孪生流域中的闸门； 根据闸门数据构建闸门流 量分析模型； 根据所述 闸门流量分析模型模拟所述 闸门的流量变化信 息， 并在模拟过程中接收并解 析闸门控制指令， 并根据解析获得的控制信息控制闸门开启或闭合。 5.根据权利要求2所述的基于数字孪生的流域管理方法， 其特征在于， 所述流域业务为权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115391474 A 2区域淹没 分析； 所述获取流域业务， 通过所述流域业务关联的算法在所述数字孪生流域中进行业务模 拟， 包括： 在所述数字 孪生流域中确定目标区域； 根据所述目标区域的正像投影数据、 数字高程数据、 点云数据和气象数据， 构建淹没分 析模型； 根据所述淹没分析模型获取所述目标区域在预设时间段内的淹没范围， 并对淹没范围 进行展示。 6.根据权利要求2所述的基于数字孪生的流域管理方法， 其特征在于， 所述流域业务为 流域地灾预警； 所述获取流域业务， 通过所述流域业务关联的算法在所述数字孪生流域中进行业务模 拟， 包括： 确定所述数字 孪生流域中的地 灾区域； 根据所述地灾区域的北斗定位数据、 天地图、 正射影像数据、 数字高程数据和倾斜摄影 数据， 构建区域 地灾隐患模型； 根据所述区域 地灾隐患模型对所述 地灾区域进行地 灾预警。 7.根据权利要求2所述的基于数字孪生的流域管理方法， 其特征在于， 所述流域业务为 大坝受力预警； 所述获取流域业务， 通过所述流域业务关联的算法在所述数字孪生流域中进行业务模 拟， 包括： 确定所述数字 孪生流域中的大坝； 获取所述大坝的历史监测数据和BIM数据； 其中， 所述历史监测数据由所述物联数据对 大坝进行属性扩展获得， 包 含历史时间段的水位、 流 量、 流速和气压； 获取所述大坝的当前监测数据； 其中， 所述当前监测数据包含当前时间段的水位、 流 量、 流速和气压； 构建大坝受力检测网络， 通过所述历史监测数据和所述BIM数据对所述大坝受力检测 网络进行训练； 将所述当前监测数据输入训练好的大坝受力检测网络， 并获取 大坝受力结果； 根据所述大坝受力结果获取 大坝状态， 并根据所述大坝状态进行异常预警。 8.一种基于数字 孪生的流 域管理系统， 其特 征在于， 包括： 流域感知模块， 用于获取水电站流域的北斗数据、 遥感数据和物联数据， 构建流域数据 库； 数字孪生模块， 用于基于所述流域数据库， 通过多种引擎对所述水电站流域进行数字 化映射， 生成对应的数字 孪生流域； 业务管理模块， 用于获取流域业务， 通过所述流域业务关联的算法在所述数字孪生流 域中进行业务模拟； 所述流域业务为闸 门控制预演、 区域淹没分析、 流域地灾预警和大坝受 力预警中的一种或多种。 9.根据权利要求8所述的基于数字孪生的流域管理系统， 其特征在于， 流域感知模块包 括：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115391474 A 3