[发明专利]一种数字孪生水网四面体模型构建方法

说明书

本发明涉及智慧水利技术领域，具体涉及一种数字孪生水网四面体模型构建方法。包括设计数字孪生水网四面体模型；构建物理水网信息结构，建立概念模型；构建水网要素属性项及要素间拓扑关系，构建物理水网数据模型；对信息水网进行信息映射和可视化表达；梳理和优化管理水网规划、设计、建设、运行全过程业务流程；对管理水网业务流程进行要素对象化，以及对象‑关系解构；构建管理水网时间维驱动的业务流程信息结构和数据模型；仿真推演，实现管理水网数字化映射和业务智能化模拟；指导物理水网建设方案实时动态调整，辅助管理水网决策支持和预案响应。本方法为实现数字孪生水网数字化映射、智能化模拟和精准化决策提供了技术路径和解决方案。

技术领域

本发明涉及智慧水利技术领域，具体涉及一种数字孪生水网四面体模型构建方法。

背景技术

数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。

智慧水利是在水利信息化的基础上高度整合水利信息资源并加以开发利用，通过物联网、大数据、云计算等新兴技术与水利信息系统的结合，实现水利信息共享和智能管理，有效提升水利工程运用和管理的效率和效能，协助水利管理达到“智慧”状态，使水利管理、服务、决策工作更加精细、动态、智能。

国家水网是以自然河湖为基础，引调排水工程为通道，调蓄工程为节点，智慧调控为手段，集水资源优化配置、流域防洪减灾、水生态系统保护等功能于一体的综合工程体系。

目前，数字孪生水网建设一方面缺少理论、模型和方法支撑和指导；另一方面研究对象和研究内容尚不清晰，缺少完整的技术路径和解决方案。因此，需要一种模型构建方法，为数字孪生水网建设提供技术路径和解决方案，从而实现数字孪生水网建设。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种数字孪生水网四面体模型构建方法，为数字孪生水网建设提供模型支撑，明确数字孪生水网研究对象和研究内容，为实现数字孪生水网数字化映射、智能化模拟和精准化决策提供了技术路径和解决方案，对数字孪生水网建设具有重大指导意义。

本发明提供的一种数字孪生水网四面体模型构建方法，包括以下步骤：

步骤1：设计数字孪生水网四面体模型；

步骤2：梳理物理水网要素，构建物理水网信息结构，根据水网信息结构建立概念模型；

步骤3：构建水网要素属性项及要素间拓扑关系，构建物理水网数据模型，将物理水网抽象为信息水网；

步骤4：对信息水网进行信息映射和可视化表达，实现物理水网数字化；

步骤5：梳理和优化管理水网规划、设计、建设、运行全过程业务流程；

步骤6：基于物理水网要素及其拓扑关系，对管理水网业务流程进行要素对象化，以及对象-关系解构；

步骤7：构建管理水网时间维驱动的业务流程信息结构和数据模型；

步骤8：基于业务流程信息结构和数据模型进行仿真推演，实现管理水网数字化映射和业务智能化模拟；

步骤9：根据数字孪生水网中模型分析评估和业务模拟推演，指导物理水网建设方案实时动态调整，辅助管理水网决策支持和预案响应。

较为优选的，所述步骤1中，设计数字孪生水网四面体模型包括：

以物理水网、管理水网、信息水网和数字孪生水网作为研究对象；