智慧水务作为行业发展新质生产力的关键，数字孪生智慧水务成为了近年来水资源管理和城市水务系统管理的重要发展方向。通过构建实现水务系统的虚拟三维场景，集成物联网（IoT）、大数据、云计算等技术，实现水资源的实时监控、精准管理和高效利用。以产业数字化为主线，大力助推数字水务新业态。
效果展示
图扑软件应用自主研发的 HT for Web 产品，搭建了从城市区域级，到水厂泵站级，再到局部工艺级别的多种范围可视化解决方案。
系统分析
城市级管理
本模块案例搭建以厦门区域为载体的 2D 智慧水务地图，颠覆了传统的卫星地图模式，采用更加简洁的六边形色块组成了城市区域范围，选用不同色块标明泵站、自来水厂、污水处理厂、水源及水源保护区域等位置，河流分支则运用简约线条展现，使城市水务监控一张图更加简洁明了。
两侧 2D 数据看板通过接入业务系统接口，展示出实时统计数据，以供水调度数据、运营数据为基础，为给水系统、排水系统、污水处理系统等众多子系统提供运营数据分析支撑。形成感知、诊断、调度、预警、校正一体化水务管理体系。
水量数据可视化
图扑软件 HT 通过接入储水量、水质、压力、流量等物联设备数据，在看板上实时动态展示，重点关注各水库、水厂、泵站的关键性指标。主页场景汇总各水库、水厂、泵站定位信息，用户可点击对应区域进行详细查看。
运营数据可视化
根据当地水务管理需求，通过对区域用水走势、供水量、水费总收益等层面信息的综合采集，准确获取各地区服务人口、水厂、水库、泵站的动态情况，对应生成直观的可视化图表，提高管理效率。
水厂级管理
数字孪生技术在污水处理厂中的应用，为污水处理和管理提供了一个全新的视角和工具，线上反应了场内的真实情况，为实时监控诊断、过程优化、预测预防、设备管理维护、仿真培训等提供了平台支持。
综合监视
图扑软件 HT 对污水处理厂进行全方位的数字化建设，帮助用户全方面掌握所有站点的整体运维状况。可通过鼠标和键盘的常规交互操作，实现对场景的旋转、平移、缩放。
画面两侧数据看板展示厂区设备管理、能耗管理、实时报警、运营监管等关键指标参数，将采集的数据信息转化为相应的图形信息，直观地展示全厂综合指标。
功能区监视
在管理监视模块，提供了全场所有生产区域的定位功能，定位后自动揭开建构筑物外结构，展示出内部设施设备真实布局，点击设备即可查看实时运行数据，再结合左右两侧固定看板提取的关键工艺段数据，帮助用户实时监视厂内运作情况。
管网监视
针对污水厂各类工艺管线布局，采用 HT 引擎 1:1 呈现污水处理厂管道分布的 3D 渲染效果。系统将管网按类型选用不同颜色表示，清晰地标注出污水处理的各种管线流向，如污水管线、污泥管线、加药管线等。帮助用户熟悉厂内管网布局，提升污水厂管理水平。
管网场景选用科技感夜景风格进行展示，将周边相关模型进行透视设计，突出管网效果。
泵站泵房级管理
水泵站
针对水务行业市场需求，图扑软件 HT 打造了泵站数字孪生系统。该系统基于物联网理念，采用信息化手段，实现对管网运行指标的实时监测，包括管网液位、流量、水质、气体、泵站运行状态等信息，保证管网安全高效地发挥作用。
供水泵房
供水系统是指按一定质量要求供给不同的用水部门所需的蓄水库、水泵、管道和其它工程的综合体。本案例的泵房场景，用动态线条代表蓄水池中的水由给水管道供水的全流程。
进入水泵房局部三维场景，实现对设备的空间位置展示以及供水流量、水泵频率、进出口压力以及水质的浊度、pH 值、余氯等数据的综合展示，为供水系统实际运行提供了可视化监控画面。
工艺流程组
设备工艺组态通过图形和可视化表示方法，将复杂的设备状态、工艺流程、操作步骤以直观易懂的方式呈现给操作人员和管理者，大幅度提高人们对生产过程的理解和控制能力，是现代工业自动化和信息化管理不可或缺的一部分。
水厂工艺可视化
将水厂关键工艺段的设备设计成 2.5D 组态图形，根据工艺系统图将设备进行组态连接，界面上加入关键节点运行数据展示，精确监控整个工艺流程，确保全厂设备稳定运行，让水处理在质量、效率方面取得显著提升。
泵站工艺可视化
HT 可视化支持“一张图”展现城市泵房分布，鼠标悬停在泵站节点，展示出当前流量、水位等关键数据，根据图例可得知不同类型图标和管道所对应的含义。
将每座泵站工艺绘制成组态图纸，呈现水泵房、清水池、加药间等工艺的实时运转状态。应用 HT 2D 渲染技术，可将泥阀、液池、阀门等设备、管线及其他生产相关的构筑物进行直观呈现，并在对应区域叠加关键仪表读数，选用不同颜色区分各管线功能。系统可根据监控到的水池液位，控制泵阀的启停，实现设备自控。
污水厂工艺可视化
污水处理厂的处理流程是：粗格栅→细格栅→初次沉淀池→生物池→二次沉淀池→陶粒滤料→快滤池→消毒池→回用。
图扑软件自主研发的 HT 产品，结合 2.5D 组态设计风格，将污水处理厂各个工艺段的关键节点进行绘制，并连接地下管网系统进行动态示意呈现，便于用户了解到各个工艺段之间的连接关系。
HT 数据看板界面支持接入 M3U8、FLV 等格式的 Web 视频流，可切换不同监控点位查看实时视频，支持数据和视频在同一屏幕展示。
图扑 HT 还提供视频融合技术，通过图形图像处理的技术，将视频画面与三维场景图形进行叠加。将视频信号按照三维场景的虚拟摄像机位置、角度和视野进行校准，使视频画面与场景实现一致的视觉效果，达到视频融合。通过视频融合可以提供更直观、全面的视觉信息，帮助用户更好地理解和分析场景中的实时监控视频。
更多组态案例
图扑软件 HT 对再生水厂的主要工艺流程进行 2D/2.5D 可视化设计，根据业务单元“消化池系统”、“絮凝剂系统”、“外来污泥接收系统”进行分类设计，接入测点后监测实时数据，直观呈现工艺流程和工艺设备的运行状态。
总结
智慧水务数字孪生技术在城市级、水厂级以及泵房级管理中，不仅能够提高管理和运营的效率，确保水资源的可持续利用，还能增强系统的可靠性和安全性，这就是发展新质生产力在产业上的重要体现。随着技术的不断发展，数字孪生在水务行业中的应用将日益深入，为实现更加智慧、高效、绿色的水务管理提供强有力的工具。
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