水利数字孪生工程解决方案

水利数字李生工程解决方案V3.0

项目编号:

2023年新型智慧水利项目数字

挛生工程

解

决

方

案

项目编号：20目-XX-XX

编制单位：XX市XX中心

编制日期：二O二三年四月

水利数字李生工程解决方案V3.0

目录

1建设背景........................................................................

2项目概述........................................................................

2.1项目背景.................................................................

2.2项目目标.................................................................

2.3需求概述.................................................................

3系统总体设计...................................................................

3.1基本设计理念.............................................................

3.2软件总体结构............................................................

3.2.1软件体系结构.......................................................

3.2.2系统逻辑视图.......................................................

3.2.3系统接口设计.......................................................

3.2.3.1系统外部接口.................................................

3.2.3.2系统内部接口.................................................

3.2.4系统整体应用模式...................................................

3.2.5子系统划分.........................................................

子系统清单...................................................

3.2.5.2各子系统功能描述............................................

3.2.6硬件环境...........................................................

3.3系统界面设计.............................................................

3.3.1总体原则............................................................

3.3.2样式详述...........................................................

3.3.3界面控件选择.......................................................

3.3.4界面实现...........................................................

系统登录.....................................................

3.3.4.2系统主界面...................................................

3.4系统开发方案............................................................

3.4.1系统设计开发思路...................................................

水利数字挛生工程解决方案V3.0

3.4.2系统功能设置.......................................................

3.4.3系统体系架构.......................................................

3.4.4系统工作流程.......................................................

3.4.5系统开发技术.......................................................

4子系统详细设计.................................................................

4.1应用支撑平台.............................................................

4.1.1用户与权限设计.....................................................

4.1.1.1用户对象.....................................................

4.1.2用户角色...........................................................

4.2预报模型建模子系统详细设计..............................................

4.2.1子系统概述..........................................................

4.2.2子系统总体设计.....................................................

4.2.2.1子系统设计...................................................

4.2.2.2子系统模块...................................................

4.2.2.3各模块关系...................................................

4.2.2.4功能对照表...................................................

4.3洪水预报子系统..........................................................

4.4专家交互子系统..........................................................

4.5水库调洪计算子系统......................................................

4.6中长期预报子系统........................................................

4.7防洪形势分析子系统......................................................

4.8会商子系统...............................................................

4.8.1子系统概述.........................................................

4.8.2子系统总体设计.....................................................

4.8.2.1子系统设计...................................................

4.8.2.1.1需求规定.............................................

4.8.2.1.2功能结构图...........................................

4.8.2.1.3设计.................................................

.3.1功能描述..........................................

II

水利数字挛生工程解决方案V3.0

.3.2UI设计............................................

4.8.2.2子系统模块...................................................

.1汛期监视.................................................

.1实施河道信息........................................

482.1.2实时冰库信息......................................

.3实时堰闸信息.....................................

.4实时雨情信息.....................................

.5实时旱情信息模块.................................

4.821.6实时咸情信息模块...................................

.7实时风情信息模块.................................

4.821.8实时低温冰冻模块..................................

4.821.9风暴潮警报展示模块................................

.10台风信息模块.....................................

.11水资源（水质）信息展小模块......................

.12工情信息模块.....................................

.13视频监视模块.....................................

4.821.14三维展示模块......................................

.2查询统计.................................................

.2.1雨情信息.........................................

.2.1.1雨情查询...................................50

.2.1.2雨情报表...................................59

.2.1.3雨情统计...................................62

.2.2水情信息.........................................

.2.2.1河道水情...................................65

.2.2.2水库水情...................................71

.2.2.3堰闸水情过程..............................76

.2.2.4墉情信息...................................79

.2.2.5河道水情报表..............................80

.2.2.6水库水情报表..............................85

III

水利数字挛生工程解决方案V3.0

.2.2.7堰闸旬月水情简报..........................89

.2.2.8数据对比...................................93

.2.2.9预报信息查询..............................96

.2.2.10水情统计.................................98

.2.3气象资料查询......................................

.2.3.1气象灾害预警..............................109

.2.3.2卫星云图..................................110

.2.3.3气象雷达..................................Ill

.2.3.4天气预报..................................112

.2.3.5雨量信息..................................113

4.8传真图....................................114

.2.3.7欧洲形式场预报............................115

.2.3.8实况观测..................................116

.2.4综合资料查询.....................................

.2.4.1综合汛情简报..............................118

.2.4.2汇报材料查询..............................119

.2.4.3简报报材料查询............................119

.2.5基础资料查询.....................................

.2.5.1测站基本属性..............................121

.2.5.2测站报送任务..............................123

.2.5.3堰闸站关系................................124

.2.5.4河道站防洪指标...........................125

.255库（湖）站防洪指标.......................126

25.6库（湖）站汛限水位.........................128

.2.5.7土壤墉情特征值.............................128

.2.5.8水位流量关系曲线...........................129

.259库（湖）容曲线.............................130

.3会商准备.................................................

.3.1会商列表..........................................

IV

水利数字挛生工程解决方案V3.0

.3.2创建会商...........................................

.3,3会商资料整理......................................

.4会商演不................................................

.5会商服务................................................

.5.1水情预警发布服务..................................

.5.2预警指标..........................................

.5.3产品制作..........................................

.5.3.1雨情产品..................................141

.5.3.2水情产品..................................142

.5.4水情服务..........................................

.5.4.1综合汛情简报管理.........................144

.5.4.2汇报材料管理..............................145

.5.4.3简报材料•管理..............................146

.5.5会商管理..........................................

4.8.2.3各模块关系...................................................

4.8.2.4功能对照表...................................................

4.9遥测数据分析管理子系统...................................................

4.9.1子系统概述..........................................................

4.9.2子系统总体设计.....................................................

4.9.2.1子系统设计...................................................

4.9.2.1.1需求规定.............................................

4.9.2.1.2功能结构图...........................................

4.9.2.1.3设计..............................................

.3.1功能描述..........................................

.3.2UI设计...........................................

4.9.2.2子系统模块...................................................

4.9.2.2.1遥测站管理............................................

4.9.2.2.2实时报讯监控..........................................

4.9.2.2.3数据质量监控..........................................

V

水利数字挛生工程解决方案V3.0

4.9.2.2.4数据处理维护..........................................

4.9.2.2.5处理数据查看..........................................

4.9.2.2.6数据统计分析..........................................

.6.1特征值统计........................................

.6.2统计值统计........................................

4.9.2.2.7数据异常规则设置......................................

4.9.2.3各模块关系...................................................

4.9.2.4功能对照表...................................................

4.10降水资料三维图形显示模块...............................................

4.11系统运行状况监控子系统.................................................

4.12信息维护管理子系统.....................................................

4.13考核评价子系统.........................................................

4.13.1子系统概述........................................................

4.13.2子系统总体设计....................................................

4.13.2.1子系统设计..................................................

4.13.2.1.1需求规定..............................................

4.13.2.1.2功能结构图...........................................

4.13.2.1.3设计..................................................

.3.1功能描述.........................................

.3.2UI设计..........................................

4.13.2.2子系统模块..................................................

4.13.2.2.1考核评价............................................

.1.1单位考核.........................................

.1.2个人考核.........................................

4.13.2.2.2评价对象管理.........................................

4.13.2.2.3评价指标管理.........................................

4.13.2.3各模块关系.................................................

4.13.2.4功能对照表.................................................

4.14测站管理子系统..........................................................

水利数字挛生工程解决方案V3.0

4.14.1子系统概述........................................................

4.14.2子系统总体设计....................................................

4.14.2.1子系统设计..................................................

4.14.2.1.1需求规定..............................................

4.14.2.1.2功能结构图...........................................

4.14.2.1.3设计..................................................

.3.1功能描述........................................

.3.2UI设计..........................................

4.14.2.2子系统模块.................................................

4.14.2.2.1单位基本信息........................................

4.14.2.2.2人员管理............................................

4.14.2.2.3测站基本信息管理....................................

4.14.2.2.4站点规划............................................

4.14.2.2.5站点管理............................................

4.14.2.3各模块关系..................................................

4.14.2.4功能对照表..................................................

4.15水情值班子系统..........................................................

4.15.1子系统概述........................................................

4.15.2子系统总体设计....................................................

4.15.2.1子系统设计..................................................

4.15.2.1.1需求规定............................................

4.15.2.1.2功能结构图..........................................

4.15.2.1.3设计.................................................

.3.1功能描述.........................................

.3.2UI设计..........................................

4.15.2.2子系统模块..................................................

4.15.2.2.1主界面...............................................

4.15.2.2.2值班安排管理........................................

4.15.2.2.3值班日志............................................

VII

水利数字挛生工程解决方案V3.0

4.15.2.2.4传真管理..............................................

4.15.2.2.5邮件管理..............................................

4.15.2.2.6短信管理..............................................

4.15.2.2.7防汛文档管理.........................................

4.15.2.2.8单位信息管理.........................................

4.15.2.2.9通讯录管理...........................................

4.15.2.2.10水情产品............................................

4.15.2.3各模块关系................................................

4.15.2.4功能对照表................................................

4.16业务应用门户...........................................................

4.17公众信息门户...........................................................

4.18移动平台................................................................

4.19气象服务应用子系统.....................................................

4.20水资源（水质）信息子系统...............................................

4.20.1子系统概述........................................................

4.20.2子系统总体设计....................................................

4.20.2.1子系统设计..................................................

4.20.2.1.1需求规定..............................................

4.20.2.1.2功能结构图...........................................

4.20.2.1.3设计..................................................

.3.1功能描述.........................................

.3.2UI设计..........................................

4.20.2.2子系统模块..................................................

4.20.2.2.1区域水质展示.........................................

4.20.2.2.2实时监测..............................................

4.20.2.2.3水资源分布与信息查询.................................

4.20.2.2.4取水口分布与信息查询.................................

4.20.2.2.5中长期预报关联查询...................................

4.20.2.2.6统计分析..............................................

VIII

水利数字挛生工程解决方案V3.0

4.20.2.2.7专题分析..............................................

4.20.2.3各模块关系..................................................

4.20.2.4功能对照表..................................................

IX

水利数字挛生工程解决方案V3.0

1建设背景

根据实际情况编制

2项目概述

2.1项目背景

整合水利应用系统，建立数字李生水利工程建设一张图的具体需求进行了相关的探索和

实践，结合自主研发实时实景数字李生引擎，打造水利解决方案。该方案的创新亮点是通过

仿真技术对物理水利状况进行数字模拟，对水利工程规划、建设、运营、维护过程进行实时

的监测、诊断、分析、决策和预测，进而实现水利工程的智能运行、精准管控和可靠运维。

此外，通过GIS、视频融合、IOT等技术手段使管理者的决策在虚拟水利平台上得以展示，

映射到物理水利中，结合各类水利业务数据，数字李生水利工程构架智慧水利实景李生一张

图，实现对水利业务的可视化管理，最终实现对水利管理者在建设、运营、管理、维护、安

全等方面的技术赋能。

构建一体化水利感知体系

数字李生水利感知体系是一种智能感知系统，主要负责水事对象及其环境数据的采集。

水利感知体系采用多种感知设备、技术手段和方法，动态监测和实时采集三类主要水情感知

对象的业务特征和事件信息，并对其进行动态监测和实时采集，形成物联传感数据、导航定

位、卫星和无人机遥感监测观测数据、视频解析数据和分析信息。经基础加工、分级分类，

进入数字李生水利平台，为水利大脑提供内容全面、可靠的感知大数据。

实时视频融合真实还原水利场景

数字挛生智慧水利实景挛生一张图实现支撑水利预报、预警、预演、预案的模拟仿真体

系。依托视频融合技术，可高效率、低成本、高真实还原不同复杂流域的现实全景，并在此

基础上融合各类专业监测与对应算法，从而有利精确对水利流域泥石流、积水、洪涝等不同

灾害进行判断、模拟、推演、预测，为后续应对与完善措施做足准备。

水域状态实时监测有效防御灾害

智汇云舟数字李生智慧水利解决方案可综合展示台风路径、气象信息、卫星云图、雷达

10

水利数字李生工程解决方案V3.0

图、雨情、水情等相关业务信息，辅助管理人员进行水旱灾害防御，实现预报、预警、预演、

预案的“四预”治理。

综合运用位置智能保障水利安全

数字李生水利工程建设依托实时实景数字李生平台，利用三维视频融合技术与LI位置

智能技术，在实景挛生水利一张图中直观展示视频监视点、单兵设备、无人机、手机等视频

资源，精准掌控现场实时态势。漂浮物监测、安全帽检测、智能水位识别等智能分析数据与

三维场景联动，精准掌控各类告警数据，辅助管理人员快速发现并及时解决问题，保障水利

安全。

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2.2项目目标

2.3需求概述

参照需求分析里面的内容

II

水利数字挛生工程解决方案V3.0

3系统总体设计

3.1基本设计理念

3.2软件总体结构

（把需求分析的系统运行架构合并进来）

3.2.1软件体系结构

3.2.2系统逻辑视图

描述清楚系统的架构逻辑图

3.2.3系统接口设计

3.2.3.1系统外部接口

和其它系统的对接方式

3.2.3.2系统内部接口

模块直接的对接方式

3.2.4系统整体应用模式

描述清楚系统的架构，应用方式等

12

水利数字挛生工程解决方案V3.0

3.2.5子系统划分

3.2.5.1子系统清单

系统名称系统描述

预报模型建模子填写基本的描述内容

系统

洪水预报子系统填写基本的描述内容

3.2,5.2各子系统功能描述

序说

项目主要开发内容

号明

总体架构平台基本框架、公共构件

底层数据处理关系数据库建设，数据文件存放设置

单点登录认证服务

GIS服务（包括地图资料整理、地图服务、专题图的生成）

应用支撑平

1水文预报模型服务

台各类服务

资源管理服务

数据资源读写服务、数据处理服务

信息推送服务、短信服务、传真服务、邮件服务等

公共支持软件包括通用水位流量、雨量过程线绘制、通用报表生成等

13

水利数字李生工程解决方案V3.0

公共函数库

系统日志生成

系统出错处理

标准规范

用户管理

服务整合权限管理

业务应用门服务配置

2

户应用功能管理

单点登录

业务展现个性服务

界面展示

数据库表管理维护

数据库管理维护

数据导入导出

基础地理信息资料

专题空间数据维

水文预报预警专题空间数据、预报分区图、降雨频率分布图

护

信息维护管等

3

理对象信息维护小流域基本信息等

数据交换设置

数据交换管理

数据交换管理

目录（文件）管

目录（文件）管理维护

理

单位信息管理包括单位基本信息、人员信息

包括流域概况、测站基本信息、测站水文特征信息、测站负

4测站管理站网管理

责人信息、各类统计信息

测验信息管理测站报汛任务、报汛方式、仪器设备等管理

实时报汛监控

遥测数据监数据质量监控

5

控数据处理维护

报汛质量统计

14

水利数字李生工程解决方案V3.0

处理数据查看

数据异常规则设置

服务器及存储设备运行负载监控

运行环境监控系统网络监控

数据库运行状况监控

数据服务监控

系统运行状

6服务运行状况监水文数据交换

况监控

控气象数据交换

GIS服务监控

日志查看

监控日志管理

日志备份与导出

单位考核

对象考核

个人考核

7考核评价

考核对象管理

考核管理

考核指标管理

基本框架、公共构件

各类信息（水情、雨情、旱情、咸情、风情、低温冰冻信息）

实时监视

工情信息

实时监视

水资源（水质）信息展示

台风信息

水雨情监视视频监视

8

与查询会商水位流量超变幅信息

水雨情、风暴潮汛旱情超警信息自动生成（报警事件的数据

超警警报

触发与定时处理触发相结合）、指定生成

水雨情、风暴潮警报展示

雨量分布图、雨量等值线、等值面

雨情查询统计时段、日、旬、月、年雨量查询统计

雨量极值统计

15

水利数字李生工程解决方案V3.0

雨量距平图、表

日、旬、月雨情简报

最大雨情站简报

雨情报表

每日雨情统计

行政区时段、日、旬、月、年雨量统计

单站实时水情过程线、断面图、洪量统计

单站旬月均值统计、距平统计图表

雨洪图

河道水情查询多站、站组水情对比、来水组成统计

河道特征值、极值系列

与历史对比分析

河道水面线

单站实时水情过程线、断面图

多日均值

水库水情查询

雨洪图

水库特征值、极值系列

单站、多站实时水情过程线

对比分析

堰闸水情查询

极值系列

堰闸特征值

单站、多站实时水情过程线

对比分析

风暴潮查询

极值系列

特征值

堵情信息堵情信息查看

水情简报

洪峰简报

河道水情报表

旬月水情简报

水情年简报

16

水利数字李生工程解决方案V3.0

水情极值表

水库水情简报

水库旬月水情简报

水库水情报表

水库年均值简报

水库水情极值简报

堰闸水情简报

堰闸旬月水情简报

堰闸水情报表

堰闸年均值简报

堰闸水情极值表

河道超警信息统计

水库距离汛限、正常高水位信息统计

水库纳雨能力统计

水库蓄水量统计

旬月来水量统计、距平统计、最大洪量统计

水情统计

水位K线图

水情多日均值统计

水情专题

洪水频率查询

水雨情监视洪水传播时间

8

与查询会商河道水位流量对比分析表（与历史对比、与历史同期对比）

数据对比

雨量累计对比

重要站最新水情预报表

水情预报查询

单站、多站预报查询

综合汛情简报

综合资料查询汇报材料

简报材料

测站基本属性

基础资料查询测站报送任务

堰闸站关系

17

水利数字李生工程解决方案V3.0

河道站防洪指标

库（湖）站防