数字孪生灌区物联网软件平台

一、产品介绍

数字孪生灌区综合服务管理平台运用物联网、互联网、云计算、大数据分析等先进技术，聚焦灌区现场信息感知。对渠道闸门、输水管道闸阀、抽水水泵等设备的自动化控制，对灌区用水、土壤墒情、降雨量、气象等数据的实时监测采集、统计、分析。灌区用水调度、智能灌溉、工程运行、应急处置、便民服务等多个方面集成为一体， 是一个以信息系统采集为基础、以高速安全网络通讯为手段的灌区综合管理平台。

数字孪生灌区物联网软件平台包括：

1、灌区一张图；

2、灌区综合服务平台（一体化闸门、信息查询、问题上报、移动巡查、分析决策等）；

3、灌区业务支撑平台；

4、自动化采集测控平台；

5、掌上移动信息终端。

二、设计原则

系统设计以“统一规划、急用先建；平台公用、资源共享、需求牵引、分步实施”为原则。

三、平台设计

数字孪生灌区物联网软件平台基于GIS技术建设灌区一张图，对灌区内相关信息（例如渠系、闸门、直灌口、计量点、视频等）进行集中化展示与查询。可直接实现对闸门进行启闭操作，并浏览视频监控动态信息。平台包含基础设施层、数据服务层、应用支撑层和表现层。总体设计如下图所示：

传感层：系统通过诸如水位、水压、流量、视频监控设备以及一体化闸门控制设备等对基础设施设备进行监测监控，同时上传实时监测数据。

边缘计算层：边缘计算层包括网关设备、边缘控制设备等，支持传感层设备的接入及数据转换，经过边缘计算后通过边缘控制设备进行计算结果表达。

基础设施层：基础设施层包括系统服务硬件设备、容器以及物理机，包含计算、存储、输出等设备以及网络设备，主要负责数据虚拟化等操作。

数据服务层：系统使用物联网时序数据库进行传感器信息的批量采集存储，以及数据分析信息、操作日志、备份以及历史信息记录存储。

支撑服务：支撑服务为上层服务提供支撑，包括视频服务、分布式应用服务、移动应用服务、GIS服务、结构数据存储、非结构数据存储、大数据服务。

应用服务：应用服务包括为南干渠提供的一体化闸门、闸门控制、信息查询、问题上报、移动巡查、分析决策等。

四、平台组成

数字孪生灌区综合服务平台由平台软件、Web服务器、数据库服务器、传输采集网关以及自动化监测设备组成。Web服务器集中了应用软件的开发、维护等工作，包括用户权限认证。数据库服务器负责为整个系统提供数据支持。网关连接传感器进行数据采集及转换协议上传数据到服务器。

采集方式有：自动采集上报、手持设备采集人工录入、视频监控设备采集上传等方式，

监测设备有：自动化闸门、闸位计、水位计、流量计、雨量计、土壤墒情、视频监控等设备。

五、软件功能简介

       灌区一张图：以地图为中心，通过一张图实现对渠道、闸门控制、量测水监测、防汛水监测、视频监控、工程等信息展现；

       大数据展示平台：通过大数据站平台可直观查看设备信息、人员信息、业务数据信息、巡查信息和故障信息等；

闸门控制系统：对闸门进行升级改造，实现闸门远程启闭控制，也可联动水位计或流量计按照水位或流量进行闸门的开度自动化控制；

水情管理系统：对前端渠道水位、流量实时采集、上报、统计分析；

灌区巡查系统：移动app巡查，对巡查轨迹自动记录上传；

故障上报系统：通过移动巡查app，现场描述故障或对故障点进行拍照确认，自动上传平台；

报表统计系统：用水量统计（天、周、月、季度、年），设备运行记录统计以及其他相关信息统计；

缴费管理系统：水费缴纳管理，可对水费进行预收和最终结算；

数据管理系统：对灌区数据的管理，包含灌区基本信息、数据采集信息、运行记录信息、设备操作控制信息、设备管理信息等；

视频监控系统：通过平台可实时预览前端视频画面，可对画面进行实时操控，支持视频的预览、回放、操控、下载、周界预警等;

数字孪生灌区移动端：数字孪生灌区APP，支持打卡、查看巡查记录、故障上报、位置采集、无任务巡查上报、视频监控、人员管理、调水管理、闸门控制、液位监测、流速监测、巡查下发、巡查转发、巡查执行、巡查上报、巡查审核等功能操作；支持巡查轨迹记录、巡查轨迹展示、报表查看、消息通知等功能。

...  ...

六、软件界面

七、平台特点

    1、智能技术、领跑行业：大智区移云物结合，通过“一朵云”、“一张图“、“一张网”以及智能技术同灌区业务深度融合，透彻感知、全面互联、智能应用。

    2、全天候运行、 节能环保：现场设备全天候运行，可手机、WEB端等远程控制太阳能现场供电，节能环保。

    3、科学管理，幸福工作：实时获取灌区业务数据，转变管理模式，智能控制，减轻劳动强度，降低工作成本，幸福工作。

    4、智能业务应用，高效服务：多智能系统协同，实现业务管理更高效 、指挥调度更智能、综合决策更科学、为民服务更便捷。

    5、定制化开发：接收用户需求，按照需求定制化开发。