数字孪生是一种基于数字化技术的新型技术，它将物理世界与虚拟世界相结合，充分利用物理模型、传感器、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。它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。
数字孪生是一个普遍适应的理论技术体系，可以在众多领域应用，包括但不限于：产品设计、产品制造、医学分析、工程建设等。数字孪生技术的优势主要体现在以下几个方面：
提高性能
通过数字孪生提供的实时信息和见解，可以优化设备、工厂或设施的性能；
预测能力
数字孪生可以为用户提供制造工厂、商业建筑物或设施的完整视觉和数字视图，从而提前预测潜在问题并采取措施；
远程监控
数字孪生的虚拟性质意味着用户可以远程监控和控制设施，减少人员需求并降低安全风险；
加快生产时间
通过构建数字副本，可以加快产品和设施的生产时间，提高生产效率。
城市排水管网，作为城市的血管，是城市生命线的重要组成部分，与城市发展及民众生活紧密相连。随着城市化进程的加速，传统的排水系统面临着越来越多的挑战，开展排水数字孪生体系建设的需求显得尤为迫切。
排水数字孪生内涵是通过“由虚入实”“以虚映实”和“由虚控实”，实现物理排水对象全生命周期管控，其特征包括高度保真、演化自治、实时同步、闭环互动、共生进化。排水数字孪生体系构建主要分为五部分：
一是依托BIM+GIS、MR等技术构建智慧排水“物理躯干”，打造承载基础设施数据与提供信息交互能力的数字孪生底座和基于底座的综合应用场景，如地下管网可视化等；
二是依托监测设施合理布设构建智慧排水“感官神经”，通过监测设施的合理布局和监测内容的优化完善，实现对排水管网运行情况的全面实时掌控；
三是依托模型仿真及大数据分析构建智慧排水“核心大脑”，以排水模型及大数据算法为核心，赋予智慧排水预警、决策等功能；
四是依托数据处理技术构建智慧排水“数据资产”，建设一套完整数据平台，支撑对片区各类业务数据的梳理及应用场景设计；
五是依托NLP语义模型构建智慧排水“领域知识图谱”，形成面向排水系统的大规模语义网络。
蒙自排水设施智慧运行系统作为试点构建的服务于本市首座开放式生态排水泵站的单系统智慧运行平台，集成了系统全感知、MR排水设施三维模型、排水系统机理/数理模型、AI机器学习智慧预测、智慧安防、设施生命周期管理等数字化新技术、新功能初步实现对市政泵站“放江、截流、调蓄、处理”四大功能的逻辑支撑，构建了生态泵站现场“声、气、水、泥”等环境指标的监测体系，并提供运行分析、异常报警、联合调度、工单处置等多类细化功能分项，完成数字驱动排水系统运行调度决策系统中“水安全”“水平衡”“水环境”三种模式的底层逻辑和调度算法，在传统的“水位调度”基础上，形成新的“来水量调度”模式，一定程度上展现了未来现代化排水的管理雏形。
随着数字孪生技术的不断发展和应用，上海排水系统将进一步实现智能化、精细化管理。通过构建多种系统应用场景试点，如内涝风险预测管控系统、泵站放江预测管控系统、排水管道预测围护系统、泵站数字孪生系统、排水系统监测数据处理系统等，建设更加完善的数字孪生体系，助力上海更好地应对城市排水面临的挑战，提升城市的安全性和韧性。
排水事务中心供稿
