一、背景
4月28日召开的中央政治局会议明确提出加强水网、新型电网、算力网、新一代通信网、城市地下管网、物流网等规划建设。5月9日召开的国务院常务会议,就“六张网”作出更为精准具体的部署。从两会定调的国家战略,到7万亿投资的强力护航,再到一批标杆项目的加速落地,水利行业已告别“默默无闻”,迎来了历史性发展机遇。总体来看,“十五五”期间水利建设将保持稳定投入、系统推进,逐步构建安全可靠、绿色智能的现代化水利体系,水利行业进入长期、可持续的发展阶段。对行业而言,这不是短期脉冲,而是长达十年的结构性机遇。对企业与从业者而言,水利大规模投资将带动上下游产业发展与就业增长,每千亿元水利投资可带动一定规模就业岗位,“十五五”期间相关就业需求将持续释放,水利技术、智能调度等专业人才需求增加,泵阀、管道、智能监测设备等细分行业需求稳步增长。

二、水网建设的内容及痛点
水网建设包括重大引调水工程、防洪减灾体系、灌区现代化改造、农村供水提质、水生态治理修复、智慧水利与数字孪生天空地一体化监测等内容,涉及保供水、保防洪、保粮食、保生态、提智慧,五位一体同步推进。随着全球气候变化与水利工程体系不断完善,我国高标准防洪工程体系已基本建成,但非工程防汛措施仍存在明显短板,成为制约防汛效能提升的关键瓶颈。
1、业务流程割裂,协同效率低下
防汛工作涉及多部门联动,传统系统多为垂直独立管理,存在严重数据壁垒,无法实现数据互通共享。线下沟通、人工流转的工作模式,不仅拉低了防汛管理效率,也导致基础数据维护难度大,难以形成统一权威的流域数据底板。
2、数字底板缺失,三维场景不足
多数地区仅搭建了二维水利数据底板,三维可视化底板建设滞后,无法真实还原流域地貌、水利工程、水下地形等实景信息,难以支撑复杂防汛场景的模拟与研判。
3、业务场景单一,数字化程度低
传统防汛系统功能多停留在简单数据展示层面,完整的防汛业务场景覆盖不全,大量工作依赖人工操作,业务流程数字化转型不彻底,同时存在一定的数据安全隐患。
4、智能决策薄弱,四预能力不足
缺乏多因素组合预警功能,预报预演系统多为离线运行,实时性、可视化效果差;各类防汛预案、资料以纸质、静态文件为主,无法快速调用、智能适配汛情,决策支撑能力严重不足。

三、中交路桥科技数字孪生流域系统平台
针对目前流域治理存在部门协同不畅、数据零散、场景可视化不足、智能决策薄弱等诸多痛点,中交路桥科技基于工程实践,依托数字孪生流域技术打造的防汛“四预”(预报、预演、预警、预案)平台,实现了防汛工作从被动应对向主动防控的转型,目前已在全国多个流域落地见效,成为智慧水利防洪减灾的核心抓手。
1、总体架构
数字孪生流域采用“国家级-流域级-省级-市县级”四级联动架构,各层级权责清晰、数据互通、业务协同;技术层面遵循“四层”架构,各层解耦、能力复用,确保系统高效运行与可扩展性,整体融入数字孪生水利体系,与数字孪生水网、数字孪生水利工程互联互通、信息共享。感知层(捕捉物理流域动态)、传输层(构建统一数据底座、数据的自动化采集及传输)、平台层(大数据处理及趋势预测、算法支撑)、应用层(落地各类业务场景);支撑体系包括标准规范体系与网络安全体系,保障建设与运行合规、安全,为数字孪生流域建设提供全方位保障。

2、关键核心技术
(1)天空地水一体化感知网络
作为连接物理流域与数字空间的核心纽带,按照“全覆盖、无盲区、高精度”要求布局,升级为“天空地水工”一体化监测感知系统,实现物理流域全要素实时感知,为数字孪生提供精准数据输入,是数字孪生水利体系的重要基础。
天基感知:开展洪涝、岸线、植被、面源污染等大范围动态监测,实现流域全局态势掌控,全面覆盖水利核心监测需求。
空基感知:开展河道巡检、排污口排查、水下地形测绘、堤坝隐患检测,提升隐患识别精度,形成常态化空基监测能力,有效弥补天基感知的细节监测短板。
地基与水基感知:实时监测水位、流速、流量、泥沙、水质(pH、DO、氨氮、总磷等)、工程安全(渗压、位移等)及生态指标,实现水下场景精准监测,构建起全方位的地面与水下监测网络。
传输与运维:采用5G、北斗三号、卫星通信、光纤多链路冗余传输,重要监测点数据传输时延不超过1秒;建立AI智能运维平台,同时深化新型监测装备研发应用,提升极端天气、偏远地区及应急场景下的监测能力,保障感知网络稳定运行。
(2)多源多维数字底座
依托“全国水利一张图”开展多源、多维、多尺度数据归集与共享,打破数据孤岛,汇聚基础地理、水文水资源、水利工程、水生态环境、气象、社会经济等多种类型、多个维度核心数据,全面覆盖流域治理各环节需求。建立跨部门、跨层级数据共享接口,对接自然资源、生态环境、应急管理等部门数据,核心监测数据实时更新,推动数据高效流转与复用。
(3)AI趋势预测
融合物理模型与数据驱动模型,深化水利机理模型应用和研究,推动模型迭代优化。运用机器学习、深度强化学习等AI算法,修正预报误差,优化调度方案;自主研发“云—雨”降水预报模型、分布式洪水预报模型,提升极端天气、洪水演进等场景的预测精度,为流域灾害防御提供精准支撑。
(4)“四预”闭环应用体系
围绕流域治理核心需求,构建了流域防洪“四预”决策支持系统,实时汇聚取用水、降水、地表地下水资源等监测数据;实现入河排污口溯源、黑臭水体精准治理、水质达标智能管控,通过模拟水质变化趋势,提前预警水生态风险,支撑流域水生态修复;对水库、堤防、水闸等大型水利工程进行在线监测与智能分析,实现全业务智能闭环管控,覆盖防洪减灾、水资源调度、水生态保护等核心场景。
四、中交路桥科技水网建设服务能力
中交路桥科技水网数字孪生系统平台的研发与应用,有效解决了传统防汛业务流程不通、数据底板不全、场景覆盖不足、决策支撑薄弱等行业痛点,实现了流域防汛从人工经验研判向数字化、智能化、精准化决策的转型,适用于各类大小流域的水旱灾害防御工作,为智慧水利建设提供了成熟落地范式。

中交路桥科技有限公司成立于2009年,是专业从事工程检测监测、城市安全监测预警与评价、数字智能化研发为一体的复合型高新技术集团企业。目前已分别取得铁路行业、公路行业、建筑行业颁发的行业检测资质,及河北省技术监督局的计量认证资质,是河北省建筑与公路检测行业同时具备“专精特新”、“高新技术企业”和“科技小巨人”的检测机构。结合多年行业先进经验,融合数字经济和国家安全体系发展需求,构建“智能监测、科技领先、智慧城市、数字赋能”的品牌战略,形成了工程检测、城市安全监测、数字化研发运维三大业务板块。公司技术实力雄厚,当前拥有一支高素质工程医生团队,囊括了铁道工程、城市道路与公路、桥梁工程、隧道工程、建筑工程、水利工程、工程物探、安全技术、电力、信号、集成电路、智能科学等专业。公司试验、检测、监测仪器设备齐全,用于试验检测、测绘的仪器设备共计千余套,为试验检测、监测数据的科学、准确提供了硬件保证。