数字孪生丨城市应急预警的超级数字大脑

城市内涝，已经成为我国多数城市面临的最常见、最危险也是最需要预防的灾害，给应急治理带来诸多压力。

面对城市内涝灾害，城市应急管理应该从预防、准备、响应、恢复等四方面发力，将灾害风险与后果降至最低。而其中预防就是首当其冲，不仅仅要预防常规暴雨所带来的“灰犀牛”事件，更要预防如同“郑州城市内涝”这样的极端“黑天鹅”事件。

在预防城市内涝上，以往基本都要依靠人力来完成，由雨水管网养护人员循着经验去点位巡查，或者调用大量人员严盯死守常见内涝点的监控录像，这样不仅会消耗大量的精力，而且也不好做到统一管理、即时调控。

而如今，数字孪生“智”理已成为强化城市应急调度管理的有效手段之一。

下面就以凡拓数创结合数字孪生、AI、大数据、物联网、云计算等技术所开发的“汕头塔岗围数字孪生内涝预警系统”来说明在数字城市中，将如何强化城市应急系统，做城市的超级数字大脑。

整个系统基于东部某沿海经济带为数字孪生背景，利用高精度、高性能的渲染内核所开发，预备了多套显示模型，可以很好地还原城市建筑楼群、街道、公园、河流甚至车辆的信息。城市数字孪生场景建模越精细，越能让灾害评估更加精确，风险预警更加科学，灾害抢救更加及时。

同时开通了多个网络接口，连接城市的各个信息端口，实时呈现在系统之上，包括天气的转变，温度、湿度等气象信息以及街道水位的实时变化等。

该城市内涝预警系统共有四大模块，分别为系统总览、内涝监测、环境监测和内涝演示，是符合了水利部在今年8月建设“数字孪生流域”中所提及的“四预”（预报预警预演预案）基本要求。

系统总览

该页面下，集成了当前区域的基本信息、预警信息、环境信息与设备监测的实时情况。让管理者可以清晰直观地对当前城市的基本气象信息有一个了解，对可能发生的异常天气、灾害天气有一个精准的预判。

由于采用了高精细化的数字孪生平台，该系统支持显示不同传感器的具体位置信息与状态信息，并能够在系统中实时呈现；快速切换；标签化显示。

对管线的孪生渲染也是预防城市内涝的核心之一，该系统不仅支持城市雨水管道的实时状态、位置显示，更加入了对楼群、重要建筑的排水系统的数字化还原，让管理者能够更加精细化、快速化、准确化地找到排水故障源。

内涝监测

该界面将重点突出与城市内涝息息相关的数据，比如全域24小时降水量监测、降水量排名与未来几日降水的预测，并汇总当前所有设备的水位信息，通过实时模拟计算来预报有可能发生的城市内涝情况，精准至某一条街道，并反馈在孪生城市中，让管理者对防涝工作可以做到全流程可视化、精细化、高效化的统一管理。

环境监测

在这一界面中，系统将与当地的气象数据实时联动，显示当前的气温、湿度、空气质量、风力等基础的气象信息，让系统在日常的实用率大大增加。

内涝演示

精准的城市建模也为仿真模拟演练提供了充足的条件，该面板中集成了“10年、20年、30年、50年、100年”一遇的不同等级降水强度模拟系统。

配合模拟实时降水量和模拟实时水位的变化来让城市管理者们直观地判断、分析在不同降水条件下有可能出现的异常状况，进而完善对其的处置流程方案，真正做到“未雨绸缪”，事前预警。

系统通过拟真的数字孪生物理引擎对不同等级的雨量进行模拟，同时对地表积水、管道水网水位等情况进行采集联网，模拟在遭遇大暴雨时城市范围内的可视化呈现，结合物联网，及时进行联排联调，为城市管理者对排水系统优化提供决策参考。

在城市防灾减灾的进程中，数字孪生技术的加入让其从依靠人力支援、经验判断、多点开展进化成智能预警、精准预防、一屏总览的科学模式。

通过智能识别内涝风险街区、点对点开展预警风险，提升预警精准度，避免出现一刀切式的防控情况，更高效及时地对周边人群、车辆进行疏散，用最小代价来避免灾害后果。凡拓数创FT-E数字孪生平台将持续助力各街道、园区、城市在数字孪生应急系统上的建设与运营，为城市人民生命财产安全保健护航，为城市管理者提供更科学的辅助决策工具。