Page 12 - 2023年第54卷第10期

动生成，推送水工程调度方式并完成计算。自动生成的调度方式推送及计算完成后，系统将调用调度
响应关系模型，评价调度效果（如控制站水位或者流量变化情况），若不能满足防洪要求，则将调度结
果反馈至第二级，并再次完成第二级至第四级的步骤，反复迭代直到获取到最优调度方案。
上述简要介绍了充分利用知识图谱，衔接防洪形势、调度响应关系等引擎，实现流域水工程防洪
由人机交互修改边界模式的半自动调度到机器判读生成调度方案的智能调度，并通过调整调度方案对
调度效果逐次迭代修正，实现调度方案的优化，最终完成流域工程调度的智慧化模拟。
３．３ 业务应用 服务水管理决策支持的业务应用是数字孪生流域实现智慧水利的落脚点。为支撑流域
防洪、水资源等大尺度大范围水流和工程调度管理，如何根据水情工情采用调度规则进行正向模拟和
根据调度目标反向推演，实现知识驱动的水工程智能调度，是新形势下数字孪生建设的重要内容。
（ １）正向模拟与反向推演功能相结合的水工程智慧调度。本文 ３．２节中介绍的防洪知识图谱构建
及知识平台构建技术中解释了根据洪水情势驱动调度规则应用、实现推送调度方案的正向预演智慧化
调度；而以调度目标为边界的反算推演则可进一步提升调度业务应用的智能化水平。研究提出 “正向
预演＋ 反向推演” 功能的思路，如图 ７所示。正向预演可通过调度规则快速模拟全流域调度过程，对
未来情景有整体把握；然而正向预演的调度过程不一定能完全满足防洪、供水等要求，还需要基于特
定控制目标的反向推演计算。

图 ７ 丹江口对皇庄防洪 “正向预演 ＋反向推演” 示意图

（２）基于调度规则的正向预演。如图 ７所示，正向模拟需要构建调度业务计算流程，根据流域实
时及预报水情、雨情、工情、险情等特性，基于知识平台中构建的调度规则，自动完成全流域正向调
度模拟计算，并对调度效果进行评估。如汉江流域丹江口水库对皇庄防洪调度时，在正向计算中，将
丹江口入库流量与皇庄站预报总流量作为丹江口防洪调度方式的判断条件，根据调度规程对应不同来
水实施分级补偿调度，形成预见期内不同洪水量级条件下下丹江口下泄流量过程。
（ ３）基于调度目标的反向推演。如图 ７所示，反向推演功能的实现需要构建调度工程与调度目标
的响应知识图谱，根据防洪控制站目标水位（或流量），调用知识图谱，快速形成水库调度方式。如丹
江口水库对皇庄防洪，在反向推演中，若需要将正向调度模拟中形成的皇庄超过警戒水位的最高水位
削减至 ４８ｍ以下，系统将调用丹江口水库在不同拦蓄流量、不同拦蓄历史下对皇庄水位削减效果的
防洪调度影响知识图谱，快速获取皇庄水位低于 ４８ｍ的丹江口水库出库流量过程（考虑丹皇区间预测

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