立项原因：传统水厂管理依赖人工巡检和纸质记录，存在数据滞后、信息孤岛、应急响应慢等问题。随着水厂扩能改造和智慧化转型需求，需要通过数字孪生技术实现水厂从建设BIM数据到运维管理的平滑应用，提升水厂运营效率和安全管理水平。
行业场景：本项目面向智慧水务领域，主要应用于城市自来水厂的数字化管理。深圳东湖水厂作为深圳市最具历史意义的水厂，随着水厂的扩能改造，通过数字孪生技术实现水厂从建设BIM数据到运维管理的平滑应用。系统结合水厂的管理模式，从水处理工艺、设备资产、人员运维等方面全面支撑水厂的智慧化管理，适用于东湖、五指耙、绵宁、洪湖、泵站、笔架山等多个水厂的统一管理平台。
1. 工艺监控与仿真模块：实时监控水处理工艺流程，包括进水、沉淀、过滤、消毒等各个环节的运行状态，支持工艺流程的3D可视化展示和仿真模拟。
2. 设备管理模块：对水厂内的各类设备（水泵、阀门、加药设备等）进行全生命周期管理，包括设备台账、运行状态监控、维护保养记录、故障预警等功能。
3. 智能调度模块：根据实时水质数据、设备运行状态、用水量预测等信息，智能优化水厂运行参数，实现自动化调度和节能降耗。
4. 虚拟巡检与远程值班模块：通过3D场景实现虚拟巡检，支持远程查看设备状态、管线走向、关键区域监控，减少现场巡检频次，提升巡检效率。
5. 资产管理模块：对水厂资产进行数字化管理，包括资产台账、位置定位、使用状态、折旧计算等功能，支持资产的全生命周期追踪。
6. 综合预测与实时预警模块：基于历史数据和实时监测数据，进行水质预测、设备故障预测、用水量预测等，当监测数据异常时及时发出预警。
7. 模拟演练与应急预案模块：支持应急场景的3D模拟演练，包括水质污染、设备故障等突发情况的应急处置流程，提升应急响应能力。
8. 综合水质监测模块：实时监测进水水质、出水水质、管网水质等关键指标，支持多维度数据展示和趋势分析。
9. 排水用户管理与管网溯源模块：管理排水用户信息，支持管网流向追溯，快速定位污染源。
10. 水质扩散预测模块：基于水力学模型，预测污染物在水体中的扩散路径和影响范围，为应急决策提供科学依据。
11. 网格化管理模块：将水厂区域划分为网格，实现精细化管理，支持网格内设备、管线、人员的统一管理。
12. 大屏监控模块：为每个水厂定制开发大屏监控界面，实时展示关键运行指标，支持自适应布局，适配不同尺寸的显示设备。
负责的具体任务：
1. 水厂模块开发：负责东湖、五指耙、泵站、笔架山、绵宁等水厂的工艺模块、能耗模块、设备模块的前端开发工作。由于各水厂功能基本一致，我采用模块化开发方式，实现代码复用，同时针对各水厂的定制化需求进行个性化开发。
2. 3D交互功能开发：负责水厂导航、管线展示、3D场景交互、视频巡检等功能的开发。通过51world、Babylon.js等3D引擎，实现水厂场景的3D可视化，支持场景漫游、设备定位、管线追踪等交互操作。
3. 大屏监控开发：为每个水厂开发定制化的大屏监控界面，实现关键数据的可视化展示。采用ECharts进行数据图表开发，支持实时数据更新和自适应布局，确保在不同尺寸屏幕上都能正常显示。
4. 3D配置框架管理：负责管理所有水厂的3D配置框架，统一配置标准，提高开发效率和维护便利性。
技术栈与架构：项目采用Vue3.0 + TypeScript作为前端框架，使用Ant Design作为UI组件库，ECharts进行数据可视化。3D渲染使用51world、Babylon.js、UE等引擎，实现水厂场景的3D建模和交互。采用模块化架构设计，将各功能模块解耦，便于维护和扩展。
实现亮点：通过数字孪生技术实现水厂物理空间与数字空间的实时映射，支持多水厂的统一管理平台，实现了从BIM数据到运维管理的平滑应用。3D可视化技术让复杂的工艺流程和设备关系变得直观易懂，提升了管理效率。
技术难点：3D场景的性能优化（特别是大场景的加载和渲染）、多水厂数据的统一管理和展示、实时数据的同步更新、不同3D引擎的API学习和集成等。通过团队定期讨论优化策略，逐步解决了这些技术难题。
评论