高尽辉在第八届数字中国建设峰会数字孪生水利分论坛上的发言
发布时间:2026-01-05 10:44 文章来源:峰会组委会秘书处
虚实共生 智水惠民——数字孪生南水北调建设实践与展望

中国南水北调集团水网智慧科技有限公司副总经理

高尽辉

  尊敬的各位领导、各位嘉宾,下午好!我深感荣幸,能在此分论坛上与大家分享南水北调集团在数字孪生和人工智能领域的实践与思考。

  我的汇报将围绕三个核心议题展开:首先是数字孪生技术在南水北调工程中的应用,其次是我们在建设实践中的具体做法,最后是对未来发展的展望。

  一、数字孪生技术的应用

  当南水北调工程与数字文明相遇时,它将经历一场深刻的变革。数字革命正在水利工程领域不断发酵,我们正致力于将智慧的基因植入国家水网。在世界水资源大会上,我们提出了“让智慧基因根植国家水网”的口号,目前我们正在将这一理念付诸实践。我们期望通过数字化和智能化的手段,不断提升南水北调工程的智能化水平。

  南水北调工程不仅是一项宏伟的工程,更是一件杰出的作品。它是在举国体制下,经过1000多家参建单位、数十万建设者的共同努力,历经10余年运行,汇聚了几代科学家和工程技术人员智慧的结晶。它成功攻克了多项世界级技术难题,至今已累计调水800亿立方米,惠及人口达1.85亿,生态补水100亿立方米。

  在规划数字孪生南水北调工程时,我们怀着深深的敬意,希望在前辈的基础上更进一步。无论是东线的跨流域多水源调度,还是中线的跨领域引调水工程,抑或引江补汉的长隧洞工程,我们都在努力不辜负前辈的期望,以数字孪生技术引领南水北调工程的数字化转型,并在高质量发展中逐步实现内在需求和动力的转化。

  在数字孪生的规划上,我们考虑了三个维度的整合:数据和技术层面的感知能力、管理决策能力以及经营管控能力。我们希望借助信息技术、大数据技术、自动化技术和人工智能技术,在感知、认知和预知方面取得成果。在工程建设中,我们已铺设超过10万支传感器,我们致力于更好地利用这些传感器,包括卫星、北斗和水下机器人等技术成果,以实现立体融合感知,及时发现并自动处置各类水问题。

  在增量方面,我们新增了220公里的数字高程模型,并增加了相关建筑物和机电金结设备。通过提升现有能力,我们为中线数字孪生工程打下了坚实的感知基础。

  在科学决策层面,我们整合了中线多年建设运行中形成的一系列模型,提炼并深入挖掘,形成了包含5大类35项的多模型耦合体系。我们构建了面向服务的模型管理平台,通过统一标准接口管理所有模型,以实现高扩展性和高可用性,从而降低重复投入成本,提高建设效率和速度。

  在高效管理层面,我们致力于将业务管理、整体解决方案与模型技术相结合。以2023年至2024年的定期输水为例,面对北京12月份的严寒天气,我们通过数字孪生技术的推演,不仅没有降低调水量,反而实现了3.4亿立方米的增量,这充分展示了数字孪生技术的巨大潜力。

  二、建设实践

  在建设期间,引江补汉项目作为94个先行先试项目中唯一付诸实施的项目,我们致力于打造一个全数字化生命周期的项目,我们广泛调研了众多相关企业及工程案例,并借鉴了川藏铁路的建设经验。我们从勘察设计、建造、管理到数字化工地的建设,逐步整合数据,构建了一个强大的数字化展示平台。

  近期,特别是今年春节以来,人工智能技术受到了广泛关注。我们团队最近在杭州进行了学习,期间收获颇丰。尽管目前公司员工对人工智能的潜力尚缺乏清晰的认识,但通过学习,我认识到人工智能实际上是一场基础性的革命。正如马车被发动机取代时,我们开始用全新的视角审视原有工作,新技术的引入无疑会带来新的挑战。然而,正是这种挑战,构成了技术进步的必经之路。当前,人工智能正在重塑人类文明,因此它是一场基础性的革命。

  《5000天后的世界》作者凯文·凯利曾言,当答案易于获取时,提出正确问题的能力以及掌握正确思维方式的能力变得尤为宝贵。我最近在我的手机上安装了多个大型语言模型,它们在不同情境下展现出不同的能力。例如,使用Kimi时,我可以撰写正式文件;而使用DeepSeek时,它能很好地表达感性内容,如婚礼致辞等。

  人工智能正在引领新一轮科技革命和产业变革。最初,人工智能主要用于计算任务,我们设定任务并进行规模计算或辅助分析。但如今,人工智能已具备学习能力,能够自主学习。它不仅能够处理已知知识,还能初步探索我们未知的领域,并进行分类。尽管人工智能目前尚无法揭示我们未知的未知,但在未来,它是否能具备创造性,目前尚难断言。然而,在当前阶段,我们应当充分利用人工智能。

  自年初至今,我们一直在推进相关工作。去年,我们在数字孪生领域做了大量工作,今年则专注于人工智能+的专项行动,旨在构建以人工智能为新引擎的水网特色新质生产力,以提升南水北调工程的运行管护能力和水平。我们从六个方向着手,包括AI+调度运维、AI+安全监管、AI+水质保护、AI+经营管控、AI数据赋能和AI平台筑基,致力于实现人工智能、数字孪生和大数据新技术的融合。我们希望技术与决策相结合,新技术与日常管理相融合。

  在数据基础方面,南水北调工程拥有大量数据,不仅包括中线和东线,还有灌区和相关水库的数据。我们致力于汇集这些数据,建立多元异构的数据集,以实现生态间的复用,确保数据的可管理、可治理、可控制、可监控和可共享。我们逐步构建多元异构的数据集,以打造一个可信的数据空间,并在南水北调的整体框架中推广。

  在算法方面,我们认为水利行业的专业基础模型是不可替代的。我们正在探索如何将大型模型与专业模型相结合。南水北调数字孪生本身就是一个大型智能体,而我们也在探索如何构建基于大型模型的小型智能体与专业模型的协同工作。我们正在探索中线精准调度的新路径,考虑如何结合使用。

  在具身智能方面,虽然许多员工最初认为具身智能等同于人形机器人,但实际上两者截然不同。我们使用的电动车具备感知能力和决策能力,能够引导用户沿着算法确定的最佳路线行驶,这就是具身智能。我们正在探索如何利用无人机、机器人等具身智能设备,实现防汛场景中大模型、大脑和小脑的结合。大脑可以作为大数据平台,而小脑则与无人机器人和机器狗等设备联动。

  在南水北调数字孪生的建设中,标准的重要性不言而喻。我们从去年开始着手考虑标准建设,数字孪生和人工智能在水利行业的标准与传统标准有所不同,更注重于横向整合所有信息和数据。我们与高校和科研院所合作,希望建立更多的高端创新平台。去年成立的水网数字化产业链创新联盟,目前拥有7个创新中心,旨在自发研究可探索的方向,并通过生态合作实现持续的技术创新。

  三、未来展望

  这是我们近期所从事的几项重要工作,涵盖了集团新近成立的人工智能+行动方案专班,组织人才研修班,中线引江补汉项目,以及组建应用推进专项组。我们期望汇聚各方力量,持续推动人工智能与数字孪生技术的发展。

  “志之所趋,无远弗届,穷山距海,不能限也。”数字孪生技术在南水北调工程中的应用是一项具有创新性和远见的事业。尽管我们已经实现了若干阶段性成果,但未来之路依然漫长。在座的许多单位和专家与我们有着深入的合作关系,因此,我期望我们能够携手,在未来南水北调工程的建设中,以科技创新为先导,以人工智能技术为支撑,不断推进数字孪生技术在南水北调工程中的应用,为国家水安全和人民的幸福生活作出新的贡献。

  感谢各位的聆听。

  (以上内容根据嘉宾发言速记整理)

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