本书系统阐述数字孪生水利工程的理论体系、关键技术与工程实践，分为上下册出版，构成“理论—技术—实践”的完整体系。全书以工程安全为核心，构建包含物理实体、虚拟模型、孪生数据、连接交互、应用服务的五维数字孪生水利工程体系架构，深入解析数字孪生基础理论、“天空地水工”一体化智能感知、多模型耦合仿真、孪生数据治理、虚实闭环控制及智能决策支撑技术，并以数字孪生丹江口水利工程为实例开展全链条验证，全面展现理论架构、技术路径与工程应用成效。本书理论严谨、技术翔实、实践性强，可为智慧水利、国家水网建设及“安全大坝、生态大坝、智能大坝”建设提供理论依据、技术支撑与示范参考。本书部分插图附彩图二维码，扫码可见。

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河海大学 工程测量 学士 1992.09.01 1996.07.01 河海大学 管理工程 学士 1996.07.01 1997.08.30 长江水利委员会第十一工程勘测院 助理工程师 1997.08.10~2000.04.01 长江水利委员会长江勘测技术研究所 工程师 2000.04.01~2004.04.01 长江勘测规划设计研究院长江空间信息技术工程公司(武汉) 党委书记、董事长、总经理 2004.04.01至今 水利工程安全监测与信息化李双平，1974年3月生，正高级工程师，现任长江空间信息技术工程有限公司（武汉）董事长。中国产学研合作科技创新人物、湖北省“楚天英才”创新型企业家、湖北省“楚天英才”卓越工程师。长期扎根国家重大工程一线，深耕北斗及应用、人工智能、时空智能及数字孪生等前沿技术的水利水电工程中应用研究和成果转化，主持参与国家重点研发计划项目4项，省部级重点研发计划项目3项，国家重大水利水电工程的勘测、设计、科研及实施20余项。获2023年国家科技进二等奖1项、省部级科技奖17项、长江委科技进步特等奖1项，获授权发明专利24项，主编行业标准2部，参编国家标准3部，出版学术专著5部，发表SCI/EI论文21篇。入库国家科技专家库、中国科协智慧大坝领域评审专家。兼任中国地理信息产业协会常务理事、湖北省水利信息感知与大数据工程技术研究中心主任、湖北省测绘地理信息学会副理事长。中国水利学会大坝安全监测专业委员会委员、湖北省水利信息感知与大数据工程技术研究中心主任、中国地理信息产业协会常务理事、湖北省测绘地理信息学会副理事长、湖北民建北斗产业发展研究院副院长

目录
第6章 连接交互互联与虚实闭环控制技术 379
6.1 连接交互框架与功能定位 380
6.1.1 设计原则与架构 380
6.1.2 监测对象与数据模型 382
6.1.3 功能定位与关键性能指标 384
6.2 上行连接：感知数据高效可靠传输 385
6.2.1 安全优先级传输介质与协议选型 385
6.2.2 传输性能评估与服务质量动态保障机制 388
6.2.3 监测数据优先传输与容错恢复 390
6.3 下行交互：控制指令安全下发与验证 391
6.3.1 安全控制指令分类与可靠性分级 391
6.3.2 基于多源监测数据的指令安全校验机制 392
6.3.3 指令执行反馈闭环模型与状态机制 393
6.3.4 闭环执行流程与异常处理 396
6.3.5 基于监测数据关联分析的指令动态优化 404
6.4 连接交互数据协同融合技术 407
6.4.1 状态？控制数据协同融合方法 407
6.4.2 通信？控制一体化联合优化策略 409
6.5 虚实实时同步与安全闭环控制 411
6.5.1 虚实数据安全同步机制 411
6.5.2 安全闭环控制逻辑与工程化实现路径 413
6.6 系统自优化与安全策略动态调整 417
6.6.1 数字孪生体模型自进化机制 417
6.6.2 安全预警阈值动态学习模型 418
6.6.3 控制策略在线优化与自学习 419
6.6.4 控制指令执行效果自动评估方法 420
6.6.5 工程化实现路径 421
6.7 本章小结 427
参考文献 429
第7章 应用服务适配与智能决策支撑技术 435
7.1 应用服务体系架构与功能定位 436
7.1.1 体系架构设计原则与总体架构 436
7.1.2 分层功能定位与服务协同 441
7.1.3 安全监测与闭环管理机制 448
7.1.4 应用服务治理与适配支撑能力 453
7.2 基础功能性服务构建 458
7.2.1 全生命周期数据资产管理服务 458
7.2.2 多维度模型统一管理服务 464
7.2.3 三维可视化与场景管理服务 470
7.2.4 仿真推演与预案管理服务 475
7.2.5 高效连接交互支撑服务 480
7.2.6 服务治理与运维支撑服务 483
7.3 核心业务性服务构建 488
7.3.1 基于本体效应量的大坝安全性态预测服务 488
7.3.2 融合运行环境量的大坝多场景安全风险预警服务 495
7.3.3 大坝极端工况安全状态预演服务 502
7.3.4 大坝典型险情安全处置预案服务 510
7.3.5 大坝运行安全状态综合评价服务 517
7.3.6 基于数字孪生的工程安全协同优化与智能决策服务 524
7.4 服务适配与集成应用 530
7.4.1 服务适配与接口标准化机制构建 531
7.4.2 集成应用体系架构 538
7.4.3 智能决策支撑技术 547
7.5 本章小结 562
参考文献 564
第8章 数字孪生丹江口水利工程实例验证 567
8.1 工程背景与验证目标 568
8.1.1 工程背景 568
8.1.2 验证目标 569
8.2 总体架构 570
8.2.1 总体框架设计 570
8.2.2 五维模型具体实现与技术选型 573
8.2.3 系统集成部署与功能实现 577
8.3 物理实体与感知网络构建 582
8.3.1 物理实体内涵与数字化映射基础 582
8.3.2 “天空地水工”一体化监测感知系统 585
8.3.3 感知数据质量验证与边缘节点效能评估 591
8.4 虚拟模型构建与校验 593
8.4.1 几何模型 593
8.4.2 物理模型 597
8.4.3 行为模型 608
8.4.4 规则模型 627
8.5 孪生数据治理与融合 636
8.5.1 工程级孪生数据治理体系构建与分类实践 636
8.5.2 全流程孪生数据治理实施 638
8.5.3 多源异构数据融合技术应用 640
8.5.4 全生命周期数据安全与隐私保障 644
8.5.5 融合效果评估与应用成效 647
8.6 连接交互与虚实闭环实现 648
8.6.1 工程适配性连接交互体系部署 648
8.6.2 虚实闭环控制工程化实现 649
8.6.3 功能验证与效果评估 653
8.7 应用服务与成效 654
8.7.1 大坝安全监测导向的应用服务体系 654
8.7.2 本体与环境耦合的安全预警成效 660
8.7.3 模型驱动的决策支撑成效 664
8.7.4 综合应用成效总结 665
8.8 本章小结 666
参考文献 667