中華文明以農(nóng)耕社會文明發(fā)展至今,自古以來與水的抗爭就是此消彼長,遙遙無期,人傍水而生,依水而發(fā),但水情難測,洪澇與旱災始終貫穿著中華民族整個發(fā)展史,從古代開渠造河到現(xiàn)代水利水務(wù)數(shù)字改革治理技術(shù)開發(fā),我們的與水的故事講述了千余載,而治水技術(shù)也發(fā)展了千余載。
如今隨著時代的發(fā)展與氣候變化,治水技術(shù)開啟了全新的篇章,以信息化賦能的全系水循環(huán)科技創(chuàng)研領(lǐng)域興起,讓治水技術(shù)躍進一個新的維度,我們有治水先賢們更加意想不到的科技方式,來處理水患難題。貴仁科技作為一家以水科學模型技術(shù)為核心的高科技信息化平臺企業(yè),便是國內(nèi)將信息化數(shù)字改革技術(shù)與治水技術(shù)結(jié)合,引領(lǐng)國產(chǎn)科技治水事業(yè)發(fā)展的主要推動者之一。其創(chuàng)始人桂發(fā)二先生,更是躬身入局十五年,帶領(lǐng)團隊攻堅國產(chǎn)水科學數(shù)值模型創(chuàng)研難題。2023年,貴仁科技自主創(chuàng)新研發(fā)的“GRMS貴仁治水模型云”獲工信部“信息技術(shù)應用創(chuàng)新典型解決方案”,并被水利部認定為“打破國外技術(shù)壟斷成果”。
如今,在現(xiàn)代信息技術(shù)加持下,如何以科技治水技術(shù)核心持續(xù)驅(qū)動國產(chǎn)科技治水替代?《信用中國》欄目組特邀貴仁科技董事長桂發(fā)二先生現(xiàn)場做客演播廳,讓我們共同來見證這科技治水前行之路。
“目前國內(nèi)水安全問題,一直伴隨著中華民族的發(fā)展,而國內(nèi)最大的水情問題,其實就集中在降雨時空分布不均的問題上”桂發(fā)二董事長表示:“水怎么在空間和時間的范疇中,滿足人類生產(chǎn)生活生態(tài)的需要?我們通過怎樣的技術(shù)來預知未來降水的水多、水少、水臟,讓它們更適配人類生存環(huán)境,是科技治水要解決的主要問題,而目前主要的技術(shù)痛點,就是對于降雨的預見期不夠長,精準度不夠高,這兩點,在解決水循環(huán)中的水安全問題上,是非常關(guān)鍵的?！?/p>
而如何能以現(xiàn)代信息科技賦能水安全治理技術(shù),作為常年深耕于全系水循環(huán)技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域?qū)＜?桂發(fā)二這樣介紹到:其實貴仁科技一直有一套模式,通過數(shù)字化平臺,將物理世界的水循環(huán)孿生到數(shù)字世界中,將人類認知的涉水的全要素,在一個二三維平臺中把它的屬性、關(guān)系和行為衍射出來,以這一數(shù)字孿生水世界為基礎(chǔ),為它裝上大感知、大數(shù)據(jù),獲取天上、地表、地下的水系脈動,從而讓我們知道在什么情況下會出現(xiàn)水多、水少、水臟。之后再裝入大模型,通過有物理意義的機理的數(shù)學模型配合人工智能技術(shù)讓模型自我學習迭代,便能在這一數(shù)字孿生世界中,不斷的進行推演,從而精準的預測未來。
通過數(shù)字化平臺,將物理世界的水循環(huán)孿生到數(shù)字世界中,將人類認知的涉水的全要素,在一個二三維平臺中把它的屬性、關(guān)系和行為衍射出來,以這一數(shù)字孿生水世界為基礎(chǔ),為它裝上大感知、大數(shù)據(jù),獲取天上、地表、地下的水系脈動,從而讓我們知道在什么情況下會出現(xiàn)水多、水少、水臟。之后再裝入大模型,通過有物理意義的機理的數(shù)學模型配合人工智能技術(shù)讓模型自我學習迭代,便能在這一數(shù)字孿生世界中,不斷的進行推演,從而精準的預測未來。
“過去這些產(chǎn)品,都是歐美的企業(yè)在做”,早在十幾年前,這一技術(shù)便在國外開展研發(fā),當時國內(nèi)整個水科學數(shù)學計算模型的市場,基本都已被國外商業(yè)模型壟斷,國內(nèi)相關(guān)水科學研究機構(gòu)對于水科學數(shù)智模型的開發(fā)和應用,只能停留在非常淺顯的階段,且由于國外模型在進入國內(nèi)后的水土不服,導致以國外模型開發(fā)出的應用平臺,在很多時候所做出的預測結(jié)果不盡人意,同時面臨著十分嚴峻的數(shù)據(jù)安全問題。也正是因此,貴仁科技才更加堅定要打破技術(shù)壁壘,做出屬于中國自己的水科學數(shù)值模型。
2009年,在中科院劉昌明和夏軍院士的指導下,貴仁科技毅然投身水科學數(shù)值模型的國產(chǎn)替代技術(shù)創(chuàng)新之路,2019年,在各方專家的指導幫助和貴仁科技堅定不移的創(chuàng)研攻堅下,貴仁治水大模型(GRMS CLOUD)正式上線!并于2023年獲水利部“打破國外技術(shù)壟斷,具有廣闊推廣前景”權(quán)威認定。并評價基于貴仁治水模型云平臺,可實現(xiàn)涵蓋智慧水利、智慧水務(wù)、智慧環(huán)保、智慧應急等領(lǐng)域的多維度、多場景的“中國方案”。
水利部認定
如今,在逐步的深入開發(fā)下,作為一套基于“云”的水循環(huán)大模型服務(wù)平臺,GRMS貴仁模型云目前已完成了水文、水動力、水質(zhì)、管網(wǎng)(供/排水)、水工、耦合全系列模型的創(chuàng)新自研,可以在一個二三維平臺中自由搭建,根據(jù)不同地區(qū)的地理特性及地域特征任意組合平臺功能,因地制宜。
核心引擎:模型算法庫
平臺以數(shù)字孿生水世界為大底座,融合物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的大感知層、氣象,地理等物理大數(shù)據(jù)層、人工智能自動迭代的推演大模型層,實現(xiàn)對云中雨、落地水、地表水及地下水的全系水循環(huán)全生命周期的實時監(jiān)測、及時預測、研判風險及預報預警,極大程度上延長了預報的預見期、提升了預報的精準度。在不斷的技術(shù)迭代下,貴仁科技對于國內(nèi)洪水預報預警,已覆蓋全國119822條山洪子流域單元,可以實現(xiàn)精確定位到具體行政村山洪溝及撤離戶,基于“GRMS模型云”平臺為底座所開發(fā)的山洪災害預報預警平臺,通過24小時長效降雨預測與2小時短臨降雨預測結(jié)合,每15進行一次滾動播報,疊加修正播報誤差,通過獨有的云端多任務(wù)并發(fā)計算模型優(yōu)勢,在3min內(nèi)即可完成1萬網(wǎng)格的模擬推演,10余秒即可自行完成3萬+子流域的覆蓋計算,上線以來經(jīng)過多次實戰(zhàn)校驗,平均準確率可達到90%以上,實現(xiàn)預警前置2小時以上,已極大程度上解決了預報精準度不高和預見期過短的關(guān)鍵痛點。
貴仁山洪預報預警平臺
“我們花了十五年時間,在眾多領(lǐng)導專家的幫助下,我們才把這個產(chǎn)品研發(fā)出來,能夠跟我們國家的友商從更加滿足人性的產(chǎn)品的功能性能上去PK國外的產(chǎn)品?！碧岬酵饨鐚＜翌I(lǐng)導的幫助,桂發(fā)二尤其感謝了長江委,“我們跟長江委已經(jīng)合作了十三年,也正有他們專家領(lǐng)導,大師們親自的指導與輔導,教我們怎么把這個產(chǎn)品做好,才能讓我們以實戰(zhàn)、實用、實效去打造長江流域洪水預報調(diào)度系統(tǒng),去完善長江流域的數(shù)字孿生?！?/p>
長江流域洪水預報調(diào)度系統(tǒng)
2012年,貴仁科技與長江委共創(chuàng)打造并上線“長江流域洪水預報調(diào)度系統(tǒng)”,至今已歷時四次大迭代,現(xiàn)已實現(xiàn)全流域感知涉水數(shù)據(jù)的實時展示與統(tǒng)計分析。獲得了“水利部長江委科學技術(shù)一等獎”,2020年,與長江委成立“智慧流域聯(lián)合實驗室”,共同研究長江流域前瞻性技術(shù)開發(fā),“長江這十多年來盡管有大洪水,但是一直非常安瀾,現(xiàn)在可以實現(xiàn)秒級調(diào)度,將預警前置8-22天,即使再發(fā)生1998年那樣的大洪水,只要長委專家使用這個平臺,就可以確保長江安然,不會再發(fā)生讓整個中華民族痛心的悲劇了?！惫鸢l(fā)二先生感嘆道。
“我們?yōu)槌鞘?打造了一顆‘治水大腦’”,提到水循環(huán)的城市水系問題時,桂發(fā)二這樣講道“我們非常榮幸的為杭州濱江打造了一款城市‘治水大腦’,將城市內(nèi)所有的涉水問題,一網(wǎng)統(tǒng)管起來?！?/p>
濱江治水大腦
的確,由于濱江水系復雜,且具有“水比城高”的特殊地形,為實現(xiàn)杭州濱江區(qū)“治水大腦”的中樞統(tǒng)籌系統(tǒng)建成,貴仁科技依托“GRMS模型云”平臺,對濱江全域進行了80萬個網(wǎng)格、4個大防區(qū)的精細化劃分建模,整合全區(qū)9個部門,11個系統(tǒng)的分散涉水數(shù)據(jù)同步到一個中臺上,進行統(tǒng)一管理、分析、研判與調(diào)度,在原有的河道監(jiān)測站基礎(chǔ)上,加大了水質(zhì)監(jiān)測等感知設(shè)備的部署密度,配合AI監(jiān)控技術(shù),實時收集2000多個設(shè)備數(shù)據(jù),一旦發(fā)生異常情況,便可自動報警,經(jīng)由“治水大腦”反饋通知,從而對突發(fā)事件進行感知、預警、溯源并派發(fā)到相關(guān)部門,完成閉環(huán)處理。自“治水大腦”(濱江數(shù)智治水系統(tǒng))搭建上線以來,共發(fā)布通知預警11000余次,閉環(huán)處置河道事件1200余件。
濱江數(shù)字孿生體
“治水大腦能夠為城市水系穩(wěn)定提供較強的水安全保障,如有降雨趨勢,在對應的數(shù)據(jù)上即可發(fā)現(xiàn),在未來哪個時間哪個地點,會出現(xiàn)內(nèi)澇積水,我們可以做到80%的內(nèi)澇精準度預測,這一點是過去沒有的?！惫鸢l(fā)二介紹道?！爸嗡竽X”會率先收集大量實時降雨數(shù)據(jù)和氣象滾動預報信息,對降雨與內(nèi)澇之間的關(guān)系進行數(shù)學分析與模型計算,預測積水點位、深度等相關(guān)信息,從而做到提前部署、調(diào)度、疏通、轉(zhuǎn)移。在歷史同等降雨條件下,區(qū)域內(nèi)的嚴重積水點減少了60%,應急處置的時效提升50%以上,徹底解決了濱江長久以來“城市看?！?“汽車擺渡”的頑疾。
“我們的平臺,也為亞運會水安全提供了堅實保障”,為保障杭州第19屆亞運會圓滿舉辦,貴仁科技創(chuàng)新開發(fā)并上線“杭州市城市內(nèi)澇監(jiān)測預警平臺”聚焦防汛防臺,搭建數(shù)字孿生映射,賦能亞運場館防洪排澇,為亞運城市的安全運行提供實時強力的保障,同時,為驗證平臺安全性,貴仁科技積極響應承接亞運會前期的預演演練,未雨綢繆。而就在亞運前夕,“杭州市內(nèi)澇監(jiān)測預警平臺”首次迎來濱江歷史極值暴雨,在這一場硬仗中,平臺成功讓預警前置4分鐘,應急部門及時部署,調(diào)度,執(zhí)行,快速化解了這一“紅色超強暴雨”危機,也向外界證明了杭州有能力、有實力建設(shè)這一水系安全、智慧的美好城市。
杭州市城市內(nèi)澇監(jiān)測預警平臺
如今,貴仁科技基于“GRMS模型云”為核心技術(shù)所開發(fā)的業(yè)務(wù)已覆蓋數(shù)字孿生流域、山洪預報預警、城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治、海綿城市建設(shè)、數(shù)字孿生灌區(qū)、數(shù)字孿生水庫、智慧排水、水環(huán)境綜合管控,智慧應急等眾多實際應用領(lǐng)域,輻射全國20多個省份,150余城市,更是遠渡重洋,奔赴海外市場,正馬不停蹄的向著國家數(shù)字水網(wǎng)管控一體化邁進。
自創(chuàng)立至今,貴仁科技始終將“科技服務(wù)人水和諧”作為企業(yè)宏大愿景,也正是這一信念的驅(qū)動,貴仁科技始終將治水模型技術(shù)國產(chǎn)自主研發(fā)問題為己任,不斷深耕全系水循環(huán)科學應用技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域,15年間,主導參與了6項國重大科研課題開發(fā),獲得各類專利12項,軟件著作權(quán)70項,并早在2013年被定為國家高新技術(shù)企業(yè),隨后獲得了“瞪羚企業(yè)”、國家“專精特新”小巨人企業(yè)等多項榮譽。
然而,想要為科技治水賦予更大的力量,光靠個人的力量是不足以撼動現(xiàn)狀的,桂發(fā)二深知這一道理,多年來,貴仁科技持續(xù)聯(lián)合國內(nèi)治水先驅(qū)力量,同中國水利水電科學研究院、中國城市規(guī)劃設(shè)計研究院、北京師范大學、南信大等諸多水利氣象高等院所高校展開了廣泛合作。在產(chǎn)學研用的深度融合之下,貴仁科技取得了長足的進展,目前已實現(xiàn)了中國水循環(huán)數(shù)值模型1/3 市場的國產(chǎn)替代,為國產(chǎn)科技治水自研可控,做出了巨大推動,“我們這個新時代的大禹治水,其實就是我們將科技賦予整個水循環(huán)全場景,以“技防”替代“人防”?！惫鸢l(fā)二謙虛說道。
貴仁科技積極投身政產(chǎn)學研用合作
“其實我們在十五年前創(chuàng)業(yè)的時候,就描繪了三步走的戰(zhàn)略。”桂發(fā)二堅定說道。“第一步是第一個十年,我們希望能夠成為一個掌握技術(shù)的公司,讓核心技術(shù)留在國內(nèi),這一步,目前已經(jīng)實現(xiàn)了;第二步是希望對標國際上的對手,在十五周年的時候,我們國產(chǎn)替代的核心技術(shù)能夠完全替換國外產(chǎn)品,正在實現(xiàn)中;第三步,是希望我們能夠成為一個掌握核心技術(shù)的生態(tài)平臺公司,讓越來越多的人,來使用和了解我們的產(chǎn)品,為產(chǎn)品賦予人性,讓它幫助大家做到科技治水,真正好用,實用,管用,讓科技服務(wù)人水和諧。朝著這終極的這一步,我們會不改初心,持續(xù)一直的努力下去。”
