智慧水文应用数字孪生5G专网用户自运营管理实践研究—— 以曲靖市5G智慧水文面店示范站项目为例

张 玫

（中国移动通信集团云南有限公司曲靖分公司，云南 曲靖 655333）

近年来，国家水利部加大力推广“数字水利”“智慧水文”等水文水资源行业信息化发展规划，推动传统水文水资源监测技术与5G、云计算、物联网、数字孪生等新技术融合应用，促进产业信息化水平提升[1-2]。中国移动作为通信运营商，践行以5G专网赋能千行百业社会责任，深入云南省水文水资源行业挖掘潜在需求，为全面提升水文测报现代化水平定制数字化解决方案，对助力“5G+智慧水文”信息化项目实践探索具有重要意义[3]。

1 研究背景

水文监测目前主要采取水位、水流量等专业检测设备进行监测数据采集，通过物联卡传输监测数据到多个业务管理系统，各业务管理系统长期成为信息孤岛。监测站普遍地处偏远地区，工作人员只能到现场实地查看监测运维情况，人工查看监测设备运行状态和监测数据，而且水文工作人员不知道网络传输状况。智慧水文项目只有将5G、云计算、大数据、数字孪生等新技术应用融合到水利专业设备检测数据采集中，深入分析寻找业务切合点，才能有效地助力智慧水文信息化发展[4]。

2 实践内容简介

中国移动为助力云南省曲靖市智慧水文项目开展，经过多次深入水文监测站现场勘查及与基层人员沟通，挖掘分析客户需求与各种新技术契合点，结合曲靖水文分局十四五发展规划，为客户制定了5G+智慧水文信息化发展五年规划，遵循“顶层设计，分布实施，先基础，后扩展”的设计原则，分三期项目实施。本次实践是云南省水文水资源曲靖分局面店水文站一期示范项目，该项目融合5G+北斗+移动云+5G数字孪生运用管理平台+软硬件集成，将完成曲靖水文面店新技术应用示范站的水文及气象多要素监测自动采集、5G基站企业专网建设，主要内容包括数据采集设备、水文要素集成RTU、5G通信设备模块、5G+北斗双传输通道、云平台软件开发、5G数字孪生运营管理平台，实现监测数据三维可视化。以曲靖面店水文站打造示范标杆，实现水文监测数智化5G专网用户自运营管理。

该项目主要是基于中国移动OneLink平台和OneNET平台进行5G连接管理，由中移物联网有限公司支撑开发5G专网运营平台数据集成以及数字孪生，实现业务数据有机整合和可视化展示的一站式支撑管理系统。基于View数据可视化提供的数字孪生能力，以三维可视化结合二维图表与触发交互的形式对水文站的物理设备、数据、监测状况等内容进行统一可视化展示，实现设备数据一张图概览，打造智慧水文统一门户，为运营单位提供可视化运营、监控，为领导者提供辅助决策分析。

项目实践完成工作人员通过互联网访问5G数字孪生综合运营管理平台，实现了远程可身临其境地查看监测情况，系统自动显示各监测设备运行状态及告警、监测数据、5G网络传输状态等在线实时展示，并可进行操作管理，实现了用户自运营管理。

该项目是云南全省首例革新了水文行业监测管理方式，以5G数字孪生运营管理平台方式，通过5G数字孪生运营管理平台使用户实现对设备运行状态、监测数据、5G网络传输运行状态等进行自运营管理。

3 实践总结分析

曲靖市5G+智慧水文面店示范站项目开发的5G数字孪生综合运营管理平台落地实践，具有以下6个方面的亮点。

（1）实现了NB/2G/3G/4G/5G网络传输状态可视化管理。创建示范站前曲靖分局对于监测数据主要通过物联网NB网络传输，当接到问题时无法远程判断是网络问题还是设备问题，对于监测站运维工作带来很大的不便。

通过该项目实现了对于监测数据传输NB/2G/3G/4G/5G多种网络传输状态的可视化管理，为5G专网等网络用户提供了用户自运营管理平台，为用户自行监测运维带来了很大的便利。

（2）实现了设备运行状态监管，数据统计可视化管理。通过该项目实现了曲靖分局对监测设备的运行状态的可视化监管，可监测设备接入数量，实现了设备在线、设备离线预警、设备运行状态统计显示等信息可视化展示，便于水文站监测运行管理。

（3）实现了监测采集数据，大数据分析形象可视化展示。通过该项目实现了测站监测数据的形象可视化展示，水文、气象多要素全自动采集后，监测数据以实时动态折线图、柱状图等形式可视化展示，便于曲靖分局进行监测趋势分析监管，及时预警报送水文信息。

（4）实现了多系统融合接入，打破各业务系统信息孤岛。通过该项目实现了对曲靖分局使用的水情通报业务系统、水情监测管理系统、整编系统、气象多要素监测系统、三角堰测流系统5个独立系统的统一融合接入，集成展示并实现多系统数据互联互通，打破各系统的信息孤岛。

（5）实现了互联网访问云计算平台，可多终端移动便捷使用。该项目的5G数字孪生综合运营管理平台搭载在中国移动云计算服务器上，配备云服务器安全防护功能，通过互联网访问云平台，实现了对曲靖分局水文气象多要素全自动监测数据的多终端移动便捷登录使用。

（6）实现数字孪生虚实双世界管理，节约客户运营管理的人力、物力、财力，实现客户单位降本增效。该项目实现了对监测站以数字孪生三维立体模型展示虚拟数字世界，同步水文站物理世界，云平台的数字化双管理，节约了购买硬件服务器、机房网络安全等级保护、现场运维研判故障等人财物费用开支，实现了曲靖分局综合管理降本增效。

4 实践价值分析

4.1 效益分析

该项目实践按照广义效益分类分为经济效益、产业效益、社会效益，具体如下。

（1）经济效益：该实践项目对于中国移动为推广5G赋能水文水资源行业奠定了成功的标杆示范基础，5G+智慧水文项目的逐步深入进行预复制推广为中国移动带来巨大的业务收入，经济效益可观。同时，5G+智慧水文项目的实践落地促进了云南全省乃至全国水文水资源行业信息化发展迈上新的台阶，在很大程度上节省了水文水资源基本监测工作的成本开支，使水文信息得到更充分的互访共享，在农业生产、水资源优化配置、水资源保护与水资源管理方面，将进一步发挥水文数据潜在的经济效益。

（2）产业效益。一是在该实践中，5G数字孪生在中国移动通信集团云南有限公司5G DICT项目推广中成功树立标杆示范，便于中国移动5G赋能千行百业，将5G网络与数字孪生融合推广；该项目实践的成功落地验证了5G、云计算、数字孪生、大数据等新技术在水文行业及数字孪生产业可形成规模效益。二是该项目以OneNET+OneLink 5G专网运营平台为底座，是云南全省首个网络自运营管理平台落地项目，在工业互联网为主的客户群体将形成产业规模效益。

（3）社会效益。一是该项目赋能智慧水文，对社会水情水利有效促进，能及时为防汛抗旱部门做出减灾决策及农业生产等提供技术支撑，使人们的防汛、抗旱活动有的放矢，财政投入目标更精准，提高防汛、抗旱减灾的工作效率，减灾综合效益也将显著提高。降低灾情对人民的生命财产的破坏，进而体现出促进社会稳定运行的社会价值。二是该项目实施将5G数字孪生远程自运营管理推广到社会各界应用，节省人力、物力、财力等，为社会产生更大的效益。

4.2 先进性分析

（1）技术应用先进性。一是使用目前商用最先进的5G通信技术，使用移动云服务器，搭配云安全服务。二是使用目前新技术——数字世界的代表数字孪生技术，实现物理与数字双世界应用管理。

（2）市场应用先进性。一是该标杆示范项目将引领新技术在水利行业应用的信息发展新趋势。二是该标杆示范项目对各行业数智化管理水平提升具有引领与借鉴复制作用。

4.3 可推广性分析

本项目以云南省水文水资源局曲靖分局的面店水文监测站为5G数字孪生运营管理平台应用示范站；二期将进行全市推广复制现有的390个水文站点，十四五规划中还将增设1 700个水文监测站点；三期将对接其他各相关部门。“数字水利”监测站信息化专项资金充足，全国各省各地市水文监测站众多，复制推广的市场容量非常巨大。

5G数字孪生运营管理平台开启了5G网络三维立体可视化传输管理，开启了网络运营远程在线监管的用户自运营模式，为工业互联网企业、工矿、园区、社区等将提供可复制推广的企业自运营设备网络运营管理示范效应。

5 结束语

在各行各业“数字化”升级改造大浪潮下，如何利用5G专网、数字化、云计算等信息化手段提升自身管理水平，是各级政府和企事业单位积极探索并迫切需要解决的问题。曲靖市5G智慧水文面店水文示范站项目是云南省首个开展试点的水文监测项目，曲靖5G数字孪生运营管理平台的成功落地，给各级政府，尤其是环境监管等部门提供了良好的融合云计算、数字孪生、5G专网技术的用户自运营管理示范和借鉴作用，对行业数字化升级和5G专网用户自运营管理水平提升有着深远的影响。