水利数字孪生，道阻且长～

其实我个人对于水利领域的数字孪生一直都有很强烈的兴趣，一方面是政策市场的驱动，另一方面也是自己读书时候研究内容的延伸，由于缺乏比较好的条件，2022年更多还是是保持「让子弹再飞一会儿」的观望态度，而2023年则是有一些比较好的机会让自己能够有机会踹开门和这个领域的客户和专业人员交流合作，不断加深自己对这个行业以及数字孪生的应用理解。其实我在这边一直都说的是水利数字孪生，而没有提数字孪生流域，主要原因在于其实现在数字孪生这个概念在智慧水利这个体系下其实也出现了根据管理单元的不同进行的进一步的领域细分，前段时间参加的一个水利学术会议上，水利部信息中心主任对此的解释是，现在智慧水利体系下的数字孪生分为：数字孪生流域、数字孪生水网和数字孪生工程三个部分，这三个部分互不替代、各有侧重、相对独立但是信息共享，所以为了更好的表达这个事情我这边都会用水利数字孪生这个概念来指代这三个部分，其实之所以如此划分主要还是因为在管理体系上的相对独立。这样的划分其实跟传统数字孪生的表达方式还是有区别的，一般来说针对一个领域一般都只用一个数字孪生的概念来表达，逻辑上可能更加合适一点，但是实际上即使针对一个河道由于科室的一些不同也可能会产生几类不同的孪生，比如水旱灾、水质、泥沙等都是不同的业务线在推进，如果从孪生体的概念上来说，对于一个河道应该是一体化的但是实际推动的时候又有可能分开，要想做好，数字孪生统筹工作则非常重要。最近一段时间由于水利行业接触多一点，对实际的一些实施状况也有了一些初步的感受，但是现在还不太能够说很全面，只能说是管中窥豹，难免狭隘，这边分享出来供大家讨论。1、预算不足，产品卡位从当前局部区域的市场调研来看，很多地方水利数字孪生项目目前还是处于没有预算支撑的状况，大部分厂商可能也只是预先投入做个热闹，但在投入上其实也是扭扭捏捏的，早投入可以实现更早的市场卡位，尽早建立和客户的连接，争取后面的立项的机会，同时也有机会接触客户进行产品打磨，但是又不敢投入太多，避免竹篮打水一场空，所以在这种状况下，这类前期投入的项目不会做的很好，包括现在水利先行试点中放出来的一些案例成果其实大部分都不是很理想，可能跟这个原因也是相关的。所以在这种状况下，政策和钱袋子是紧密相关的，找客户还是尽量到财政状况比较良好的地方去，对于财政状况并不是很理想的客户在投入上其实还是尽量以标准产品投放，控制好成本。2、需求分散，渐进消化基于上面预算不足的考虑，其实从市场的角度来说，最好是标准化实施，最小化投入，控制项目的风险，但是实际情况却是，对于不同的区域在业务上的关注点差别非常大，有的关注洪水淹没，而有的则更加关注水工调度等，而这种业务关注点的不同会导致产品设计重心以及后面支持的专业模型都需要跟随发生变化，这就是一个矛盾的地方。而且在这个过程，我们也发现对于专业的水利模型的应用其实还是处在一个非常定制化的阶段，服务商的产品化程度其实还是比较低，模型还需要针对每个地方的不同情况进行针对性的算法调整一个率定等等，这个和GIS的二次开发很不一样，其实对于应用开发上来说我们没有太大的兴趣去了解算法的细节更多的还是希望能够实现开箱即用。所以我昨天也在朋友圈发了一个状态，疑惑国内是否有类似DHI MIKE这样的对标产品，从目前收到的消息来看似乎是没有，从一些侧面的途径了解到国内有一些水科院在做这个事情，但是由于资源够不到，我倒是非常有兴趣能够学习和使用一下这类集成化程度比较好的产品，也希望如果有类似产品的厂商可以与我联系，我也会很乐意做一个深度的了解和测评。所以在这边对于对这个领域有兴趣的厂家在初期的时候还是需要将自己的产品目标用户做进一步细分的定位最好是定位到某个局的某个科室，这样效率会更高一些。3、视算一体还是视算分离？这边说的视算一体其实和我前面的那篇文章中说的是不一样的，前面那篇文章说的视算一体更多说的是数据模型上，但是这边说的视算一体更多的是说可视化和模型管理这两个部分是做成一个应用还是两个应用，GIS就专门做可视化，而模型厂商自己开发模型管理的产品。其实这也是我们在调研中发现的一个用户分歧，有一部分用户对此不是很关注，更多的关注的是应用的效果，而有一些偏专业的水文用户则更加关注模型的编辑和操作，认为这是一个比较专业的东西要和可视化分开，独立出来，可视化就是要做的酷炫，这是给领导看的，但是模型管理是给专业的人员用的，不用做的很重，这是用户场景上的一个区分，但是这是不是对的呢？我们可以从专业性的角度对用户进行一个划分：水文专业服务厂商、水文专业客户、政府非专业领导，这三类用户的专业能力逐级递减，但是同样都需要不同业务视角的水利应用去服务和支持，但是从数字孪生的角度来看，这三类应用都值得用数字孪生技术模式进行重构以及升级，比如对于提出这个需求的水文专业客户，如果把图一的vrvis的visdom的产品和图二的水动力模型产品放在一起让客户选，我相信很多客户都会本能的选择图一，因为体验一定是更好，这就是数字孪生化带来的产品体验的提升。所以数字孪生不仅仅可以作为一个给领导汇报的工具，同样也可以作为服务于专业客户的工具，在这点上我是保持坚定的态度，这是技术变革带来的机会，我们不能因为过去的一点经验就认定数字孪生就是数字孪生可视化，它只能用作一些华而不实的场景，这是你自己认知的问题而不是技术本身的问题，如果没有那就创造它，并且给别人打个样。我经常会听到有人抱怨数字孪生没有价值，但是在讨论到为啥没有价值的时候，他们自己也会总结出问题，但是针对这些问题又表示这些问题很难，不敢去解决，所以这个问题就变成了到底是数字孪生没有价值还是你这个团队没有价值的问题了，这也是很多做To G厂商类似的问题，喜欢做一些迎合政策低门槛的事情，本质上和施工队差不多，追着政策跑没问题，但是还是要明确自己团队的核心使命和价值，施工队自己也有价值，但是定位问题的时候需要明确好问题以及自己的位置，这样比较容易看清楚差距，也能够更加清晰自己需要努力的方向，数字孪生这件事绝不是简单上手游戏引擎就结束的了的，问题一直都在，未来数字孪生这件事可能还是会换个名字再出现。4、适配管理，预演分级在和客户接触的过程中，我们也发现一个问题，虽然政策上提到业务的「四预」化，但是对于像水文局这样的用户，他们的业务场景可能只包括预报和预警两个部分，对于预演和预案，他们本质上其实是不关注的，他们把预警发布下去，可能很多细节的工作还是需要街道这样的部门来做，这也就导致了四预其实在业务本身就是脱节的，要做成一体化又是会涉及到统筹协调的问题，以及应用模式设计的问题。那街道或者乡镇在具体灾情应对上就称为了主体了，那如何制定一个很好的应急方案是不是也就需要一个预演的系统来去辅助和支撑呢？所以对于街道这个级别这样的需求是否有被关注到，专业部门需要整体的方案，但是具体的执行单位其实也需要制定细化的预案，所以自然也需要预演的功能，从这个角度来说是预演是不是也要针对不同层级的用户进行分级支撑，这边是我的一个疑惑。5、模型预演还是方案预演？接着上面的一个问题，对于水文专业的用户来说，他们所理解的预演就是各种专业模型的调整和设定，然后有个时空过程演进一下，这个可能就是从专业水利模型视角来推导的预演，但是从应用的角度来说预演是要服务于预案的生成，而同时预案编制的内容同样也都应该放到预演这边进行数字化的预演，然后来评估当前方案会产生的影响，从而从全局去评估该方案。所以要实现这个目的，单一的水文模型或者是水动力模型的预演肯定就是不够的，但是这些「不够」显然是「超纲」了，比如如何预演人口的转移？这有可能就会涉及到一些GIS分析模型和水动力模型的耦合问题了，所以这个预演问题立刻就开始变得极其复杂了，但是你会发现这同样是智慧城市数字孪生需要解决的问题，有些问题当前没有模型应对，即使有也涉及到不同专业模型之间的耦合，这种耦合不仅仅是技术的耦合也是团队的耦合，我也和一些专业的水文团队交流过，他们也有强烈的意愿将这部分能力输出到其他应用场景和其他的业务场景进行融合，我之前说过数字孪生是一个更大的概念，他牵引着很多领域的技术走向融合，这种领域融合也一定会创造出全新的应用和业务模式。当前在大部分情况下大家就退一步在解决问题的时候先抓主要矛盾，比如主要先做水文或者水动力的预演就也可以支撑一些关键问题的决策了，所以这也是当前的现状。但是据我了解，国内也有一些团队也在智慧城市的场景上也在试图做一些突破性的尝试，也期待能有更好的结果出来，也期待有这方面的团队来来一起交流经验，或许也可以搞一个「孪生Talk」这样的视频内容，但是有些团队不要再来找我想卖我东西了，我就是个做公众号的，你们的东西如果好，我倒是很有兴趣帮你们广播一下，仅此而已。说在结尾，其实无论在哪个领域我觉得数字孪生的探索其实是刚开始进入深水区，或许「BIM+GIS+IoT+Simulation」的后面还得+「X」，这个X取决于我们要解决的问题。最后：“道阻且长，行则将至；行而不辍，未来可期”～