项目案例 | 某大坝边坡变形监测数字孪生平台

PICIMOS漂视2026-04-24 3689



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项目背景与需求
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随着我国水利工程,特别是大型水库、水电站的长期运行,大坝及边坡安全已成为关乎下游安全与区域发展的重中之重。传统监测模式正面临数字化转型的迫切需求。


然而,在平台建设过程中,水利工程相关单位普遍面临以下核心挑战:

    • 数据孤岛严重:边坡变形监测涉及的GNSS、InSAR、传感器等多源数据分散、格式不一,难以统一融合分析。

    • 可视化与决策支持弱:传统监测数据多以图表报表形式呈现,管理者无法在三维空间中模拟滑坡演进过程、评估影响范围、预演应急处置方案。
    • 系统开发门槛高、周期长:自主研发一个具备三维GIS、实时渲染、多源数据驱动、物理仿真能力的专业平台,技术门槛极高、开发周期漫长(通常需数月甚至数年),投入成本巨大。
    • 国产化与安全需求:水利工程关乎国计民生,其核心管理系统需满足信创要求,确保核心技术自主可控、数据安全。

    这正是本案例的大坝边坡变形监测数字孪生平台所要直接回应的关键挑战。

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    项目简介
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    本项目的开发者基于CIMPro孪大师,通过零代码拖拽的方式数周内为某水电站运维方快速构建了一套大坝边坡智能监测孪生平台。深度融合了GNSS、InSAR卫星遥感数据、地质雷达与地面传感器(如渗压计、位移计)等多源异构数据1:1复刻了大坝及库区边坡的三维形变孪生体,实现了对大坝位移、沉降、库岸滑坡风险的秒级感知与三维可视化精准定位,并能结合降雨、地质模型模拟不同工况下的边坡稳定性,对潜在风险进行智能预警与趋势预测。


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    ※已脱敏的项目模板:



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    项目功能解析
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    01 水坝综合概览看板

    • 三维场景集成:高精度还原大坝主体、左右岸边坡、溢洪道、闸门等关键水工建筑物。支持对闸门进行模拟开闸泄洪、关闸的交互操作,并联动流体仿真引擎,真实模拟水流动态、水位变化及下游影响。
    • 水文数据实时监测:集成降雨量、水位埋深等实时数据,动态更新。
    • 流量趋势分析:可视化展示进水口与出水口的流量实时值及历史变化趋势曲线。
    • 水位总体态势:综合显示库区水位的实时值、历史最低值与最高值,宏观掌握水位变化。
    • 闸门运行态势:实时展示各闸门的启闭状态(运行中、空闲)、开度。
    • 水质监测分析:对COD、氨氮(IN)、总磷(TP)、PH值等关键水质指标进行实时监测与图表化分析。
    • 智能预警中心:展示各类预警信息,如闸门异常启闭、水位超警戒线、渗压计监测数据异常或离线等。

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    02 监测设备全景展示

    • GNSS测站:用于大坝及边坡表面位移毫米级监测
    • 渗压渗流监测站:监测坝体及地基内部孔隙水压力与渗流情况。
    • 流量监测站:监控进出水流量。
    • 雨水情监测站:采集降雨、水位等水文数据。
    • 视频监控:与三维场景视频联动,点击点位即可调取实时视频画面,实现虚实融合巡检。

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    03 变形渗压深度监测

    • 分区监测:分别对左岸边坡、右岸边坡、大坝主体、溢洪道进行专项监测。
    • 变形监测详情:点击任意GNSS监测点,可查看其工作状态(在线/离线)、安装部位、以及X、Y、Z三个方向的实时位移值及历史变化曲线。
    • 渗压监测详情:点击任意渗压计点位,可查看其工作状态、安装部位、实时压力数值、换算后的水位高程以及数据更新时间。
    • 坝体内部透视分析:提供纵断面与横断面切割视图功能,可“透视”坝体内部,查看任一断面所有监测点位的渗压与变形数据分布,直观分析坝体内部应力与渗流场,预警滑坡、沉降及渗透破坏风险。

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    04 应力分析模拟

    • 应力场可视化:将坝体及边坡的力学仿真结果映射到三维模型上,通过不同颜色标注(如从蓝色到红色渐变)直观展示不同区域的应力大小与分布
    • 图表联动分析:结合应力云图,提供关键点位的应力-时间变化曲线等图表,进行定量分析。
    • 交互式POI管理:支持在应力分析视图中显示或隐藏特定监测点位、计算单元或关注区域的POI标签,帮助聚焦于关键区域,进行深入的对比分析与方案比选。

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    平台核心能力
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    01 国产自研:安全可控的技术底座

    • 全栈信创兼容:平台已全面完成与国产芯片(海光、飞腾)、国产操作系统(银河麒麟、统信UOS)、国产数据库(达梦、人大金仓、南大通用)及国产GPU(摩尔线程)的深度适配与兼容性认证,满足高安全等级项目的国产化替代要求。
    • 自主知识产权:核心引擎、编辑器、渲染管线等均为自研,确保技术发展路径的独立性与可持续性。
    • 灵活部署模式:支持私有化部署、公有云、混合云等多种部署方式,确保敏感数据不出本地,满足不同客户对数据主权和安全合规的严格要求。

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    02 虚实同步:高保真映射与实时互动

    • 多源异构数据融合:支持BIM、GIS、倾斜摄影等海量格式,构建统一数字底板。
    • 物理级实时渲染:采用PBR材质与全局光照技术,支持从城市全景到设备部件的无极缩放与毫米级精度还原,真实模拟不同时间、季节与天气的光影效果。
    • 实时动态映射:过孪生体编辑器为静态模型添加动态逻辑,实现设备状态与三维模型的毫秒级同步更新。
    • 仿真推演与反向控制:集成水动力、结构力学等多学科机理模型,支持在虚拟环境中对极端工况进行高精度仿真推演,预判物理实体的响应与风险。

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    03 数据驱动:零代码拖拽式搭建

    • 全协议兼容:支持HTTP API、MQTT等实时流协议,无缝对接物联网传感器、SCADA系统、业务数据库(MySQL, Oracle, SQL Server, PostgreSQL。
    • 零代码UI编辑器:通过可视化编辑器为静态模型添加运动逻辑与状态切换。实时将监测数据(如位移、压力)与三维模型属性绑定,实现毫秒级数据驱动变化。
    • 二次开发与集成:平台提供丰富的二次开发接口(API),支持与React、Vue等主流前端框架集成,也支持被其他业务系统(如ERP、EAM)定制和集成,满足深度定制和功能扩展需求。

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    CIMPro孪大师是一款国产自研数字孪生融合引擎。如同“滴滴打车”在“百度地图”的基础上进行功能开发一样,你也可以用 “三维模型”打底,基于CIMPro孪大师进行功能扩展,开发自己的数字孪生应用。


    CIMPro孪大师解决了“多源异构数据导入”,“零代码和低代码双开发模式”和“极致可视化渲染”的问题,你只需要专注于业务功能的开发。业主方可以基于CIMPro孪大师进行项目管理和展示,设计单位可以基于CIMPro孪大师搭建评审汇报工具,施工单位可以基于CIMPro孪大师进行施工进度模拟和管理,运维单位可以基于CIMPro孪大师进行机电管线的运维……

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    他们都在用


    目前,已有上百家企业和单位的数字化部门、数字化集成商通过CIMPro孪大师彰显企业数字化转型成果。
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    △部分客户合作案例
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    △CIMPro孪大师模板库



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