Um Método Eficaz de Modelagem de Gêmeos Digitais para Infraestrutura: Aplicação em Estações de Bombeamento Inteligentes

A tecnologia de gêmeos digitais evoluiu de um conceito teórico para uma aplicação prática, facilitando a troca de dados entre domínios virtuais e físicos. Embora tenha havido progresso, a indústria de infraestrutura, reconhecida por sua natureza complexa e pela necessidade de ação oportuna, ainda está nas primeiras fases do avanço dos gêmeos digitais. Um obstáculo significativo neste campo é a ausência de definições estabelecidas e padrões de modelagem, que impedem a representação precisa dos sistemas de infraestrutura. Para enfrentar esses desafios, este artigo propõe um método de modelagem de gêmeos digitais de alta precisão adaptado para estações de bombeamento. O método foca em dois cenários-chave: primeiro, construímos um modelo de gêmeo digital geral que contém tanto entidades físicas quanto processos operacionais das estações de bombeamento; segundo, projetamos um processo de modelagem aplicável às estações de bombeamento, analisando as deficiências do sistema padrão existente. Adicionalmente, selecionamos o Projeto de Transferência de Água Leste-Oeste na China como um estudo de caso para demonstrar o modelo de gêmeo digital de alta precisão de uma estação de bombeamento. Este modelo incluirá componentes essenciais, como a modelagem de estações de bombeamento, os processos operacionais das estações de bombeamento e a modelagem da análise de operação do sistema. Servindo como o banco de dados para o gêmeo digital, ele pode completar a inspeção automática da estação de bombeamento, a otimização do agendamento, a previsão e regulação de energia e emissões de carbono, e a visualização de resultados para exibição e outras aplicações. O modelo realizou os benefícios de 100% de taxa de inspeção automática, redução de oito pessoal de operação correspondente e uma economia de custo total de RMB 2,25 milhões. O objetivo desta pesquisa é reduzir a lacuna entre conceitos teóricos e implementações do mundo real, ampliando as fronteiras da modelagem de gêmeos digitais e oferecendo percepções valiosas para sua utilização na indústria de infraestrutura. Ele estabelece a base para o progresso no campo da tecnologia de gêmeos digitais, no contexto específico de projetos de infraestrutura complexos. Este projeto visa melhorar a praticidade da tecnologia de gêmeos digitais em situações do mundo real, nomeadamente na indústria de infraestrutura.