前言从大禹治水到三峡大坝建设，人类修建了许多水利工程来控制和调配天然地表水和地下水。水资源得到广泛开发利用，如农业灌溉、工业和生活用水、水电、航运、港口交通、淡水养殖、旅游等。将图普软件与GIS、粒子模拟、虚拟现实、边缘计算等技术相结合，数字孪生岷江流域水利工程实现大坝、堤防、溢洪道、闸门、渠道、渡水口、筏板、鱼道、水电站、水质、环境、水位、雨量等实时监测，以实现水资源的可持续利用。水电站效果展示人们通常利用水电站水库系统来调节和改变水力资源在时间和空间上的分布，将水力系统、机械系统和电能发电装置结合起来，实现水力势能向电能的转换。水电站建筑物包括：大坝、水闸及其他挡水建筑物；溢洪道、溢流坝、泄水孔和其他排放多余水的排水结构；发电取水口；水电站从进水口到涡轮机的引水结构；为稳定引水建筑物流量和压力变化而设置的平水建筑物（调压室、前池），以及水电站厂房、尾水渠、水电站升压开关站。通过图普软件，打造水电站、生态鱼道、泄洪闸等数字孪生体，在云端实现虚实相通。将业务系统中传感器采集到的不同方面的数据（如生物信息、气象信息、水位水头信息、闸门开关时间、闸门开闸等）进行整合，然后以接口。虚拟模型可用于运行仿真和研究性能，研究成果可用于提高水电站的运行效率。生态鱼道水电工程将影响上下游水生生态系统，应建设人工养殖放流（如养殖站）、过鱼设施（工程补偿措施，如鱼道等）、自然保护区或其他补救措施维护生态平衡。海拓普打造的可视化鱼道模块，清晰展示了鱼道的外观、结构、鱼类种类、洄游路线，让人们了解鱼道的结构和运行原理。鱼道由进水口、槽体、出水口和诱鱼供水系统组成。进水口多设置在水流稳定且有一定深度的岸边，或靠近电站、溢流坝的出水口。罐体截面为长方形，罐体上下游水位差由隔板分成若干小台阶，板上设有鱼孔。通过图普智慧水利水电生态信息数据面板，查看鱼道水位、流速、过鱼量、水温等数据，实时关注鱼道生态。闸闸水电站水库可起到??滞洪、蓄洪作用。水库溢洪道上设闸门，通过改变闸门的开度来调节泄洪流量的大小。由于有闸门控制，防洪极限水位可高于溢洪道堰顶，泄洪过程中可随时调整闸门开度，以控制泄洪流量，达到滞洪目的。水库蓄积的部分洪水在枯水期可以有计划地利用，实现效益。通过图浦智慧水利水电工程案例，可以直观查看大坝主体上多个闸门的实时启闭状态，辅以气象信息和水位信息数据显示，方便人员集控中心在汛期及时决策。水力发电的基本原理是利用水位下降配合水力发电机发电。水的势能转化为水轮的机械能，再利用机械能驱动发电机获得电能。水力发电系统主要由引压管、水轮机、发电机和尾水管等组成。河水经截水设施截留后，通过压力隧洞、水闸等水路设施输送至电厂。利用图普软件三维组态还原发电生产过程，监控机组运行状态，提高发电效率。Ⅰ水力势能向机械能的转变河流水位在坝前上升形成落差，蓄积水力势能。当机组准备发电时，给尾水管、引水压力钢管和蜗壳充水压力，并提升机组下游尾水管闸门和上游闸门。调速系统启动后，操纵导水机构打开活动导叶，蜗壳内的高压水流经内侧均匀排列的固定和活动导叶，形成一定的环面，然后均匀、可控地进入涡轮转轮。加压水从转轮叶片外缘径向流入，从转轮出口轴向流出。液压力作用在转轮叶片上，使转轮产生转矩并带动转轮旋转，水力势能转化为机械能。单机转速、导叶开度等数据接入图普可视化系统。利用图普软件自研引擎强大的渲染能力，还原每一步流程，可用于新员工培训和安全讲解。Ⅱ机械能向电能的转化涡轮转轮带动机组大轴旋转，并将转矩传递给与之同轴的发电机转子。转子通过励磁形成的磁场在定子绕组中同步旋转，发电机定子在交变磁场中旋转。在绕组的作用下，在绕组中产生感应电势，从而完成机械能到电能的转换。水头越高，流量越大，水轮机的输出功率就越大。将传感器数据上传到地图可视化系统，可以判断过程的合理性，及时纠正阻碍电能转化的因素，提高电能输出率。Ⅲ一次电能到合格电能通过接线端子引出，导线连接成闭环。电流和电压在回路中产生。经过发电机出口母线后，电流进入升压变压器，电压升压至500kV，然后进入六氟化硫气体绝缘开关站（GIS）将输电线路接入电网，从而完成从电力生产到水力发电机组传输的最后一个环节。图普软件的三维配置还原了水力资源从势能到电能的转化过程。一方面可以为学生提供模拟教学实例，另一方面可以向外界普及水力发电知识。融合数字建模、数字孪生、仿真等技术，轻松构建低代码、零代码的物联网物联网平台，助力水利水电工程实现智能化管理。与InTouch/IFix/WinCC等传统组态软件相比，Topu基于Web的平台更适合C/S向B/S转型的大趋势，多元素丰富的可视化组件和快速的数据绑定方式，可用用于快速创建和部署。不仅是3D的效果展示，图普软件还支持绘图二维配置。图普软件HT可视化技术采用B/S架构，通过对传统二维发电过程配置图的重构设计，对接测点数据，实现基于web的跨平台多终端访问，无论是通过PC、PAD或智能手机都可以通过浏览器随时访问监控现场。图扑支持将大屏配置集成到B/S端，并与Angular、React、Vue等其他主流前端框架无缝集成，打破了以往用户在中控室控制场景的局限性。二次元配置以SCADA系统为基础，对图纸进一步美化升级。以平面图的形式展示了水电过程中坝顶标高、坝门吊、主变、坝库区、引水钢管、500kV出线架、主厂房吊、发电机、水轮机的顺序。发电，以及模拟水力势能-机械能-电能转化，再通过500kV线路输送到500kV变电站的过程。水库中水能转化为电能的多少，与导流管管口处的受力密切相关。水库水量、水库水位、压力导流管倾角等影响导流管喷头受力的因素直接影响水能向电能的转换效率。水流的速度用蓝色的深浅表示，动力传递过程用动态虚线模拟。整个过程清晰明了，一张图片就能掌握水电站的运行状态。有效协调水库与水力机械系统之间、水力机械系统各部分之间的运行问题，提高发电效率。图普软件低代码实现了发电过程中的“设施互联、系统互通、数据互享、业务融合”，完成了MIS/SCADA等核心信息系统的深度集成。水轮机模拟拆解水轮机是水电站的核心部件，深埋在水电站内部。水轮发电机组由压力钢管、蜗壳、导水机构、转轮、机组轴、发电机定子、发电机转子等主要部件组成。平面图、塑性静态模型或水电站实地考察，都不能使人们直观、简单、全面、系统地了解水轮机的内外结构和工作原理。《水轮机仿真拆解》通过3D仿真动画全方位进行，不仅给人身临其境的体验，还可以不受时间和地域的限制，系统、全面地了解水轮机的部件和动作原理.制作水轮机3D仿真动画需要准备很多素材，比如所有零件的零件图、3D图纸、动画背景等等。通过图普软件专业的建模渲染引擎技术，制作单元仿真场景，模型精度高。1:1还原机组设备主要部件的拆装原理，可对员工进行产品拆装、维修等方面的培训。图扑软件数字孪生涡轮的拆解过程，实现了物理实体在数字世界中的状态和运行的全面准确呈现。场景中设备部件对应的属性信息浮现，准确把握设备内部业务流程、行为逻辑、状态变化等。与传统方式相比，设备立体展示具有更灵活的表现形式和更直观的效果。生动的演示动画让观众更快地了解设备的工作原理，避免因语言错误造成的误解。主接线图水电站产生的电能需要通过架空输电线路输送到用户集中区的变电站。由于机端负荷大，引出回路多，发电机电压级的接线一般采用带母排的接线方式。按容量可分为单母线、单母线段、双母线、双母线段。当机组容量较大时，可在母线段和出线处加装电抗器，以限制短路电流。利用图普软件的大屏组态和UI组态显示主接线图，实现对线路运行状态的监控。用红色字表示设备正在运行，用绿色字表示已经停止。电站接入的隔离开关、断路器、发电机等设备数据的实时状态显示。Topo还满足了工业物联网的现代、高性能、跨平台（桌面鼠标/移动触摸/虚拟现实VR）图形显示和交互体验。支持VR/AR结合显示，让用户沉浸在虚拟环境中体验，尤其适用于工厂、车间、生产线等大型场景。机组运行参数图软件采用不同类型图表统计有功功率、无功功率、日发电计划完成率、月发电计划完成率、日累计发电量、月累计发电量、年累计发电量等。数据。用黄色、绿色、紫色区分预警、正常、故障三种机组状态，及时识别机组是否运行良好。采用全厂有功功率和无功功率的双曲线形式，展现单台机组近12小时的功率波动情况，让电厂实现精细化管理。智能巡检进入主厂房后，支持第一人称视角自由漫游（WASD方向键结合鼠标操作），可查看发电机详细运行参数、摄像头监控画面等信息。支持绘制和保存常用巡检路线，每次进入后按固定路线自动漫游，满足个性化巡检需求。通过巡检模拟器或巡检车的巡检流程，在通过设备时可以停车查看设备信息。图普软件可以无缝结合HTML5的各种多媒体功能，支持整合各种视频资源形成统一的视频流，可以关联3D场景下的坝顶、发电机底板、配电室摄像机等视频信号源。通过场景交互调取相应的监控视频，满足运维人员实时态势感知和历史数据回溯对比的需求。图普软件还支持虚实融合，将视频图像在3D模型对应空间的真实地理坐标处准确融合显示。这种融合不会随着3D模型的倾斜和旋转产生错位，充分利用了3D场景的直观特性。.通过视频融合，实现关键路径的自动视频巡检，实现关键区域快速锁定、目标聚焦等高级功能，为日常管理和应急处置提供直观、准确的辅助。智慧安防大型水电站均具有装机容量大的特点，影响区域供电。站内水库、大坝（含副坝）、发电厂、渡槽一旦发生故障，将造成大面积停电，严重影响社会和谐稳定。图浦水电站智慧安防系统与站内监控信号源关联，显示现场监控画面，监控区域入侵、烟花爆竹、故障等，保障站内设施设备的良好运行。车站。点击3D场景中的图标，可以查看对应的监控画面、人员姓名、报警时间、报警详情。二维界面标注摄像机分布、视频统计、行为分析告警、站内人员分布、人员告警等信息。通过图普可视化系统，可以对视频监控系统、出入口管理系统、智能卡系统、入侵报警系统、作业流程管理系统、周界水域探测系统、应急指挥系统等进行集成管理。全景漫游将GIS创新融入图谱软件，赋予可视化更强大的地理智能。支持接入多源异构数据，标注各水电站位置信息，实时还原高精度真实站点。采集流域内的DOM（DigitalOrthophoto）和DEM（DigitalElevationModel）数据，基于真实的城市河道状态信息和周边景物信息，对河道三维空间数据进行三维几何建模和河底；然后叠加精细建模的水电站模型，优化渲染；最后，利用显示列表、纹理优先级、细节层次模型（LOD）等图形软件渲染技术，实现3D河流的实时逼真虚拟场景显示，提供丰富的人机交互手段。通过图谱软件打造整个流域的虚拟漫游，分别设置远景和近景背景，并添加水雾、大气、云彩等环境效果，让场景更加真实灵动。漫游利用客观真实的场景，通过浏览器以虚拟漫游的形式实现远程浏览的目的，用户足不出户即可游览景点和建筑物内部场景。流场监测采用图普研发的力场粒子效果模拟河流的流动，结合不同流速范围对应的不同粒子颜色渲染流场，实时显示流速数据。仿真分析技术的应用范围涵盖了社会的方方面面。结合图普软件Web可视化引擎，对工程仿真、气象预报、生命科学、科研教育、电力系统、交通运输、工业制造等不同领域的发展起到了推动作用。为不同行业的发展注入了新的动力。海岸线模拟地图软件可以根据历史水位数据模拟河流周边海岸线的变化，有助于判断水位临界值，提前调整水位，预防洪水或通知周边居民提前搬家。水质反演是基于采集到的江河水库历史水质数据，利用图谱软件研发的云图渲染技术，提取三维水域的某一断面，将水质数据的高低水平显示在一个平面图上。三维云图，并支持时间轴运算和反演全年水质变化。根据推算数据，水中化学残留物含量、水中盐度、下游河水盐度、水中血吸虫数量、微生物细菌数量、水生植物数量和藻类等进行判断。出现严重水质问题时，要及时采取补救措施。小结水电与航运、养殖、灌溉、防洪、旅游等形成水资源综合利用体系，最大限度地利用水资源。未来，水电站的自动化和远动化也将得到进一步提高和推广；长距离、特高压、超导材料等输电技术的发展，将有助于加快西部丰富的水资源开发。更多案例及效果可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