本发明属于水利数字化，具体是指一种基于四预功能的水利数字化综合管理平台及其应用。
背景技术：
1、基于“四预”功能的水利数字化综合管理平台是一种集成了现代信息技术、大数据分析、人工智能、物联网、地理信息系统(gis)、流体动力学模型等先进技术的智能化系统，旨在全面提升水利系统的监测预警、决策支持、应急响应与资源管理能力，以应对日益复杂的水灾害风险、水资源供需矛盾及环境挑战；
2、但现有水利数字化还存在一定的缺陷，现有的水利数字化依赖人工判断或较为简单的阈值设置，预警信息发布方式可能不够多元，导致预警信息传递速度较慢、覆盖范围有限，现有平台缺乏三维gis、流体动力学模型与ar技术相结合的灾害预演功能，使得决策者难以直观、动态地理解灾害的发展演变及影响范围，降低了决策的主动性与效率，缺乏结构化的预案库和动态更新机制，预案的修订、审核、发布流程不够规范和高效，缺乏自动生成特定情境预案，缺乏实时追踪与智能调配功能，导致在紧急情况下资源分配不合理，为此，提出一种基于四预功能的水利数字化综合管理平台及其应用。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于四预功能的水利数字化综合管理平台及其应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于四预功能的水利数字化综合管理平台及其应用，包括预测预报模块、预警预演模块、预案预防模块、预控预备模块、防汛抗旱决策、水资源优化配置模块、水环境保护与治理模块和水利工程运维模块；
3、其中，所述预测预报模块负责对水利相关的多种要素进行未来状态的预测和实时数据的预报，为决策提供前瞻性的信息支持；
4、其中，所述预警预演模块负责在预测到可能出现的灾害时，及时发出警报，并通过可视化方式模拟灾害发展过程，帮助决策者和相关部门提前做好应对准备；
5、其中，所述预案预防模块负责预案的编制、维护、更新及执行效果评估，确保在面临各类水问题时，能够迅速、有效地采取应对措施；
6、其中，所述预控预备模块负责对水利设施的实时监控、远程控制与调度，以及应急资源的预先部署与快速调配，确保在灾害发生时能够迅速采取行动。
7、其中，所述预测预报模块收集气象部门的天气预报、卫星云图、雷达回波气象数据，整合水文站点的降雨量、河流流量、水位水文信息，获取地质、地形、土壤地理信息数据；
8、根据收集的数据进行数据一致性，修复异常值，填补缺失值，对时间序列数据进行平滑处理、趋势分析预处理，将多源异构数据进行标准化。
9、其中，所述预测预报模块根据数据进行构建洪水、旱情、水质预测适用的模型，通过历史数据训练模型，调整模型参数，优化模型性能，对模型进行交叉验证，评估其预测精度和稳定性；
10、根据训练好的模型，将实时采集的数据输入预测模型，生成短期、中期、长期预测结果，结合专家知识和业务规则，对预测结果进行校正和解释。
11、其中，所述预警预演模块根据历史灾害情况、法律法规、行业标准等设定各类预警指标阈值，制定预警级别划分规则，明确不同级别预警的触发条件和发布流程，实时监测预测预报数据，当达到预警阈值时，自动触发预警，通过短信、邮件、app推送多种渠道发布预警信息；
12、基于gis平台构建三维地理信息系统，导入地形、水系、建筑物等基础数据，应用流体动力学模型模拟洪水淹没过程，利用ar技术构建沉浸式预演环境，展示灾害发生、发展、影响的动态场景，进行预演演练，评估应急响应能力，优化预案。
13、其中，所述预案预防模块根据国家法律法规和行业规范，编制各类水利应急预案，将预案内容结构化，录入数字化管理平台，形成预案库，建立预案修订、审核、发布的工作流程，评估预案效果，根据实际情况和经验反馈进行修订完善；
14、根据预测预报结果和实时监测数据，通过算法分析匹配最合适的预案，根据相似案例和规则推理，自动生成应对特定情况的预案，利用数字化平台组织线上线下相结合的预案演练活动，收集演练数据，进行效果评估，反馈至预案修订环节。
15、其中，所述预控预备模块通过接入各种监控设备进行实时监测水利设施运行状态，建立远程监控系统，实现对设施的远程调控与指令下发，维护应急物资、设备、人力资源数据库，实时更新储备情况，根据预警信息和预案要求，提前进行资源调配。
16、其中，一种基于四预功能的水利数字化综合管理平台及其应用，具体应用步骤如下：
17、s1、平台提供的洪水、旱情预测预报信息，为制定科学合理的调水、蓄水、泄洪等决策提供数据支撑；
18、s2、预警预演功能帮助决策者提前预知可能的灾害影响，及时启动应急预案，降低灾害损失；
19、s3、预控预备系统确保防汛抗旱设施的高效运转和应急资源的及时调配；
20、s4、预警预演功能可用于识别潜在的水资源危机，预案预防系统则有助于制定并实施节水、治污、生态补水等策略；
21、s5、预控预备系统可实时调度供水设施，保障供水安全；
22、s6、根据系统运行反馈不断更新模型参数，当系统特性发生变化时，控制器能迅速调整控制策略；
23、s7、利用ai模型对系统运行数据进行实时监控，通过异常检测算法识别潜在故障模式，结合故障知识库进行故障类型和原因预测。
24、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
25、1、本发明通过通过集成多元数据源、构建专业预测模型和应用先进的数据处理技术，平台能够提供更为精准的洪水、旱情、水质等预测预报，为决策提供更为可靠的信息支持，实时监测水利设施运行状态，增强了对水利系统状态的感知能力，有助于及时发现潜在问题；
26、2、本发明通过设定科学的预警指标阈值和分级规则，实现自动化预警触发与多元信息发布，大大缩短了预警信息传递时间，提高了预警的及时性和覆盖面，结合三维gis、流体动力学模型与ar技术进行灾害预演，有助于决策者直观理解灾害影响，提前制定应对策略，显著提升了灾害应对的主动性与效率；
27、3、本发明通过预案预防模块实现了预案的结构化管理、动态更新与效果评估，确保预案的时效性与针对性，利用预测数据和算法匹配，能够快速找到最适合当前情况的预案或自动生成针对特定情境的预案，极大提升了预案制定与执行的科学性和灵活性，线上线下相结合的预案演练机制，进一步增强了实际应对能力；
28、4、本发明通过预控预备模块通过对应急资源的实时追踪与智能调配，确保了资源在关键时刻的可用性和有效性，远程监控与指令下发系统使得水利设施的调控更加精准、及时，提升了设施运行效能，实时调度供水设施，保障了供水安全与稳定。
1.一种基于四预功能的水利数字化综合管理平台及其应用，其特征在于：包括预测预报模块、预警预演模块、预案预防模块、预控预备模块、防汛抗旱决策、水资源优化配置模块、水环境保护与治理模块和水利工程运维模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于四预功能的水利数字化综合管理平台及其应用，其特征在于：所述预测预报模块收集气象部门的天气预报、卫星云图、雷达回波气象数据，整合水文站点的降雨量、河流流量、水位水文信息，获取地质、地形、土壤地理信息数据；
3.根据权利要求2所述的一种基于四预功能的水利数字化综合管理平台及其应用，其特征在于：所述预测预报模块根据数据进行构建洪水、旱情、水质预测适用的模型，通过历史数据训练模型，调整模型参数，优化模型性能，对模型进行交叉验证，评估其预测精度和稳定性；
4.根据权利要求1所述的一种基于四预功能的水利数字化综合管理平台及其应用，其特征在于：所述预警预演模块根据历史灾害情况、法律法规、行业标准等设定各类预警指标阈值，制定预警级别划分规则，明确不同级别预警的触发条件和发布流程，实时监测预测预报数据，当达到预警阈值时，自动触发预警，通过短信、邮件、app推送多种渠道发布预警信息；
5.根据权利要求1所述的一种基于四预功能的水利数字化综合管理平台及其应用，其特征在于：所述预案预防模块根据国家法律法规和行业规范，编制各类水利应急预案，将预案内容结构化，录入数字化管理平台，形成预案库，建立预案修订、审核、发布的工作流程，评估预案效果，根据实际情况和经验反馈进行修订完善；
6.根据权利要求1所述的一种基于四预功能的水利数字化综合管理平台及其应用，其特征在于：所述预控预备模块通过接入各种监控设备进行实时监测水利设施运行状态，建立远程监控系统，实现对设施的远程调控与指令下发，维护应急物资、设备、人力资源数据库，实时更新储备情况，根据预警信息和预案要求，提前进行资源调配。
7.一种基于四预功能的水利数字化综合管理平台及其应用，具体应用步骤如下：
