“数字孪生”技术

首次应用塞罕坝森林草原防火

塞罕坝机械林场

塞罕坝机械林场是世界上最大的人工林场，从一棵树，到一片“海”，它像一座坚实的屏障，挡住了南侵的漫天黄沙，但也正因为处于北风口上，防火难度极大。穿越林场的27条输配电线路，以往需要供电部门的基层运维人员，通过巡线等方式逐一排查隐患，难度大时间长。不过，最近，因为技术革新，他们的工作发生了不小的变化。

屏幕上的塞罕坝森林草原防火预警监测平台，是由最新的数字孪生技术搭建的另一个“塞罕坝机械林场”，它是最近刚刚加入到森林草原防火队伍当中的新成员，它可以将输配电线路，以及供电设施进行1:1比例还原，同时它所提供的数据，可以让工作人员完成环境分析、隐患排查等以往需要大量人力来完成的工作。

数字孪生模型就像双胞胎一样，可以真实反映输配电线路、森林草木等周边环境信息，进行数字化映射和智能化模拟。

数字孪生模型在搭建过程中，应用了全景摄像头、激光雷达、无人机等设备，收集到了穿越塞罕坝机械林场的27条输配电线路及周边环境的海量有效数据，在防火预警监测平台中形成数字孪生模型，现实中穿越林海的一条条银线，对应的是数字孪生模型中，一串串激光点云数据。

数字孪生模型可以辅助工作人员分析线路运行情况，对穿越林区、山区的线路，制定差异化的运维措施和工作方案。系统会结合气象数据以及激光雷达建模的实际情况，对火险等级进行预判，高火险等级的线路要求运维人员高频率巡视。

有了数字孪生技术，除了可以制定更加科学的方案，依托可视化监控系统，一旦发现烟雾、树线矛盾、线下大型机械等情况，平台会立即弹出预警，工作人员在初步筛查后，对于存疑情况，第一时间通知运维人员。5月的塞罕坝，寒意依然未退，料峭的风刮过百万亩林海，整齐的樟子松、落叶松树群随风摇曳，展现出无限生机。

这里的服务面积是2090平方公里，从供电所到最远的线路末端，大约得有五十多公里，而且这里森林草原比较多，有的地方一个小时都不一定能到达。以前的话，需要人员从杆头到杆尾挨棵杆走过，才能够把隐患排查出个大致的数量。现在通过激光扫描，整条线路的隐患，树线距离、隐患点，全都能形成文字性的东西，节省了人员巡视的过程，大大节约了时间和人力物力。

在唐博看来，数字孪生技术应用后，已经成了他们运维和防火的新“帮手”，它可以真实地看到精确到厘米的树木的长势情况，发现哪棵树木超过了输配电线路的安全距离，反馈给一线人员后，可以有针对性对问题进行防范或处置。当然，除了数字孪生这个“大脑”，新设备也成了护林防火中的“眼”。

去不了的地方，可以使用无人机，有的杆子也在水坑里、沼泽地里这种地方，林区大概有三分之一是比较难走的地儿。无人机可以从上往下拍，有好多小问题都能发现。

为了守护这一片绿色，远程加现场、人巡加机巡，全方位的立体巡查，让隐患、缺陷无处藏身。

2023年围场供电公司引入了无人机自主巡检系统，机巢内置精密机械结构，可实现无人机电池与吊舱的自动更换，全程无需人员干预，只需要一键下发任务，自动化机巢打开便可自动起飞通过设定好的线路，前往巡检区域，巡检作业过程中，可实现巡检数据实时回传后台。

截至目前，国网冀北电力已初步搭建了无人机自动化机场、通道可视化等典型三维智慧场景，研发应用了数字孪生模拟仿真引擎，实时获取“深蓝空间”卫星影像资源，实现了输电线路与周边森林树木环境等防火信息联动更新，准确掌握了1028套输电线路视频资源。

应用数字孪生技术，完成了塞罕坝地区电力线路的数字建模工作，搭建了数字孪生电力防火预警平台，实现了电力线路与周边森林环境防火信息的联动更新，真正做到山火隐患和火情早发现、早预防，这项技术高科技、高效能、高质量的属性，为塞罕坝地区森林草原防火工作提供了新质生产力，助力守牢首都生态屏障，打造了一个冀北地区全域、绿色、智慧防火示范。

数字孪生技术，可以说给塞罕坝林场装上了“智慧大脑”和“千里眼”，不仅大大节省了人力，还使森林防护效率大幅度飞跃式地提升。相信有了智慧赋能，未来的塞罕坝林场定会“风光无限”。（王晶 杨少辉 报道）