□本报记者 张爽 通讯员 王艳 苑宇书

　　北京市水资源调度中心工作人员轻点鼠标，打开数字孪生南水北调工程平台的水资源调度界面，全市水网的“神经网络”瞬间清晰呈现——水库、水源地、水厂、泵站等关键节点，由象征河流和管渠的线条动态连接，织成一张覆盖全域的智慧水网。驱动这张网运行的，正是已稳定上线半年的知识驱动水资源优化调度模型。

　　“研发的初衷，源于现实压力。”北京市水调中心科技科科长胡晓斌坦言。随着国家水网建设推进，北京跨区域生态补水成为常态，城市输供水保障范围也在有序扩展，多水源联合调度系统日益庞大……水源构成越来越多元，调配路径交织成网，用水需求动态多变，调度目标日趋复杂，这一切都对水资源调度的科学性、时效性和精细化水平提出了更高要求。为此，北京市水调中心与北京市水科学技术研究院联合攻关北京市水资源优化调度难题，“基于知识驱动的水资源优化调度智能决策技术”及调度模型应运而生。

　　从“人工试算”到“智能推演”

　　过去，调度工作很大程度上依赖历史经验和人工试算。“就像经验丰富的司机寻路，熟悉时顺畅，在陌生区域遇到新情况就难以快速找到最优路径。”胡晓斌比喻道。核心痛点在于调度对象关系复杂、多目标难以协同、高频次决策响应不足。

　　破解难题，需要打破部门壁垒。北京市水调中心与北京市水科学技术研究院成立联合项目组，双方从行业决策者到基层管理者层层沟通，梳理出清晰的需求架构；业务专家全程参与，验证技术是否“真能用、真好用”；技术团队则把业务需求、逻辑转化为模型算法和系统语言，实现快速决策、智能优化。

　　“这确保了技术从诞生就扎根实际。”胡晓斌说。他们系统梳理了永定河生态补水、城市输供水保障等重点场景的需求。在生态调度中，明确了地下水回补、全线通水时长、出境水量等关键目标；在供水调度中，厘清了南水北调水、地表水、地下水等多水源的供水优先级与协调规则。

　　如今，该技术已深入应用在一线业务。以永定河生态补水为例，设定目标后点击“方案分析”，后台模型在数十秒内可生成数百组可行方案，并以“帕累托前沿解集”图直观展示不同目标间的竞争关系。决策者可通过“决策优选”设置目标权重，系统推荐最优方案，并对水流演进进行动态预演，实现“预报—预警—预演—预案”的业务闭环。该技术还用于制定全市日常输供水计划，通过智能算法优化输水路径，系统实现按需调节泵站负荷，降低能耗。

　　自平台试运行以来，已支撑永定河春秋季生态补水计划的制定调整以及输配水相关调令发布，实现在有限水资源约束下生态基流保障、地下水涵养与生态修复等生态补水多重目标优化，同时显著提升多水源联合调度精准性与极端工况下的应急响应能力。从依赖人工经验到智能辅助决策，这项技术正推动北京水资源调度向更精准、高效、智慧的方向迈进。

　　从“数据辅助”到“知识驱动”

　　这项技术的核心突破究竟在哪里？研发人员指向一个关键理念：知识驱动。“我们打造了一个‘数字调度专家团’。”谭秋阳解释道，这个“专家团”融汇水流演进机理、水网拓扑结构、工程调度规则与专家实践经验，将零散、多维信息转化为可被计算机理解的知识体系——即构建知识图谱。

　　然而，构建知识图谱难度不小。首要挑战是复杂水网的数字化。“北京水网调度对象超500个，包括134条河流、114座水闸、62座水厂等，连接关系数千条，属性信息上万项。”谭秋阳说，“将庞大物理水网准确‘搬’进数字世界，本身就是一项艰巨挑战。”

　　更大挑战在于调度规则的梳理与转化。现实中调度规则复杂多层，同一工程在不同季节、不同需求下调度方式各异。例如水闸日常按流量启闭，汛期则依防洪要求调整。“规则交叉重叠，缺乏统一表述体系。”谭秋阳表示，“核心任务是将专家掌握的经验，翻译成机器能执行的‘语言’——明确‘如果满足某条件，就执行某指令’，这是实现智能决策的基石。”

　　为提升易用性，研发团队攻克了可视化难题，实现“知识库—模型—界面”全链路可视化管理。技术人员可像搭积木一样拖拽修改调度对象，后台知识图谱同步更新，使数字水网维护直观便捷。

　　团队还耦合大语言模型，开发智能调度助手。调度人员用自然语言下达指令，如“制定官厅水库出库流量20～50立方米每秒的永定河秋季补水方案”，助手便能通过多轮对话理解需求，自动调用模型计算对比，大幅度降低使用门槛。

　　谭秋阳介绍，“超1万个调度对象毫秒级模拟”与“3个以上优化目标秒级寻优”的高性能实现，源于算法与架构的深度融合：借助GPU并行计算同步处理数万对象状态，并在优化算法中引入强化学习，使系统能自我学习调整搜索策略。两者协同，宛如兼具超快心算与学习能力的“最强大脑”。

　　目前，该技术已形成6项发明专利、4项软件著作权在内的自主知识产权体系，并在多个核心业务场景取得实效。未来，北京市水调中心与北京市水科院将继续携手，推进该技术在山区防洪“一张图”、北三河数字孪生等智慧水务建设中的深化应用，以“知识驱动”的智慧，持续守护城市水脉。