淺談工業(yè)4.0時代“智慧水文”的發(fā)展趨勢

方星萍

【摘要】德國政府提出工業(yè)4.0高科技戰(zhàn)略計劃，對工業(yè)提出更高要求，中國也積極推進以“互聯(lián)網(wǎng)+制造”為主的新工業(yè)。隨著信息獲取與分析技術的快速發(fā)展，特別是物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等先進技術手段，遙測、遙感、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)等技術的大范圍應用，實現(xiàn)了從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)儲存到數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)服務的全面信息化、智能化，有力的促進了水文數(shù)據(jù)的采集和處理技術的發(fā)展。水文數(shù)據(jù)的準確性和時效性關系著相關應用領域做出決策的信息支持和正確性保證。推進信息采集的自動化，充分應用移動通信、衛(wèi)星通信、空天遙感、物聯(lián)網(wǎng)及智能感知等技術，形成快捷準確的水文信息感知和傳輸系統(tǒng)。推進數(shù)據(jù)分析的智能化，更加注重對基礎數(shù)據(jù)的分析研究，提煉水文產(chǎn)品附加價值，充分發(fā)揮水文的“智庫”功能。推進信息服務的現(xiàn)代化，建立集水文、水環(huán)境、河道監(jiān)測，及水文預報、水文水資源分析計算、河道泥沙分析等為一體的綜合應用服務平臺。

【關鍵詞】工業(yè)4.0；水文；自動化；信息；采集

引言

改革以來，我國經(jīng)濟水平得到長足進步，各項事業(yè)取得了巨大的進步與發(fā)展。水文事業(yè)作為國民經(jīng)濟的基礎性行業(yè)，服務于農(nóng)業(yè)，在水資源合理調(diào)節(jié)與利用，防洪減災，與國民經(jīng)濟的各行業(yè)密切相關，為滿足國民經(jīng)濟發(fā)展過程中對水資源的巨大需求，保障國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展作出了突出的貢獻，同時也取得了不小的進步。但同時我國水資源有限，環(huán)境承載能力較弱，人口基數(shù)大，隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)高速發(fā)展，城市化進程的不斷加快，現(xiàn)有的水資源無法滿足發(fā)展的需求，如何更加合理、高效的分配有限的水資源，優(yōu)化資源分配，實現(xiàn)利益最大化，成為水文信息提取與分析相關研究亟待解決的問題。通過科技創(chuàng)新，結合工業(yè)4.0發(fā)展思維，推進水文信息采集的自動化，推進水文數(shù)據(jù)分析的智能化，推進水文信息服務的現(xiàn)代化，才能從根本上支撐水文事業(yè)的發(fā)展，保障國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

1、水文現(xiàn)代化

水文現(xiàn)代化即結合無線通信技術以及變頻技術，充分運用計算機技術通過物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等先進技術手段，實現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)服務的全面信息化、智能化。能夠?qū)崿F(xiàn)對儀器儀表的精確定位，對復雜的測量情況進行理清，對于出現(xiàn)的定位誤差能夠自動進行修復，自動測量、并且生成測量結果。提供自動測控和手動測控兩種功能，在自動模式下，系統(tǒng)能夠一次性完成對幾十個甚至幾百個測試點的數(shù)據(jù)的采集，短時間內(nèi)完成分析和計算，對數(shù)據(jù)的合理性檢查，針對不確定的結果，對于其不確定的程度進行測算和明確，最后形成測量結果的圖標，為信息的使用者提供更為精確的數(shù)據(jù)。在特殊的情況下不適合使用自動測控功能，可以利用手動模式進行測算，保證系統(tǒng)在任何環(huán)境下都能夠得到充分的利用。

2、工業(yè)4.0背景下“智慧水文”的發(fā)展

通過研究以物聯(lián)網(wǎng)和制造業(yè)服務化為特征的工業(yè)4.0，指出信息物理系統(tǒng)在引領智能制造的過程中發(fā)揮的重要作用，工業(yè)4.0必定改變現(xiàn)有的工業(yè)結構，智能制造業(yè)將又一次煥發(fā)出新的生命。在工業(yè)4.0時代的推動下，智能制造業(yè)必將又一次煥發(fā)出新的生命力，主要體現(xiàn)在智能工廠設備將實現(xiàn)高度的自動化，系統(tǒng)具備靈活、能實時應對各種事件的功能，保證過程徹底優(yōu)化。同時，這種優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在特定條件下，而且在網(wǎng)絡環(huán)境下實現(xiàn)橫向的最優(yōu)化。借助物聯(lián)網(wǎng)，智能工廠，實現(xiàn)人、機、物的有機結合。在工業(yè)4.0時代，智能發(fā)揮著重要作用，工業(yè)4.0的到來必然改變現(xiàn)有的工業(yè)結構，必將又一次煥發(fā)出新的生命力。“智慧水文”作為工業(yè)4.0時代下催生的一項新興事業(yè)，推進信息采集的自動化，充分應用移動通信、衛(wèi)星通信、空天遙感、物聯(lián)網(wǎng)及智能感知等技術，形成快捷準確的水文信息感知和傳輸系統(tǒng)。推進數(shù)據(jù)分析的智能化，更加注重對基礎數(shù)據(jù)的分析研究，提煉水文產(chǎn)品附加價值，充分發(fā)揮水文的“智庫”功能。推進信息服務的現(xiàn)代化，建立集水文、水環(huán)境、河道監(jiān)測，及水文預報、水文水資源分析計算、河道泥沙分析等為一體的綜合應用服務平臺。

2.1 推進水文信息采集的自動化。從工業(yè)4.0的發(fā)展實際出發(fā)，結合工業(yè)4.0時代下工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展趨勢，積極推進水文信息采集的自動化，作為水文信息采集系統(tǒng)的基礎，現(xiàn)代化的水文傳感器是實現(xiàn)水文信息自動化采集的關鍵要素。降雨量、水位、流量、水質(zhì)、蒸發(fā)、泥沙等自動化儀器，應當加大投資力度，促進研發(fā)，積極進行推廣與應用。在水文傳輸設備方面需要結合互聯(lián)網(wǎng)形成快捷準確的傳輸系統(tǒng)，結合衛(wèi)星通信、空天遙感、移動通信、物聯(lián)網(wǎng)及職能感知技術、形成更高效的水文信息感知系統(tǒng)。

2.2 推進水文數(shù)據(jù)分析的智能化。從工業(yè)4.0的發(fā)展實際出發(fā)，結合工業(yè)4.0時代下工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展趨勢，積極推進水文數(shù)據(jù)分析的智能化，通過建立水文信息采取與處理的“智庫”系統(tǒng)，充分利用其功能，對基礎數(shù)據(jù)做更加深入的分析研究，得到具有利用價值的研究結論，服務于現(xiàn)實水文相關工作，提煉水文產(chǎn)品的附加價值。加大投資力度，促進“智庫”系統(tǒng)的建設，推進水文數(shù)據(jù)分析的智能化。

2.3 推進水文信息服務的現(xiàn)代化。從工業(yè)4.0的發(fā)展實際出發(fā)，結合工業(yè)4.0時代下工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展趨勢，積極推進水文信息服務的現(xiàn)代化，通過建立綜合應用服務平臺，將集水文、水環(huán)境、河道監(jiān)測，及水文預報、水文水資源分析計算、河道泥沙分析等融為一體進行綜合分析，發(fā)揮集水文數(shù)據(jù)采集，分析和服務于一體的水文信息系統(tǒng)更好的應用于實際生產(chǎn)生活中。

3、結語

隨著工業(yè)4.0的提出與發(fā)展，世界范圍內(nèi)掀起了再工業(yè)化浪潮，在工業(yè)4.0中最核心與最關鍵的是信息化在制造業(yè)中的應用，“智慧水文”事業(yè)也越來越受到重視，通過物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等先進技術手段，實現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)服務的全面信息化、智能化。工業(yè)4.0時代“智慧水文”的發(fā)展必然影響到中國的國民經(jīng)濟發(fā)展，影響到中國各項基礎事業(yè)的發(fā)展。

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