信息化時代智慧水利行業的應用與發展研究

李舒

摘? 要：在當前經濟高速發展的社會中，水利工程建設一直都是影響人類生存與發展的基礎性建設，基于當前網絡技術、大數據技術、物聯網技術、云計算技術、傳感器技術等在水利工程中的應用與發展，智慧水利的概念應運而生。該文首先簡單介紹了智慧水利的相關概念與特征，并對其中關鍵技術的應用進行了分析，希望能夠為相關的技術人員提供參考。

關鍵詞：智慧水利 信息化 技術 專業化 發展

中圖分類號：TP39? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A

Abstract： In the current society with rapid economic development， water conservancy project construction has always been the basic construction that affects human survival and development. Based on the application and development of current network technology， big data technology， Internet of Things technology， cloud computing technology， sensor technology and other technologies in water conservancy projects， the concept of smart water conservancy emerges at the historic moment. This paper first briefly introduces the concepts and characteristics of intelligent water conservancy， and analyzes the application of key technologies， hoping to provide reference for relevant technical personnel.

Key Words： The wisdom of water conservancy; Informatization; Technology; Professional; Development.

智慧水利的概念是近幾年才提出的，是當前水利工程建設的一種新形式，是基于各種新技術應用而發展起來的。當前社會已經進入到了信息化時代，新技術的應用優勢得到凸顯，水利工程建設同樣面臨著重大發展機遇。在這樣的背景下，我們應正視智慧水利建設過程中出現的各種問題，加大對各種新技術應用的研究，以滿足當前社會發展所需。

1 智慧水利介紹

1.1智慧水利的內涵

智慧水利有別于傳統意義上的水利工程，智慧水利涉及到多個學科，比如水文地質、水動力學、氣象學等自然學科，還運用了各種先進的技術，比如物聯網技術、信息化技術、大數據技術、云計算技術等，在這些新技術的支持下水利工程實現了自動化控制，能夠實時、準確地獲取水利工程的運行狀況[1]。智慧水利的建設與發展必然與信息技術有著密切的關聯，在智慧水利模式下，各種數據信息會被自動化系統收集、整理，形成一個系統化的數據鏈條，經過高效的處理，反饋給相關的工作人員。另外，智慧水利還可以提高應對突發事件的能力，通過對突發事件進行模擬與反饋，完成物聯感知，達到智慧管理的目的。

1.2智慧水利的主要特征

智慧水利是我國智慧城市建設的重要組成部分，其中融合了多種先進的技術，并將多領域的信息化技術應用到水利工程建設中，對我國智慧水利建設起到了一定的推動作用[2]。

1.2.1感知全面化

在水利工程建設中運用物聯網技術，并利用衛星遙感技術、互聯網技術、采用無人機等，與地面自動化監測設備構建起天地一體的立體感知監測網絡，提升水利工程的感知能力。

1.2.2互聯泛在化

泛在化的含義是指無處不在的智能化網絡，基于當前無線網絡的普及，智慧水利工程實現了互聯泛在化，利用全面覆蓋的無線網絡、各種類型的無線傳感設備、RFID技術等，并與政務網、無線寬帶、應急通信等互聯，網絡無處不在。

1.2.3業務協同化

協同化的本質是相互協調、相互統一，創造出最適合水利工程運行的體系。利用業務協同化對水利資源進行有效的整合、共享，當發生突發事件時，利用智慧水利協同化的特征使問題得到快速處理解決。

1.2.4應用智能化

在智慧水利建設中充分運用人工智能技術，建立以大數據智能化為主的智能化技術與管理應用體系，實現智能感知、智能仿真、智能診斷、智能預警、智能調度、智能處置、智能控制，提高水利工程管理的高效化、精細化。

1.2.5服務社會化

智慧水利更加注重社會化服務體系建設，構建一體化的服務體系，堅持以人為本，不斷簡化完善服務流程，在飲水、用水安全、農業灌溉等方面提供一條龍式的服務，辦事人員可以快速、便捷地完成所需業務。

2智慧水利的總體架構

構建智慧水利專項系統，可以按照“1+N”平臺架構進行規劃設計，目前“1+N”平臺架構是中國平安打造的智慧城市平臺體系，其中綜合運用了人工智能、區塊鏈、云計算等尖端科技，涉及到與人們的工作、生活息息相關的交通、教育、醫院、養老、社區、食品安全等方方面面，還有政府機構的政務管理系統、城市的衛生與環保等[3]。基于“1+N”平臺架構，在智慧水利中包含了感知、傳輸、支撐、應用等幾個子系統，并以此開發了各個功能模塊，對水利建設項目的規劃建設過程進行有效的管理[4]。

2.1全面感知

在智慧水利管理系統中，以地面站網為基礎，包括氣象站、水文站、水質監測站、生態站、流量站、地下水站等，對水循環進行監測，通過感知層獲取到水安全、水環境、水生態水管理等方面的各種信息數據。在整個智慧水利系統中布設了大量的傳感裝置和攝像裝置等終端設備，利用互聯網平臺將采集到的數據信息傳輸到數據信息庫中。相關的工作人員可以利用無線網絡或有線網絡在PC終端或手機上完成對現場情況的填報等操作。全面感知還包括對空中云水、降水、水分的蒸發、土壤水分變化等方面的監測。

2.2通信互聯

在智慧水利系統中通信網絡包含了通信網、互聯網（移動互聯網）、物聯網等，綜合運用了大數據技術、遙感技術、信息技術、GIS技術、BIM技術等，實現全面互聯[5]。在大數據技術的支撐下完成各種水利專業數據、涉水數據、遙感數據與互聯網數據的采集、傳輸、存儲等，為做好水利工程管理提供信息化管理服務。

2.3智能控制

智慧水利系統中的應用層直接面對眾多用戶，在全面感知的基礎上再借助通信互聯網絡將各類信息提供給相應的客戶群體。智慧水利系統的運行與服務都是以應用層為核心開展各項工作的，采集的信息包括日常管理、應急指揮、水質信息等，對防洪排澇、供排水、生態河道湖泊等實現智能化控制[6]。具體的智能化控制體系中主要涉及到防洪工程、水源工程、城鄉供水工程、城市排水工程、生態河湖工程等，通過智慧水利的應用層展開對各個系統的規劃、建管、運維的智能管理。

3信息化技術在智慧水利中的應用與發展

3.1明確預期目標

在智慧水利工程建設初期，應明確需要達到的預期效果，確定信息化技術的應用總體目標。為了保證預期目標的實現，應對總體目標進行細化，按照水利工程建設與使用的階段分為近期目標、中期目標和遠期目標，不同時期的目標會表現出不同的特征。在近期目標中，工作的重點應放在如何有效地運用信息化技術、網絡技術、人工智能技術、遙感技術等，構建完善的、系統的信息化、智能化的水利工程信息管理體系，為智慧水利的良好運行打下堅實的基礎。在中期目標中，借助智能化的水利工程信息管理平臺，深化信息化技術、人工智能技術的應用，擴大應用范圍，為做好水利工程智能化管理提供服務。遠期目標的重點在于實現智慧水利的統一協調，信息化技術、互聯網技術、大數據技術等在水利工程管理體系中的整體性與協調性都更加突出，全面展現智慧水利的科技優勢[7]。

3.2明確建設思路

在當前信息化時代，各領域的技術都呈現加速發展的態勢，技術理念與技術應用范圍的更新頻率都非常快，在這種情況下智慧水利工程建設必需開拓思路，創新發展理念，明確智慧水利工程建設的思路，符合時代發展背景，以實際需求作為水利工程建設發展的導向，以高效率、高水平、高質量作為水利工程建設標準嚴格要求。智慧水利應具備完善的信息化基礎設施、具備功能完備的水利業務應用與服務體系，實現水利工程的自動化、智能化控制，提高水利工程的信息處理能力、應急能力、服務水平，是智慧水利建設中需要重點攻克的難題。

3.3系統的構建

3.3.1調度系統

在智慧水利管理系統中調度是非常重要的一個構成要素，調度系統的設計要基于當前智慧水利多元化發展的趨勢，確保智慧水利的綜合優勢得到充分發揮。在調度系統中整合、集成管網系統、過程控制系統、水利服務系統、管網監測系統等，實現智慧水利的科學調度[8]，提高水利工程運行的經濟性、安全性，減少不必要的資源消耗，實現水利系統的最優化控制。

3.3.2指揮系統

智慧水利各種功能的實現需要建立一套完善的、信息化水平較高的指揮系統，接收來自各終端的信息數據，發送控制指令。傳統的水利指揮系統缺少信息化技術的支持，在指揮過程中實效性與集中性嚴重欠缺，指揮中心發出的控制指令無法及時、準確地得到傳遞，嚴重影響到水利系統的運行效率，嚴重的時候還會出現偏差，控制指令出現錯誤。在信息化技術支撐下，結合智慧水利工程的實地情況，在系統內部設置相應的控制模塊，構建一套完善的、具有整體性與層次性的指揮系統架構，對水利工程指揮調度進行系統化的布局和優化升級，確保水利指揮系統滿足智慧水利工程建設的發展要求，推進我國水利工程的可持續發展。

3.3.3監控系統

在智慧水利監控系統中融合了智能雨量監測系統、智能水位與液位系統、土壤水分監測系統、水質分析系統、農業自動化灌溉系統、城市供排水管網監控系統以及泵站運行自動化系統等，這些智能化監控系統保障了智慧水利高效、穩定運行。

3.3.4操控系統

由于智慧水利尚處于起始階段，在各種新技術的應用過程中還存在許多的不足，為了使智慧水利管理系統能夠安全、穩定運行，需要提高系統的操控性能。通過新技術的應用實現智慧水利操控系統的數字化、信息化、自動化控制，實現數字化調度與數據處理。通過智慧水利操控系統可以對水利系統進行無人值守遠程智能控制，工作人員通過電腦、手機、平板等終端設備實時掌握監控現場的溫濕度、風向、風速、降水、水流等信息。為了深入挖掘水利信息化技術方案，充分運用人工智能構建完善的“智能化”操控平臺，使調度服務項目的改革策略得到落實[9-10]。

4結語

綜上所述，我國很多地區已經開展了智慧水利建設，但是在建設與發展過程中存在著許多的實際問題與不足，如果不加以解決將會制約我國水利事業的健康發展。因此，相關的技術人員與研發人員應從智慧水利建設的客觀實際需求出發，在建設規劃過程中充分遵循信息化技術的基本發展規律，運用創新思維，加快技術研發，加快我國智慧水利建設的進度，切實提高智慧水利建設成效。通過運用智慧水利管理系統，促進水利事業的可持續發展，為我國經濟建設保駕護航。

參考文獻

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