“智慧水利”的發(fā)展和技術(shù)研究

邱利民

摘 要：“智慧水利”具有感知性、傳遞性和智能性的特征，有助于促進(jìn)水利信息化的發(fā)展，促進(jìn)水資源管理能力和公共服務(wù)能力的提升，全面推進(jìn)水利的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)水資源的有效管理和合理配置。智慧水利是一項(xiàng)復(fù)雜、周期長的系統(tǒng)工程，想要提升水利信息化水平，必須對(duì)“智慧水利”實(shí)行統(tǒng)一規(guī)劃。本文對(duì)“智慧水利”的背景和現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，然后闡述了“智慧水利”的發(fā)展和應(yīng)用的技術(shù)。

關(guān)鍵詞：智慧水利；水利信息化；發(fā)展；技術(shù)；研究

中圖分類號(hào)：TV52 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

城市的發(fā)展和信息技術(shù)水平的提升促進(jìn)了“智慧水利”的產(chǎn)生，體現(xiàn)城市水資源管理現(xiàn)代化水平的標(biāo)志之一是“智慧水利”，給國計(jì)民生提供了重要保障?！爸腔鬯钡挠行?shí)施有助于推進(jìn)水利系統(tǒng)的信息化建設(shè)和提高水利信息化水平，實(shí)現(xiàn)水資源的有效管理和合理配置。

1 “智慧水利”產(chǎn)生的背景

2009年1月28日IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出“智慧地球”的概念，提出了加強(qiáng)智慧型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)?！爸腔鄣厍颉庇址Q為“智能地球”，將感應(yīng)器嵌入到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、供水系統(tǒng)等各種基礎(chǔ)設(shè)施中，然后將其連接好，推動(dòng)了“物聯(lián)網(wǎng)”的形成。其次，將“物聯(lián)網(wǎng)”與已有的互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化整合，有助于人類社會(huì)與物理系統(tǒng)之間相互聯(lián)系和整合?！拔锫?lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的整合過程中，需要強(qiáng)大的中心計(jì)算機(jī)集群，這樣有助于對(duì)整合網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的工作人員、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施有效的管理和控制。在全球信息化的新形勢(shì)下，人們開始對(duì)“智慧水利”有所了解和關(guān)注。因?yàn)槿驓夂蜃兓腿祟惔笏疗茐纳鷳B(tài)環(huán)境，導(dǎo)致自然災(zāi)害頻繁出現(xiàn)，比如常見的洪澇災(zāi)害、干旱缺水、水資源污染等，比較嚴(yán)重的災(zāi)害有山體滑坡、泥石流等，這些自然災(zāi)害會(huì)危害到人類的人身安全。為了防治這些災(zāi)害，我國水利工作者因此借鑒“智慧地球”的理念提出了“智慧水利”的概念，“智慧水利”是將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合所形成的“水聯(lián)網(wǎng)”，有助于促進(jìn)水利信息化水平的提升。

2 我國“智慧水利”發(fā)展的現(xiàn)狀以及存在問題

2012年成立了我國首個(gè)“水利部物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用示范基地”，我國水利信息化建設(shè)正在快速地發(fā)展。我國陸續(xù)實(shí)施了各種水利信息化建設(shè)戰(zhàn)略，給水利建立提供一系列政府扶持。2013年10月，廣東省水利部門與廣東聯(lián)通簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同建設(shè)“智慧水利”無線應(yīng)用平臺(tái)，構(gòu)建廣東全省水利三防聯(lián)集群網(wǎng)，將水利業(yè)務(wù)信息、視頻監(jiān)控等重要信息系統(tǒng)部署到無線應(yīng)用平臺(tái)上，讓人們可以通過手機(jī)登錄到平臺(tái)上，然后就能隨時(shí)隨地查詢相關(guān)信息?！爸腔鬯钡目焖侔l(fā)展，有助于實(shí)現(xiàn)水資源的有效管理和優(yōu)化配置，提高水利工程管理水平，促進(jìn)水利信息化水平的提高，推進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展。

雖然我國“智慧水利”的發(fā)展非常迅猛，在各領(lǐng)域中的應(yīng)用也非常廣泛，但是在“智慧水利”的建設(shè)和應(yīng)用過程中還是存在一些問題。最為常見的問題是比較重視“智慧水利”，對(duì)“智慧水利”的應(yīng)用有所忽視，應(yīng)用效率普遍較低；重視“智慧水利”的硬件設(shè)施裝備，忽視應(yīng)用軟件的開發(fā)。隨著“智慧水利”項(xiàng)目在浙江、廣東等地逐漸流傳開來，不少省市為了追趕“潮流”，不惜花費(fèi)大量的財(cái)力、物力和人力，加強(qiáng)“智慧水利”建設(shè)，配備先進(jìn)的設(shè)備建立“智慧水利”，卻忽視了應(yīng)用平臺(tái)的開發(fā)和利用。各單位呈現(xiàn)一種各自為營的局面， 各單位信息資源不愿意與其他單位共享，造成信息孤島現(xiàn)象的產(chǎn)生，信息應(yīng)用效率非常低，甚至出現(xiàn)綜合應(yīng)用為0的尷尬局面。有些“智慧水利”項(xiàng)目建設(shè)完成后，沒有及時(shí)更新信息內(nèi)容，輔助決策類和統(tǒng)計(jì)分析類系統(tǒng)的配備不足，工作人員的專業(yè)水平不高，不能滿足水利工程管理的需求，這些“智慧水利”項(xiàng)目幾乎成了擺設(shè)，不僅浪費(fèi)時(shí)間，還浪費(fèi)了大量的投入資金。

3 “智慧水利”的發(fā)展

“智慧水利”建設(shè)是全國性的問題，水利行業(yè)是我國基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，需要優(yōu)先發(fā)現(xiàn)并實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，從而有利于保障國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)?！爸腔鬯苯ㄔO(shè)應(yīng)在國家、水利部門的統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)的前提下進(jìn)行聯(lián)合建設(shè)，遵循“智慧水利”建設(shè)的基本方針，實(shí)現(xiàn)水利信息共享，推動(dòng)水利事業(yè)的發(fā)展和水利建設(shè)技術(shù)的優(yōu)化，促進(jìn)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和公共服務(wù)水平?！爸腔鬯钡慕ㄔO(shè)要適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)建設(shè)和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的地位。構(gòu)建統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的水利工程管理機(jī)制，加強(qiáng)水資源保護(hù)工作，對(duì)各區(qū)域的防洪、排澇、供水、水土保持、地下水回灌等實(shí)施有效的規(guī)劃和管理。在對(duì)“智慧水利”建設(shè)進(jìn)行規(guī)劃時(shí)要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際需求，同時(shí)要考慮到長期發(fā)展的目標(biāo)。提高“智慧水利”建設(shè)項(xiàng)目的服務(wù)水平，重視水資源保護(hù)，通過利用已有資源，循序漸進(jìn)地完善水資源管理體系。“智慧水利”項(xiàng)目建設(shè)中結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)的合理應(yīng)用，保證水利工程的正常和穩(wěn)定運(yùn)行。利用現(xiàn)有的信息資源，將其進(jìn)行優(yōu)化整合，建立共建共享機(jī)制，實(shí)現(xiàn)信息資源共享，不斷提高工作人員的專業(yè)水平和綜合素質(zhì)，加強(qiáng)專業(yè)人員隊(duì)伍建設(shè)，推進(jìn)水利事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4 “智慧水利”的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 智能感知技術(shù)

利用先進(jìn)的信息傳感系統(tǒng)和設(shè)備，比如無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、采集和分析防洪、排澇、水利工程等各類信息。想要獲取水工建筑物的數(shù)據(jù)或是水文測(cè)站的信息，可以通過射頻識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用對(duì)水工建筑物和水文測(cè)站設(shè)備等裝備進(jìn)行射頻標(biāo)簽，就能夠自動(dòng)獲取系統(tǒng)所需的相關(guān)數(shù)據(jù)。將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)嵌入到各區(qū)域的集成化微型傳感器，然后就能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集有關(guān)區(qū)域的各方面信息，采集的數(shù)據(jù)會(huì)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳播出去。智能感知技術(shù)的應(yīng)用有助于人們及時(shí)掌握和了解關(guān)于水利方面的信息。

4.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)又稱IOT，是互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，能夠在所有具有獨(dú)立功能的普通物體之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通、資源共享的網(wǎng)絡(luò)，就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍十分廣泛，在水利流域中的主要作用就是將裝備和嵌入到水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面、供水系統(tǒng)、輸水系統(tǒng)、水文測(cè)站等水利工程中，將互聯(lián)網(wǎng)相互連接，就會(huì)形成“流域物聯(lián)網(wǎng)”。

4.3 云計(jì)算與云存儲(chǔ)技術(shù)

大數(shù)據(jù)時(shí)代的背景下，云計(jì)算與云存儲(chǔ)技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。通過虛擬化、寬帶網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)將互聯(lián)網(wǎng)資源轉(zhuǎn)換到所需的無線應(yīng)用平臺(tái)上，然后用戶根據(jù)個(gè)人需求登錄平臺(tái)，就能夠獲取自己所需的信息。通過云計(jì)算的應(yīng)用，可以將涵蓋范圍廣的流域模擬程序分解為很多小的子程序，然后通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行系統(tǒng)搜索、計(jì)算、處理，將處理結(jié)果回傳給用戶。通過云存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用，水利流域中海量的數(shù)據(jù)，如實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還有流域中的自然、環(huán)境等數(shù)據(jù)，這些海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)就不用局限于硬盤空間。

結(jié)語

綜上所述，防洪、排澇、供水、污水處理和水環(huán)境保護(hù)等水利工作，這些工作環(huán)節(jié)之間是緊密聯(lián)系的，需要利用先進(jìn)的科學(xué)信息技術(shù)進(jìn)行智能化的分析、判斷、處理。需要處理的數(shù)據(jù)信息是非常龐大的，這些海量的信息會(huì)通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)等傳送到數(shù)據(jù)中心，然后數(shù)據(jù)中心會(huì)通過仿真模擬等技術(shù)對(duì)傳輸過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并提出相應(yīng)的解決措施，對(duì)水利事件進(jìn)行實(shí)時(shí)的智能監(jiān)控。將傳輸過來的數(shù)據(jù)信息和處理結(jié)果需要及時(shí)上報(bào)給政府和有關(guān)單位。水利信息化在水利工程建設(shè)中起著非常重要的作用，加強(qiáng)“智慧水利”建設(shè)，推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、現(xiàn)代化通信技術(shù)等信息技術(shù)的應(yīng)用，在水資源管理、水利工程運(yùn)行管理等方面充分發(fā)揮信息化具有的效能，促進(jìn)“智慧水利”的全面發(fā)展。

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