淺析“ 智慧水庫”建設(shè)思路
——以亭下水庫為例

●王 翔 石躍祥

亭下水庫位于寧波市奉化區(qū)溪口鎮(zhèn)以西，是一座以防洪、灌溉為主，結(jié)合供水、發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合利用的大（二）型水利工程，是寧波甬江流域骨干工程之一。水庫于1978 年5 月開始興建，1985 年9 月竣工，工程按百年一遇洪水設(shè)計(jì)，萬年一遇洪水校核，總庫容1.515億立方米，控制流域面積176 平方公里。水庫建有壩后式水電站一座，總裝機(jī)容量4320 千瓦，年設(shè)計(jì)發(fā)電量1120萬千瓦時(shí)；擁有山林面積14500 余畝，大部分為生態(tài)公益林；水庫常年平均徑流量1.56 億立方米，年城市供水能力約6000 萬立方米。

一、亭下水庫信息化情況現(xiàn)狀

亭下水庫信息化建設(shè)方面目前主要有雨水情監(jiān)測、大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等基礎(chǔ)感知系統(tǒng)。雨水情息系統(tǒng)、水庫標(biāo)準(zhǔn)化（元素化）管理平臺(tái)、亭下水庫綜合管理平臺(tái)、水庫洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)等水庫業(yè)務(wù)應(yīng)用。有一定信息化基礎(chǔ)，具有“智慧水庫”升級的潛力。

（一）基礎(chǔ)感知系統(tǒng)建設(shè)情況

水雨情監(jiān)測。水庫水情、雨情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)由中心站、中繼站、中轉(zhuǎn)站以及6 個(gè)雨量站和3 個(gè)水位站、出入庫流量站組成，雨量站使用2 套獨(dú)立自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)（短波遙測系統(tǒng)與雨潤遙測系統(tǒng)）互為備用方式，投入運(yùn)行以來系統(tǒng)工作良好，數(shù)據(jù)傳輸比較穩(wěn)定。

大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)。由亭下水庫加固工程自動(dòng)化標(biāo)（水利部南京水利水文自動(dòng)化研究所），從2009 年3 月12 日至2010 年2 月3 日完成安裝、調(diào)試工作，2011 年1 月通過完工驗(yàn)收。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)。目前已有38 路視頻監(jiān)控圖像，主要分布在大壩到管理房這部分區(qū)域，部分電廠以及部分安保視頻監(jiān)控，所有視頻監(jiān)控圖像已匯聚至?？低曇曨l監(jiān)控綜合平臺(tái)。

（二）水庫業(yè)務(wù)應(yīng)用建設(shè)情況：

雨水情系統(tǒng)。亭下水庫共有兩套水雨情系統(tǒng)（短波遙測系統(tǒng)與雨潤遙測系統(tǒng)），兩套系統(tǒng)同時(shí)工作，及時(shí)準(zhǔn)確的傳輸實(shí)時(shí)水雨情信息，提高水庫安全、高效運(yùn)行的可靠性。目前系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸正常。

水庫標(biāo)準(zhǔn)化（元素化）管理平臺(tái)。2015 年完成亭下水庫標(biāo)準(zhǔn)化（元素化）管理平臺(tái)的建設(shè)，平臺(tái)集成標(biāo)準(zhǔn)化管理、安全生產(chǎn)元素化管理子系統(tǒng)等管理平臺(tái)。

亭下水庫綜合管理平臺(tái)。自2017年以來，按照寧波原水集團(tuán)—水庫兩級綜合管理平臺(tái)信息服務(wù)項(xiàng)目的實(shí)際需要，遵循“統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、資源整合、共享服務(wù)、持續(xù)發(fā)展”的指導(dǎo)思想，原水集團(tuán)采用統(tǒng)一租賃形式。為大中型水庫管理單位提供水庫基礎(chǔ)信息展示、安全運(yùn)行監(jiān)控、水庫應(yīng)急調(diào)度、行政辦公管理、上下級聯(lián)動(dòng)等服務(wù)；上下級之間通過服務(wù)接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互共享。

水庫洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)。系統(tǒng)采用C/S兩層體系結(jié)構(gòu)和B/A/S 三層體系結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式，提供基本信息、方案生成、方案分析、會(huì)商、成果輸出、方案存儲(chǔ)、洪水預(yù)報(bào)、數(shù)據(jù)庫連接等功能，實(shí)現(xiàn)向防汛有關(guān)部門及時(shí)提供暴雨洪水、汛情信息和預(yù)警預(yù)報(bào)，實(shí)現(xiàn)對防汛工作中洪水預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的支持。

二、存在問題

（一）水庫智能化管理能力不足

目前水庫管理和林業(yè)管理主要以人工巡查為主，存在巡查頻率有限、效率一般、人力物力耗費(fèi)較高等問題，需要利用視頻智能分析的先進(jìn)技術(shù)手段，為森林防火、周界入侵的事件提供智能識(shí)別能力，實(shí)現(xiàn)對水庫、林業(yè)智能動(dòng)態(tài)監(jiān)管，作為日常巡查信息化輔助工具，以提高水庫管理和林業(yè)管理的智能化水平。

（二）數(shù)據(jù)資源分散、融合服務(wù)能力不足

隨著水利信息化的不斷推進(jìn)，信息資源不斷積累，業(yè)務(wù)系統(tǒng)不斷增加，出現(xiàn)數(shù)據(jù)資源分散、利用效率不高、內(nèi)容重復(fù)矛盾等問題，亟需構(gòu)建水庫數(shù)據(jù)倉庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源統(tǒng)一存儲(chǔ)管理。針對傳統(tǒng)水利數(shù)據(jù)服務(wù)模式的不足，需要構(gòu)建數(shù)據(jù)服務(wù)管理系統(tǒng)，提供水利數(shù)據(jù)傳輸中樞，整合現(xiàn)有水利數(shù)據(jù)資源，提供專業(yè)的水利數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間便捷、規(guī)范、靈活的數(shù)據(jù)交換與服務(wù)共享。

（三）水庫業(yè)務(wù)應(yīng)用覆蓋面不全

已建有水庫標(biāo)準(zhǔn)化（元素化）管理平臺(tái)、亭下水庫綜合管理平臺(tái)、水庫洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)等業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)雖有所建設(shè)，并在一定程度上支撐了各科室的業(yè)務(wù)管理，但部分系統(tǒng)存在功能模塊還欠完整，部分業(yè)務(wù)的信息化應(yīng)用水平總體偏低等問題，包括水文數(shù)據(jù)分析、水庫大壩安全管理等，還未實(shí)現(xiàn)信息化建設(shè)，各類信息在實(shí)際工作中未能規(guī)范流轉(zhuǎn)和充分應(yīng)用。

（四）缺乏統(tǒng)一的綜合平臺(tái)，存在業(yè)務(wù)孤島現(xiàn)象

正在使用的業(yè)務(wù)系統(tǒng)未能做到有效集成，導(dǎo)致“業(yè)務(wù)孤島”現(xiàn)象嚴(yán)重，也增加了業(yè)務(wù)管理人員的工作量，在提高工作效率、實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)協(xié)同等方面存在不足。有必要建立一個(gè)統(tǒng)一的綜合應(yīng)用平臺(tái)，對業(yè)務(wù)管理功能進(jìn)行擴(kuò)展完善，實(shí)現(xiàn)亭下水庫業(yè)務(wù)數(shù)字化、協(xié)同化管理。

三、“智慧水庫”建設(shè)思路

運(yùn)用充分運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)等現(xiàn)代化信息技術(shù)，開展亭下水庫“智慧水庫”建設(shè)，通過智能視頻分析服務(wù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)整合及水庫數(shù)據(jù)倉庫、智慧水庫數(shù)據(jù)服務(wù)與管理系統(tǒng)、智慧水庫綜合管理平臺(tái)，提高水庫數(shù)據(jù)服務(wù)資源管理能力，提升水庫業(yè)務(wù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)“視頻監(jiān)控智能化、數(shù)據(jù)資源可視化、考核管理元素化、管理平臺(tái)一體化”的目標(biāo)，打造水利行業(yè)“智慧水庫”典型示范標(biāo)桿。

（一）實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控智能化

通過對水庫的視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充完善，利用視頻智能分析的先進(jìn)技術(shù)手段，構(gòu)建水庫放水預(yù)警識(shí)別服務(wù)、森林防火識(shí)別服務(wù)、周界入侵識(shí)別服務(wù)和漂浮物監(jiān)測識(shí)別服務(wù)，以機(jī)器代人力，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)分析、精準(zhǔn)預(yù)警、安全高效，有效降低人力監(jiān)控負(fù)擔(dān)，保障工程安全運(yùn)行。

（二）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源可視化

按照“數(shù)據(jù)管家、智慧服務(wù)”的理念，構(gòu)建水庫數(shù)據(jù)資源服務(wù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對“數(shù)據(jù)集成—數(shù)據(jù)資源—數(shù)據(jù)服務(wù)”全部運(yùn)行過程進(jìn)行可視化監(jiān)控，形成資源豐富、服務(wù)專業(yè)、共享高效、管控可視的智慧水庫數(shù)據(jù)資源服務(wù)體系，最終達(dá)到“數(shù)據(jù)資產(chǎn)化、服務(wù)價(jià)值化、管控可視化”的目標(biāo)。

（三）實(shí)現(xiàn)考核管理元素化

結(jié)合元素化管理理念和水利工程標(biāo)準(zhǔn)化管理，構(gòu)建基于元素化理念的水利工程標(biāo)準(zhǔn)化管理平臺(tái)?；谠械陌踩a(chǎn)元素化管理系統(tǒng)，對系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，新開發(fā)雙控預(yù)防模塊、元素屬性管理相關(guān)模塊、預(yù)測預(yù)警模塊等，提升工程風(fēng)險(xiǎn)評估能力，提高工程標(biāo)準(zhǔn)化管理水平。

（四）實(shí)現(xiàn)管理平臺(tái)一體化

基于寧波市智慧水利綜合應(yīng)用平臺(tái)提供的統(tǒng)一框架，構(gòu)建亭下水庫“智慧水庫”，充分利用市級統(tǒng)建應(yīng)用，并結(jié)合亭下水庫的特色應(yīng)用需求，構(gòu)建智慧水庫自建應(yīng)用，全面深化水庫核心業(yè)務(wù)應(yīng)用，大幅提升水庫業(yè)務(wù)協(xié)同化、智慧化管理和服務(wù)水平。

四、“智慧水庫”具體做法

（一）建設(shè)智能視頻分析服務(wù)系統(tǒng)

對水庫的視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充完善，綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺識(shí)別技術(shù)，建立水庫智能視頻分析服務(wù)系統(tǒng)，以機(jī)器代人力，實(shí)現(xiàn)亭下水庫周界入侵識(shí)別、森林防火識(shí)別、漂浮物識(shí)別，有效降低人力監(jiān)控負(fù)擔(dān)，保障工程安全運(yùn)行。

（二）搭建數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)服務(wù)管理系統(tǒng)

按照《寧波市水利數(shù)據(jù)資源目錄》標(biāo)準(zhǔn)，對亭下水庫水利業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合梳理，摸清亭下水庫數(shù)據(jù)資源家底，基于寧波市智慧水利數(shù)據(jù)中心，建立亭下智慧水庫數(shù)據(jù)倉庫。

按照“數(shù)據(jù)管家、智慧服務(wù)”的理念，充分利用寧波市智慧水利應(yīng)用支撐平臺(tái)提供公共基礎(chǔ)服務(wù)，構(gòu)建亭下水庫數(shù)據(jù)服務(wù)管理系統(tǒng)，作為寧波市水利數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)亭下水庫數(shù)據(jù)資源歸集及上下級交換共享。

（三）建設(shè)智慧應(yīng)用平臺(tái)

基于寧波市智慧水利綜合應(yīng)用平臺(tái)提供的統(tǒng)一框架，構(gòu)建亭下水庫“智慧水庫”門戶，充分利用寧波市智慧水利綜合應(yīng)用平臺(tái)提供的水利工程運(yùn)行監(jiān)管系統(tǒng)、水利工程安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控系統(tǒng)等市級統(tǒng)建應(yīng)用。

結(jié)合亭下水庫的特色應(yīng)用需求，構(gòu)建智慧水庫自建應(yīng)用，提供水庫標(biāo)準(zhǔn)化（元素化）管理系統(tǒng)、水庫水工水文數(shù)據(jù)分析應(yīng)用系統(tǒng)、可視化數(shù)據(jù)大屏、移動(dòng)應(yīng)用平臺(tái)等系統(tǒng)，全面深化水庫核心業(yè)務(wù)應(yīng)用，大幅提升水庫業(yè)務(wù)協(xié)同化、智慧化管理和服務(wù)水平。

總之，建設(shè)亭下智慧水庫，不論是從滿足現(xiàn)在的水利現(xiàn)代化建設(shè)需要方面，還是從達(dá)到長遠(yuǎn)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求方面出發(fā)，都是一項(xiàng)具有重要政治意義和顯著社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的戰(zhàn)略舉措。亭下水庫作為寧波市智慧水庫的試點(diǎn)之一，以人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息新技術(shù)為基礎(chǔ)，突破水庫現(xiàn)有系統(tǒng)的局限性，創(chuàng)新水庫管理決策模式，實(shí)現(xiàn)水庫管理從數(shù)字化到智能化的轉(zhuǎn)變，亭下智慧水庫的建設(shè)能夠打造可復(fù)制推廣的標(biāo)準(zhǔn)化成果，引領(lǐng)浙江省各大中型水庫進(jìn)行智慧化改造升級，是落實(shí)浙江省數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要體現(xiàn)。