信息化和自動(dòng)化技術(shù)對(duì)水利行業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì)展望

魯剛 寧夏中衛(wèi)市海原縣關(guān)莊鄉(xiāng)人民政府

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)大發(fā)展的背景下，智能數(shù)據(jù)處理相較于既往的人工數(shù)據(jù)分析技術(shù)做到了更加快速、高效和低錯(cuò)的特點(diǎn)。云計(jì)算和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)介入水利行業(yè)研究決策后，可以使得數(shù)據(jù)收集整理，數(shù)據(jù)傳輸共享都更加高效快速，同時(shí)節(jié)省了人工處理成本，提升計(jì)算效率。目前人們生活中可涉及的方方面面都在被互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)影響和推動(dòng)著，各行各業(yè)也借助其促進(jìn)自身發(fā)展，時(shí)代背景下，水利工程行業(yè)通過大力發(fā)展水利自動(dòng)化和水利信息化的方式并利用這兩項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提升行業(yè)水平。

一、簡(jiǎn)述水利信息化與自動(dòng)化

（一）水利信息化

現(xiàn)如今，互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)正在全行業(yè)內(nèi)產(chǎn)生影響，將所有行業(yè)帶入信息化時(shí)代。水利信息化則是利用這兩項(xiàng)新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，將新技術(shù)納入現(xiàn)有的水利機(jī)械體系內(nèi)，將水利硬件系統(tǒng)進(jìn)行更新和提升，以此達(dá)到更加高效的信息數(shù)據(jù)收集處理。在信息化優(yōu)勢(shì)背景下，水利信息的采集、傳輸以及分析處理等多個(gè)方面，都可以在計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)支持下更加規(guī)范化、系統(tǒng)化和智能化，為水利資源的配置情況、開發(fā)利用、環(huán)境保護(hù)等方面的決策提供參考依據(jù)。水利行業(yè)也就可以為國(guó)家小康社會(huì)的全面建設(shè)目標(biāo)提供更加高效的服務(wù)，在重視水利行業(yè)當(dāng)前水平的同時(shí)為未來的發(fā)展提出規(guī)劃，做到開發(fā)利用和可持續(xù)化發(fā)展水資源的行業(yè)目標(biāo)。

（二）水利自動(dòng)化

水利自動(dòng)化全稱為水利管理自動(dòng)化系統(tǒng)，水利信息化的程度可以體現(xiàn)在水利自動(dòng)化方面，信息化為統(tǒng)領(lǐng)的信息技術(shù)發(fā)展，水利自動(dòng)化就是這個(gè)發(fā)展的軟件硬件體現(xiàn)。水利自動(dòng)化管理系統(tǒng)是一個(gè)較大的信息管理平臺(tái)，管理者可以通過聯(lián)網(wǎng)的軟件，通過手機(jī)端和電腦端一體化的監(jiān)管方式，實(shí)時(shí)管理工作區(qū)域內(nèi)的取水泵站、水源井、自來水廠，做到僅僅通過手機(jī)就將自己的采集延伸到工作所需要的方方面面重要信息中去。多個(gè)搭載著單片微機(jī)的終端站和由微機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的監(jiān)控中心構(gòu)成了水利自動(dòng)化系統(tǒng)的主體，在終端站和監(jiān)控中心之間有可能存在主體為數(shù)據(jù)通訊設(shè)備的中繼站。這種一中心多采集的系統(tǒng)大大優(yōu)化了水利工作人員的工作流程，發(fā)揮著自動(dòng)化系統(tǒng)的采集必要數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)的傳輸和分析處理數(shù)據(jù)這一重要職責(zé)。其中監(jiān)控中心作為數(shù)據(jù)的收集采取中心，需要貼合監(jiān)控場(chǎng)景，通過搭載的傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過執(zhí)行段進(jìn)行工作命令的執(zhí)行。中繼站并非必須，只在特定場(chǎng)景出現(xiàn)，中繼站主要需要完成數(shù)據(jù)的安全準(zhǔn)確傳輸任務(wù)。監(jiān)控中心作為這一系統(tǒng)的中心體，需要通過通信設(shè)備接收由終端發(fā)送，可能通過中繼站中轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)，通過其搭載的系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的處理。這些處理功能包含對(duì)識(shí)別、檢查數(shù)據(jù)，存貯和整理數(shù)據(jù)，并存在打印展示數(shù)據(jù)的功能[1]。

二、水利信息化和自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)最早將水利自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在了收集水利信息以防洪防汛，也是全世界最早使用水利自動(dòng)化的國(guó)家。而且我國(guó)一直沒有放棄大力發(fā)展水利自動(dòng)化和水利信息化，致力于水利信息數(shù)據(jù)采集和分析處理的技術(shù)推動(dòng)。從而可以獲取更廣泛的信息，更精確的信息，擴(kuò)大傳輸信息的傳輸渠道和傳輸范圍，提升信息傳輸速度和傳輸能力。

（一）地理信息系統(tǒng)在水利自動(dòng)化中的應(yīng)用

地理信息自動(dòng)系統(tǒng)主要的作用就是分析整理云端中工程錄入的信息，將工程信息體現(xiàn)在地理空間之中。這樣在水利設(shè)施建設(shè)時(shí)，可以在地理層面反映出工程的相關(guān)信息。水利設(shè)施建立完成后，在日常工作和運(yùn)行中，可以監(jiān)測(cè)反映此項(xiàng)工程內(nèi)的水文、水庫(kù)水位和水閘等水利信息，從而為管理運(yùn)行的決策提供信息參考，精確的決策地理參照有助于日常工作的推進(jìn)和效率的提升[2]。

（二）衛(wèi)星定位系統(tǒng)在水利自動(dòng)化中的應(yīng)用

衛(wèi)星定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)是相輔相成的，他們從不同的高度提供工程信息，從而構(gòu)成工程信息的完整坐標(biāo)。我國(guó)的家喻戶曉的北斗衛(wèi)星出色的為我國(guó)水利工程提供衛(wèi)星定位服務(wù)，在宇宙的高度下監(jiān)控著我國(guó)的水利信息，在水利災(zāi)害發(fā)生時(shí)做出預(yù)警和資料收集反饋，為我國(guó)的水利災(zāi)害應(yīng)對(duì)提供精確的參照信息，為水利工程的自動(dòng)化發(fā)展作出了不小的貢獻(xiàn)。

（三）信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在水利自動(dòng)化中的應(yīng)用

信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)存在著海量數(shù)據(jù)，水利自動(dòng)化系統(tǒng)可以從云數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中存貯、分享以及獲取水文信息。電子化信息網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，大大方便了水利系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)獲取，使得工作過程更加的便利和高效，符合水利工程系統(tǒng)對(duì)于實(shí)用性的一貫追求。電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在帶來便利的同時(shí)也具有網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、信息安全性方面的問題，但是發(fā)展的腳步不能倒退，人們也不能因噎廢食，后續(xù)提高對(duì)信息網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)管和技術(shù)提升，從而真正方便水利系統(tǒng)的工作，讓工作處于穩(wěn)定而且便利的環(huán)境中開展。

（四）工程信息庫(kù)在水利自動(dòng)化中的建設(shè)發(fā)展

如果說網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)和分享，那么分享的前提就是數(shù)據(jù)庫(kù)的搭建。數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存貯了信息收集端收集而來的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過云端數(shù)據(jù)傳輸功能傳送至數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。信息庫(kù)系統(tǒng)還可以通過預(yù)先設(shè)置的程序，對(duì)傳送而來的數(shù)據(jù)進(jìn)行一定程度的分析處理，從而自動(dòng)化智能化對(duì)程序設(shè)定的情況進(jìn)行監(jiān)督，如果出現(xiàn)異常情況，還可以自動(dòng)報(bào)警，節(jié)省了數(shù)據(jù)分析人員的精力，可以將更多的工作重心放在有意義的數(shù)據(jù)上。

（五）水利自動(dòng)化技術(shù)在未來的應(yīng)用前景

綜合以上本文分析的水利自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)于多種自動(dòng)化技術(shù)的融合和日常工作中的應(yīng)用，水利自動(dòng)化技術(shù)完成的多技術(shù)支持，多新型技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，促進(jìn)了水利信息的數(shù)據(jù)收集、傳輸以及分析，協(xié)助了日常管理工作中的決策制定。應(yīng)用了自動(dòng)化功能最多的水利系統(tǒng)則是水土保持檢測(cè)與管理信息系統(tǒng)。此系統(tǒng)綜合了地理信息和衛(wèi)星的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集方面，網(wǎng)絡(luò)信息傳輸和信息庫(kù)數(shù)據(jù)分析功能，同時(shí)還增加了水利災(zāi)害預(yù)警方面的技術(shù)支持需求。在未來的水利自動(dòng)化進(jìn)程中，會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)采集、傳輸速度精確度和數(shù)據(jù)分析的需求更高，從而完成水利自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)升級(jí)，更好的完成自動(dòng)化監(jiān)測(cè)管理任務(wù)[3]。

三、無線傳感器產(chǎn)品在水利自動(dòng)化行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)因?yàn)樗Y源分布特性和國(guó)土面積特點(diǎn)，對(duì)水利管理要求較高，水利管理系統(tǒng)的發(fā)展也處于世界前沿?，F(xiàn)在我國(guó)已經(jīng)發(fā)展出長(zhǎng)距離無線傳感器，但是在應(yīng)用上有一定的限制性。因?yàn)檫@些產(chǎn)品的配套使用網(wǎng)絡(luò)尚未完善，在各種環(huán)境下和面對(duì)不同的工作內(nèi)容其工作可靠性尚待研究證明。我國(guó)的快速水利信息化發(fā)展已經(jīng)初具規(guī)模但是現(xiàn)在仍有不足亟待解決，比如水利服務(wù)的軟件平臺(tái)，目前已有大型研究做出前進(jìn)方向的試探，也有相應(yīng)的軟件支持平臺(tái)在開發(fā)支撐類通用軟件，尚未展現(xiàn)出滿足時(shí)下發(fā)展需求的功能特性。工作軟件，需要各水利部門經(jīng)上層領(lǐng)導(dǎo)部門安排，統(tǒng)一使用，這就需要水利信息服務(wù)軟件系統(tǒng)具備信息收集、分享、獲取、傳輸、分析和水利災(zāi)害難預(yù)警的多種功能，提供一體化服務(wù)，搭建智能平臺(tái)，為日后的水利服務(wù)提高優(yōu)良基礎(chǔ)。

水利自動(dòng)化產(chǎn)品在日常應(yīng)用中目前發(fā)現(xiàn)最大的問題就是監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)范圍有限。目前的監(jiān)測(cè)使用范圍相對(duì)較為集中，僅僅可以做到農(nóng)田和大壩的監(jiān)測(cè)。這是因?yàn)槟壳笆褂玫谋O(jiān)測(cè)設(shè)備傳感系統(tǒng)的傳感距離不能達(dá)標(biāo)，傳感敏感度和性能較差，在100-300米，2.4兆赫茲的傳感網(wǎng)絡(luò)中無法組織符合要求的傳感網(wǎng)絡(luò)。這就導(dǎo)致了監(jiān)測(cè)設(shè)備在分散的水利設(shè)置中應(yīng)用受限，無法在遍布我國(guó)的河流大川均發(fā)揮實(shí)際的監(jiān)管作用。

四、信息化和自動(dòng)化技術(shù)對(duì)水利行業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì)展望

在計(jì)算機(jī)時(shí)代的大背景下，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及可靠的人才引進(jìn)可以促進(jìn)水利自動(dòng)化和水利信息化的更新以及進(jìn)步，從而引領(lǐng)水利行業(yè)發(fā)展，基于時(shí)代的發(fā)展步伐，本文對(duì)水利行業(yè)的未來發(fā)展應(yīng)在以下幾個(gè)方面做出更多的努力，并對(duì)未來的發(fā)展趨勢(shì)做出下列展望。

（一）建立水利行業(yè)智慧網(wǎng)

結(jié)合現(xiàn)在的智能化技術(shù)和水利信息，構(gòu)建成熟的水利智慧網(wǎng)，將信息收集處理和對(duì)水利信息的自動(dòng)化工作進(jìn)行結(jié)合，從而完成數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析和后續(xù)工作設(shè)置的一體化進(jìn)程，可以快速處理信息，應(yīng)用簡(jiǎn)單的程序設(shè)定，通過智能化系統(tǒng)處理一些簡(jiǎn)單的機(jī)械性水利工作。目前的智能化水利系統(tǒng)已經(jīng)可以完善包含雨量監(jiān)控和智能灌溉在內(nèi)的基礎(chǔ)功能。未來，隨著信息傳輸技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，信息傳輸?shù)某杀窘档?，效率增快，水利智慧網(wǎng)可以更穩(wěn)定而且高效的完成預(yù)設(shè)的工作，提高服務(wù)質(zhì)量[4]。

（二）在水利行業(yè)引入云計(jì)算與云服務(wù)

云技術(shù)的產(chǎn)生降低了存儲(chǔ)的實(shí)物增加，減少信息儲(chǔ)存成本，水利信息可以直接在云端完成信息的儲(chǔ)存和信息分析處理，人們可以簡(jiǎn)單輕易的得到有用的數(shù)據(jù)，并將大量數(shù)據(jù)計(jì)算等步驟在云端完成。通過云端處理，可以提高工作的效率和精度，提升水利工作的工作效率。

（三）水利行業(yè)建設(shè)資源管理決策支持系統(tǒng)

水利自動(dòng)化系統(tǒng)同時(shí)體現(xiàn)在自動(dòng)化的管理工作決策，水利自動(dòng)化系統(tǒng)分析整理收集而來的水文、生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等信息，自動(dòng)得出相應(yīng)的結(jié)論，在設(shè)定好的系統(tǒng)工作和專業(yè)人士把關(guān)下，分析得出決策信息。這在未來將作用于水資源評(píng)估、預(yù)測(cè)、調(diào)度和長(zhǎng)期水資源綠色發(fā)展的管理決策等諸多方面。

（四）基礎(chǔ)設(shè)施問題的檢查方式

水利也是國(guó)家的經(jīng)濟(jì)和民生命脈，在引入自動(dòng)化的過程中，其安全性要作為第一考量。這就需要在水利資源管理全面自動(dòng)化、信息化的過程中做好數(shù)據(jù)安全的日常監(jiān)管，嚴(yán)格設(shè)置審查項(xiàng)目，嚴(yán)格審查后設(shè)立寬松的信息交流環(huán)境，為水利發(fā)展設(shè)立良好的發(fā)展空間。

（五）高素質(zhì)人才培養(yǎng)

人才是發(fā)展之本，加大對(duì)水利工作人員的技術(shù)能力水平培養(yǎng)，提高工作素質(zhì)，推進(jìn)自動(dòng)化專業(yè)人員培養(yǎng)。

（六）水利信息化和自動(dòng)化發(fā)展展望

在日常的信息化系統(tǒng)和自動(dòng)化系統(tǒng)推進(jìn)過程中，應(yīng)做好規(guī)范的工作計(jì)劃，嚴(yán)格遵守工作標(biāo)準(zhǔn)，在日常工作中善于發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，解決問題，從而協(xié)助水利信息系統(tǒng)和自動(dòng)化的發(fā)展建設(shè)，優(yōu)化水利系統(tǒng)的工作[5]。

五、結(jié)束語(yǔ)

淡水資源在全世界范圍內(nèi)都是稀缺緊張的自然資源，目前人們對(duì)于水資源的使用需要做到開源節(jié)流，而水利管理需要做到的就是科學(xué)合理的分配使用水資源，將水資源的利用做到最大化。水利自動(dòng)化和水利信息化正是科學(xué)管理水資源的科學(xué)手段。我國(guó)由于地域?qū)拸V，水資源分布不均勻，雖然已有較高水平的水利自動(dòng)化和信息化發(fā)展，但是仍然不能滿足我國(guó)的水資源管理需求，未來仍需要在水利自動(dòng)化信息化發(fā)展方面更多的投入，積極進(jìn)取，不斷提高服務(wù)管理水平，從而使我國(guó)的水資源開發(fā)利用和可持續(xù)化發(fā)展作出更多的貢獻(xiàn)。