智慧化管理系統(tǒng)在岸堤水庫管理中的應用

張新山，于長征

（臨沂市水利工程保障中心，山東 臨沂 276000）

1 系統(tǒng)架構及功能

智慧化管理系統(tǒng)項目以充分發(fā)揮水利設施工程效益、非工程措施創(chuàng)新技術應用、提高水庫智慧化、信息化管理水平為總體目標，形成全息感知、應急指揮、聯(lián)合調度一體化平臺，為水庫安全運行保駕護航。

1.1 工程監(jiān)測

構建一個從水文監(jiān)測、水質監(jiān)測、閘門監(jiān)測、大壩安全監(jiān)測、視頻監(jiān)控等為一體的全方面感知體系，形成一體化的綜合智慧岸堤水庫平臺。通過水位、流量、工情、大壩安全監(jiān)測、視頻安防監(jiān)控等實時數(shù)據(jù)的監(jiān)測預警，保障水庫全天候的運行安全，最終形成更透徹的感知、更全面的互聯(lián)互通。

1.2 工程巡查

作為水庫業(yè)務與信息技術深度融合的典范，實現(xiàn)岸堤水庫人、事、物的一體化綜合管理目標。利用信息技術對感知體系、數(shù)據(jù)服務、業(yè)務協(xié)同進行全新的賦能，形成流域一體化管理的智慧水庫高效協(xié)同管理平臺，建立健全統(tǒng)一指揮、反應靈敏、運轉高效的水庫綜合管理機制，全方位監(jiān)測監(jiān)控水庫，保障水庫安全運行管理，輔助單位內(nèi)部協(xié)同辦公管理。

1.3 流域汛情聯(lián)防聯(lián)調

系統(tǒng)應用誤差抗差技術、模型參數(shù)線性化率定技術、預報誤差系統(tǒng)響應修正技術、系統(tǒng)自適應修正技術等關鍵技術，建立基于GIS空間處理的洪水預報系統(tǒng)，為流域描述洪水演進，分析不同洪水洪峰、洪量、洪水過程等，為保證洪水預報精度提供技術支撐。為全面實現(xiàn)防洪調度現(xiàn)代化奠定了堅實的基礎，極大提高了防汛工作效率。

1.4 自動跟蹤識別

系統(tǒng)能夠對視頻區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的運動目標自動識別，進行可視化智能分析、AI智能語音模擬，并在水庫日常工作、防汛工作中成功運用。通過全面感知、識別、模擬和預測預報技術，實現(xiàn)水庫工程管理從徒步、眼觀、手抄、喊話到“基礎信息全面感知、實時信息監(jiān)測預警、調度會商科學決策、工程調度集中控制、日常業(yè)務移動辦理、流域內(nèi)多水庫協(xié)同管理”的工程管控智慧化。

1.5 流域工程協(xié)同管理

構建流域水庫工程協(xié)同管理平臺，在一個平臺框架下集成展示管理岸堤水庫各業(yè)務系統(tǒng)，同時實現(xiàn)上游“1+3”大中型水庫（岸堤水庫、黃土山水庫、張莊水庫、朱家坡水庫）工程基礎信息、安全運行狀態(tài)的查詢、預警，以及進行流域水庫群的執(zhí)行追蹤，保障岸堤水庫管理人員及時掌握上游其他水庫工程的安全狀態(tài)及運行狀況，全面提升岸堤水庫流域協(xié)同管理水平。

1.6 岸堤水庫智慧管理系統(tǒng)

水庫智慧管理業(yè)務系統(tǒng)主要包括水庫綜合大屏展示、組織管理、工程信息、工程檢查、安全監(jiān)測、維修養(yǎng)護、洪水預報、應急管理、設備管理等業(yè)務子系統(tǒng)。

1）綜合大屏展示。主要是將各種監(jiān)測數(shù)據(jù)、預報調度結果進行融合可視化展示，科學直觀地反映水庫運行狀態(tài)及關聯(lián)信息，為防汛調度會商、研判、決策提供支撐，也可用于對外的形象展示、宣傳等。

2）組織管理。主要基于岸堤水庫管理處的組織結構設置及人員崗位信息，提供岸堤水庫組織管理以及日常行政辦公功能，有助于提高管理人員的工作效率。

從這些例子中可以看到,“石榴裙”“飯碗”“柴米”“花燈”等本來都是常見的事物名詞,語言中實際的指稱對象都很明確,意義具體明晰。由于語境的變化,語言交際中使用范圍的變化,人們依賴這種具體明晰的意義,使其他一些事物與之產(chǎn)生了特定的語義關聯(lián),借以指稱代替其他事物。這樣代替指稱所產(chǎn)生的直接結果就是,在一個常用意義的基礎上,又各自產(chǎn)生了一個新的借代意義。

3）工程信息。通過對岸堤水庫相關基礎信息的采集與整理，提供岸堤水庫工程信息管理與查詢的功能，在線展示水庫各項信息與圖紙。

4）工程檢查。根據(jù)日常巡查及汛期隱患排查工作的實際需要，建立電腦端的工程檢查管理功能模塊，落實工程日常監(jiān)測檢查規(guī)范化等標準化管理要求，為岸堤水庫的巡查及隱患排查管理提供有效的監(jiān)管手段。

5）安全監(jiān)測。基于本次新建的基礎感知體系，集成接入各項監(jiān)控結果，建立統(tǒng)一的安全監(jiān)測功能模塊。

6）維修養(yǎng)護。通過對日常維修養(yǎng)護、大修、搶修等作業(yè)過程的信息化管理，實現(xiàn)采集和查詢岸堤水庫維修養(yǎng)護管理基礎數(shù)據(jù)、制定維修養(yǎng)護年度計劃、管理養(yǎng)護項目、全程追蹤維修養(yǎng)護作業(yè)過程、統(tǒng)計分析維修養(yǎng)護管理數(shù)據(jù)，為養(yǎng)護管理人員提供快速準確、圖文并茂的工程養(yǎng)護管理服務，提升工程維修養(yǎng)護管理規(guī)范化、現(xiàn)代化水平。

7）水庫洪水預報。根據(jù)岸堤水庫以及上游黃土山水庫、張莊水庫、朱家坡水庫的防汛防臺實際工作和管理制度，應用計算機技術對工程運行調度工作的各個環(huán)節(jié)進行信息化管理，構建水庫預報模型，實現(xiàn)洪水自動預報和人工干預預報計算，以信息化手段保障工程運行安全，充分發(fā)揮水庫工程效益。

8）應急管理服務。在突發(fā)災害事件時，針對不同類型突發(fā)災害事件提出相應的應急響應方案和處置措施，最大程度地保證水庫工程安全。

9）設備管理。基于精細化管理理念，采用計算機技術對水庫設備設施進行數(shù)字化處理，實現(xiàn)水庫工程的各項設施設備信息的登記與查詢，同時對設備安全狀況進行統(tǒng)計，便于用戶掌握水庫設施設備總體情況。

10）水庫移動管理平臺。根據(jù)PC端的功能，在移動端實現(xiàn)部分配套應用，可實現(xiàn)水庫“基礎信息隨時查、監(jiān)測信息隨時看、業(yè)務事項隨身辦”，包括基礎信息查詢、監(jiān)測信息展示、業(yè)務事項辦理等功能。

2 系統(tǒng)作用與效能

科技賦能開啟了“智慧”水庫管理新模式。水庫動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)的建成使用極大地提高了水庫安全監(jiān)測監(jiān)管及運行管理能力。系統(tǒng)投入運行以來，在水庫工程管理、防汛度汛工作方面發(fā)揮了積極作用。

2.1 提高工程巡查效率

工程巡查作為工程管理的重要手段，能夠及時獲取工程安全運行動態(tài)狀況，而要做好這項工作需要投入大量的工作人員，傳統(tǒng)模式是通過人走步量肉眼觀察，受主客觀原因影響，有可能會導致觀察有疏漏，而且工程點多面廣，耗時費力。但采用工程巡查系統(tǒng)后，該系統(tǒng)作為水庫業(yè)務與信息技術深度融合的典范，實現(xiàn)了岸堤水庫人、事、物的一體化綜合管理目標。工作人員可以利用手機下載系統(tǒng)APP進行巡查，巡查人員的巡查軌跡和內(nèi)容實現(xiàn)“數(shù)字化”，可對巡查過程一目了然。對巡查過程中出現(xiàn)的問題進行拍照錄像，填報巡查部位隱患問題，并可直接聯(lián)系相關責任人對問題部門及時處理。利用APP自動生成檢查項目、檢查次數(shù)、存在問題，簡化水庫建設質量管理程序，積累形成水庫大數(shù)據(jù)檔案，實現(xiàn)質量監(jiān)督大數(shù)據(jù)管理。形成了統(tǒng)一指揮、反應靈敏、運轉高效的水庫綜合管理機制，保障了水庫的安全運行管理。

2.2 保障水庫運行安全

防汛工作是水庫汛期工作的重點，通過水庫視頻監(jiān)控、水雨情自動監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對水雨情、工情、安全等數(shù)據(jù)實時采集，形成預警及時、對接迅速、處理高效的工作閉環(huán)，有效提高了水庫現(xiàn)代化管理水平，保障了水庫全天候的運行安全。防汛工作中，工作人員結合流域汛情聯(lián)防聯(lián)調智慧大腦系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)及對未來洪水過程預報研判結果，迅速制定洪水調控方案，有效的錯峰、削峰，避免了洪水帶來的巨大威脅風險。2021年7月28日，第6號臺風“煙花”一路北上逼近山東，岸堤水庫處在了抵御臺風侵襲的前沿。專家組充分利用信息化平臺，用好“智慧堤壩”抵御臺風。系統(tǒng)實時提供的岸堤水庫當時的臺風路徑、降水過程及水庫庫容、水位狀況等信息，提高了專家組預測預報精準度，為及時作出科學研判制定洪水調控決策提供了可靠依據(jù)。28日早6點，按照市防指要求，提前采取措施做好調洪預泄工作，開啟輸水洞閘門，下泄流量35.9 m3/s，留足了防洪庫容，“贏戰(zhàn)”了臺風“煙花”。

2.3 實現(xiàn)視頻智能監(jiān)控

視頻智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠自動識別視頻區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的運動目標并跟蹤，能夠同時監(jiān)測同一場景里多個目標，改變了以往視頻“被動”監(jiān)控的狀態(tài)，不僅提供視頻畫面，而且能主動對視頻信息進行智能分析，識別和區(qū)分物體，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況或者突發(fā)事件能及時地發(fā)出警報。系統(tǒng)在安防領域的應用有助于克服人力疲憊的局限性，從而更加有效地協(xié)助安全人員處理突發(fā)事件。通過臨沂市“智慧岸堤水庫”平臺建設，實現(xiàn)了數(shù)字化智能化運行管理，并與省、市水利部門實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通共享，為在線巡庫、洪水在線分析、風險動態(tài)預報預警、可視化指揮調度等提供大數(shù)據(jù)支撐，還可以為公安部門提供治安線索。利用信息技術對感知體系、數(shù)據(jù)服務、業(yè)務協(xié)同進行全新的賦能。

3 結語

岸堤水庫自動化、信息化體系建設，是保障水庫工程調度運行安全、推進“臨沂智慧城市”建設、響應“兩山”理論，提高工程管理水平，適應水利現(xiàn)代化及水利信息化發(fā)展需要。在對水庫工程堅持24 h不間斷巡查的同時，借助先進技術手段，創(chuàng)新管護、人員、技術體系，推進了水庫管理現(xiàn)代化。通過智慧化信息系統(tǒng)提升，進一步提高了水資源利用效率，保障了供水安全，為水庫管理提供了科學依據(jù)，使除險加固工程及智慧防汛工程發(fā)揮出了更大效益。