近些年,国家及水利部出台了多项政策大力推进智慧水利建设,强化5G、物联网、大数据、人工智能等与水利工作深度融合,持续推进智慧水利先行先试,推动新技术在防汛抗旱、江河流域管理、水利工程运行管理等领域的运用。
水能载舟亦能覆舟,近段时间多发的洪涝灾害再次向我们敲响了警钟,加强水文管理已成为利国利民的国家大事。
近些年,国家及水利部出台了多项政策大力推进智慧水利建设,强化5G、物联网、大数据、人工智能等与水利工作深度融合,持续推进智慧水利先行先试,推动新技术在防汛抗旱、江河流域管理、水利工程运行管理等领域的运用。
2021年11月,水利部印发了《关于大力推进智慧水利建设的指导意见》、《“十四五”期间推进智慧水利建设实施方案》,还同步印发了《智慧水利建设顶层设计》《“十四五”智慧水利建设规划》,系列文件明确了推进智慧水利建设的时间表、路线图、任务书、责任单。
《指导意见》指出,推进智慧水利建设是推动新阶段水利高质量发展的六条实施路径之一,需要按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”要求,以数字化、网络化、智能化为主线,以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径,以构建数字孪生流域为核心,全面推进算据、算法、算力建设,加快构建具有预报、预警、预演、预案(以下简称“四预”)功能的智慧水利体系。
《指导意见》要求,到2025年,通过建设数字孪生流域、“2+N”水利智能业务应用体系、水利网络安全体系、智慧水利保障体系,推进水利工程智能化改造,建成七大江河数字孪生流域,在重点防洪地区实现“四预”(即预报、预警、预演、预案),在跨流域重大引调水工程、跨省重点河湖基本实现水资源管理与调配“四预”,N项业务应用水平明显提升,建成智慧水利体系1.0版。
2022年1月,经国务院同意,国家发展改革委、水利部印发《“十四五”水安全保障规划》(以下简称《规划》)。《规划》提出,到2025年,水旱灾害防御能力、水资源节约集约安全利用能力、水资源优化配置能力、河湖生态保护治理能力进一步加强,国家水安全保障能力明显提升。
《规划》指出,“十四五”期间要抓好8个方面重点任务。其中在第六点提出加强智慧水利建设,提升数字化网络化智能化水平。按照“强感知、增智慧、促应用”的思路,加强水安全感知能力建设,畅通水利信息网,强化水利网络安全保障,推进水利工程智能化改造,加快水利数字化转型,构建数字化、网络化、智能化的智慧水利体系。在第八点提出加强水利管理,提高水治理现代化水平。坚持依法治水、科学管水,全面加强水利法规制度建设,强化涉水事务监管,推进科技人才创新和水文化建设,不断提升水治理能力现代化水平。
数字孪生流域建设是加快智慧水利建设的核心与关键,通过数字孪生流域和数字孪生工程建设,可强化“四预”功能,提升水利的数字化、网络化、智能化,提升水利决策与管理的科学化、精准化、高效化能力和水平,实现水安全风险从被动应对向主动防控的转变。
另外,浙江、江苏、湖南等各省也大力推进数字孪生项目。浙江省申报9项试点任务(其中宁波作为计划单列市申报2项试点任务),包括数字孪生钱塘江流域试点建设、数字孪生水网(杭嘉湖平原)试点建设、数字孪生曹娥江流域试点建设、数字孪生金华横锦水库试点建设等。江苏省水利厅高度重视智慧水利建设,将数字孪生作为构建智慧水利体系,实现“四预”(预报、预警、预演、预案)目标的关键路径。除全国试点之外,该省计划推进约20项省级试点,加强物联网、大数据、AI、5G等新一代信息技术与水利业务深度融合,以数字技术赋能水利行业高质量发展,加快推动行业治理数字化。
当前，全国已全面进入主汛期，强降雨天气频发，防汛抗洪已到关键阶段。
汛情就是命令，责任重于泰山。为做好防汛救灾工作，众多安防企业运用高清摄像头、无人机和布控球等安防技术科技赋能，守护多地抗洪防汛第一线，构建立体化防汛抗洪系统。
海康威视
智慧气象，一方面是气象行业本身的数字化，主要体现为智慧观测和智慧预报，从定性到定量，从定量到精准。另一方面是服务。像交通气象服务、农业气象服务、能源气象服务等。
天津市气候中心与海康威视签署战略合作协议，应用云计算、大数据、深度学习等前瞻性技术，开展气象观测关键核心技术研究与应用，联合打造气象观测新体系。
天津市气候中心国家级首席气象专家、正研级高级工程师黎贞发认为，智慧气象还存在一些难点，像多要素的监测、跨行业的算法、提高服务市场化程度等，都可以通过海康威视的能力来补充，携手推进气象智能观测和服务智能化发展。
高温、暴雨、洪涝等极端天气，水库水域的监测难度大，运维工作量大，故障处理不及时，都可能多少程度影响了防汛应急指挥的开展。
海康威视推出可视化防汛辅助决策解决方案，当出现险情时，利用可视化的技术手段（布控球、无人机、执法记录仪、移动终端等智能ＡＩ设备），可实时掌握现场险情、灾害发生情况及抢险进度情况，为防汛指挥、防洪调度、决策提供现代化的手段。智能水尺读取摄像机，可远程可视化监测和水位自动读取，当水位达到设定阈值，进行实时告警，帮助城市管理和防汛应急部门实时把握整个城市的内涝状况，及时进行排水调度。
大华股份
针对防汛抗洪，安防企业龙头之一的大华股份出谋划策，献上了不少“智慧锦囊”。
大华水利综合解决方案，融合视频监控与水库、水文、泵站等监测数据，采用三级架构，在云计算、物联网、大数据等新兴技术的支持下，协助水利管理达到“智慧”状态。将水雨情监测及信息发布系统有效结合，各级调度中心可以管理并控制辖区的前端视频监控点，根据城市实际场景发布预警及灾害信息，保障城市运行畅通、稳定，确保灾情快速处理。
面对洪涝灾害、水环境污染、乱堆、乱放、乱采等水资源治理难题，大华智慧河湖管理解决方案紧紧围绕“守好盛水的盆”，“护好盆中的水”，抓住水环境治理得关键点，以全感知，全智能，全计算，全生态为理念，实现河湖的“可知”“可视”“可测”智能化监管。支持对水库以及水资源实时可视化监测，不仅可接入传统雷达、超声波等各种已建水雨情设备，更搭载了大华全彩球机，在实现水雨晴数据与视频的融合，即使在夜间也可全彩呈现。
其前端设备联动后台，第一时间对数据进行采集、传输、分析，为河流、水库管理者提供更直观的数据支持，更在防汛期间为指挥人员提供更快速、全面的决策依据。便携式应急便携指挥箱，不依赖基础设施，能够灵活部署，内置视频会议、视频采集等功能，结合４Ｇ、ＷＩＦＩ、微波等多种网络，可提供稳定的音视频通信和信息传输，已实战全国多个地市及区县。
面对严峻的防汛形势，为更好地规避巨大的水灾损失，天地伟业基于传统的视频监控，结合ＡＩ智能化算法，推出水利可视化监测预警系统，有效监测水库、湖泊、河道水位变化，警示泄洪状态，可视化监测水库、湖泊、河道异常，使水利监测真正实现无人值守，在保障安全的前提下最大限度降低成本。同时，系统内置ＲＴＵ功能，可外接包括雨量计（桶）、流速仪、气象站、ＧＰＳ等设备进行针对性监测。前端部署水利监测预警一体站，通过ＡＩ影像智能分析，实现水库、湖泊、河道水位、闸门启闭、城市积水深度等自动监测预警。中心端建设监测预警管理平台，实现数据接收汇集、视频流媒体管理、数据库管理、信息展示、预警管理、预报调度、防汛移动办公等功能。
从水利行业实际需求出发，天地伟业推出了多款智能水利产品，满足了江河湖泊、中小型水库、应急防汛等多种水利场景的智能监控需求，为智慧水利建设贡献力量。
安防抗洪在路上，行则可至
目前安防在防洪防汛方面做出了很多的努力，依然面临着一些难题：
智能防汛解决方案成本过高。例如城市内涝检测预警系统、智能防汛变电站、智能防汛墙等解决方案的设备报价昂贵，主要集中用在省会等二线或以上城市。
智能监控地域分配不均。受灾地区都是县市及以下地区，当地智能摄像头普及程度较低，智能监控的水平还较低，难以对山洪引起的地质灾害做出预报预警。
无人化市场尚未下沉。目前我国的水位监测站然采用人工巡检的方式来进行信息收集，有些巡检站地理位置险峻，阻碍了信息传递。无人监测、无人采集等技术停留在高端应用的层面。产品种类较为单一。摄像机的功能还停留在抓拍、人脸识别等功能上，没有根据乡镇所处地域的特点进行灵活改变，比如对于洪涝多发的乡镇采用防汛摄像机等。防汛设备应用最多的还是防汛板，整体防汛的智能化水平停留在一个相对较低的局面。但随着防洪体系不断完善，城乡生态、防洪综合功能不断提升，以及在科技与人力的强强合力之下，打造以“防”为主的抢险救灾工作方针，我们应当有信心和毅力，逐步实现控制洪水向洪水治理转变，共同打赢防汛抗洪攻坚战。