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科技治水,护家园安澜,成大美之境

华为中国政企数字政府业务解决方案部 武斌/文

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如果你是一个水文人,在人烟稀少、人迹罕至的河流、水库日夜坚守,测报水文信息,是不是感觉蹉跎了岁月?

如果你是一个上班族,在雨天乘车赶路时,突然在低洼积水桥洞内熄了火,是不是紧张又心急?如果你是一名游客,当乘坐小船徜徉于美丽的江南水乡时,看到河面上漂浮的塑料袋、塑料瓶,有人向河里扔垃圾,是不是既扫兴又恼火?

如果你是一方父母官,当城市出现暴雨内涝,是否会因无法及时预测预报、协同调度、应急指挥,而感到忧心忡忡?

这些都是水利水务行业面临的众多问题的小小缩影,影响着我们生活的方方面面和社会的和谐健康发展。

智慧水利水务应运而生

随着物联网、大数据、人工智能、云计算、融合通信等新一代信息技术的蓬勃发展,水利水务行业正逐步实现数字化、智慧化,为经济社会高质量发展提供坚实的水利支撑和保障。

为了更好地推动智慧水利水务发展,2019年,水利部先后印发了《水利业务需求分析报告》《加快推进智慧水利指导意见》《智慧水利总体方案》和《水利网信水平提升三年行动方案(2019~2021年)》等文件,详细规划了智慧水利水务建设的任务、内容、时间规划等,加速推动水利水务工作的智慧化进程。

同时,各地各级政府积极贯彻“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”十六字治水思路,按照“安全、实用”水利网信发展总要求,深入落实全国水利工作会议部署,为经济社会高质量发展提供坚实的水利支撑和保障。

智能感知:解放人力、实时监测

近年来,我国极端天气事件频发。根据水利部信息中心数据,2019年,全国共出现41次强降雨过程,有5个台风登陆,长江、黄河、淮河、珠江、松花江、太湖等六大江河流域发生14次编号洪水,共有615条河流超警、119条河流超标。2020年,南方出现伏秋连旱,浙江、广东、云南等省多个市县城镇出现供水紧张状况,需要采取限时、限量、限压供水等应急措施保障居民基本生活用水。

各地水文测站在洪涝干旱发生时,成为了保障人民生命安全的重要前哨。提升水安全智能监测感知能力,优化水文监测站网在河流、水库的体系布局,已成为当前的重要任务。

华为通过物联网、人工智能、视频分析处理等最新ICT技术,形成以遥感、无人机、一杆通、无人船为主的“天、空、地”一体化信息采集方案,实现全方位、全要素、全天候的实时监控、预警和管理。

图 现代化水文站:一杆通智能感知(部件模块化设计,可按需灵活定制)

“一杆通”解决方案,通过融合物联网关接入多种监测设备,采集水位、雨量、流量、流速、视频等涉水要素,实现对河湖、水库等水雨情的实时监测和预警。

值得一提的是,“一杆通”采用创新的影像测流黑科技,通过视频影像,分析河面上多点位的表面流速,结合预先勘测的河道断面形状,以及实时采集的水位数据,推算水面纵向流速分布,每20秒计算一次河道的流量,解决了传统ADCP流量计设备贵、部署难、维护难的问题,在极端天气和日常测报中,能够实现“开箱即用”的便捷使用效果。

在防治水旱灾害的同时,全面的涉水要素采集在水资源保护、水域岸线管理、水环境治理等方面也发挥着重要作用。

卫星遥感监测和华为AI智能解译,能够对河湖占建、水域面积、水域岸边植被面积实施大范围智能感知监测,强化对水土保持和河湖治理的管理能力。

5G无人机自动巡检,能够将河湖蓝藻、水质、违法行为等高清视频实时回传,使指挥中心实现可视化指挥,大幅提升巡检效率。

作为岸上监测设施的补充,5G无人船,可以在水深0.5米以上的水域,全天候、全自动智能巡检,采样分析库区水质,并能够通过视频AI识别,结合声光对违规入侵的人员、船只等进行警示与驱散。

天、空、地一体化涉水要素全采集,能够以水利信息化支持灾害预防、河湖监管等工作,有效实现信息采集自动化、信息传输网络化、信息处理智能化。

心中有数,治理有方

一场暴雨来袭,桥洞下方道路积水暴涨。一辆眼看就要被淹没的轿车停在了路面最低洼的位置。被淹没区域的路面上排起了汽车的长龙,大量的树枝、垃圾、废物被冲入水中,朋友圈随处可见“市区看海”“公交车乘风破浪”的图片……

上述城市内涝的场面在全国时有发生,给市民的生产生活带来严重的经济损失、卫生隐患,甚至影响生命安全。

在城市内涝发生时,华为道路积水大数据分析模型能够通过水文监测数据(包括降雨、水位、流量等数据)、内涝监测数据(包括积水点水位、水深等数据)、内涝历史数据、气象预报数据、排水工程数据等多方信息,准确地分析出城市各区域积水情况,使城市管理者可以及时、准确地响应,将资源合理分配至各积水位置,为城市应急处置提供保障。同时,内涝积水预警信息可通过微信、地图等方式实时推送给社会公众,避免市民误入积水洼地。暴雨过后,大数据也可以为城市管理者在管线铺设、管网改造时提供数据支持,通过更好地设计城市排水管网,避免下次暴雨带来风险和问题。

大数据的功能远不止于此,华为提出以水利水务数据标准规范为框架指引,构建水务大数据标准规范体系,通过“采集汇聚、融合管理、服务应用、考核评价”等数据治理过程驱动水务数据管理能力提升,实现“聚得全、管得住、用得好”的水利水务大数据建设的目标,以更好地支持水利水务行业实施数字化转型。

• 聚得全:纵向打通汇聚市水务局、各区水务局,以及供排水企业的数据,横向融合气象局、生态环境局、住建局等其他市政委办局的共享数据。

• 管得住:按照“数据源头治理”的原则进行数据的清洗、融合和管控治理,提升数据质量,为业务管理提供“可信赖”的数据支撑。

• 用得好:通过“数据服务化”,提供全市统一的水务数据资源目录,促进水务数据跨业务、跨层、跨委办局的消费应用,最大化呈现数据价值。

一双慧眼助监管

苏州作为历史水文化名城,水系发达、水利工程众多。随着旅游业的发展,慕名而来的游客络绎不绝。然而部分商家、游客环保意识不强,向河内乱扔垃圾、乱倒污水,洗拖把等不文明行为时有发生、屡禁不止,污染河湖,严重影响了水文环境和游客的游览体验。相关环卫部门不得不每天安排保洁船和保洁员打捞垃圾等污染物,耗费了大量人力物力。现在,这种传统粗放式的管理模式已难以适应新的治理需要。

“智水苏州”以“智慧驱动、精准治理”为理念,在国内率先实现通过“摄像监控视频+人工智能”分析,监管河道违法事件,通过AI模型算法抓拍识别向河道内乱扔垃圾、洗拖把、洗衣服、扔垃圾等不文明行为,将报警信息推送给城管部门,形成处理闭环,实现了“一秒钟识别、一分钟取证、一小时闭环处理”的智能监管模式,有效提升了河道监管的工作效率,减轻河长办人员的工作压力,促进河道管理可持续发展,最终可实现河道无人化监管。

智慧水利水务运行中心(IOC)实现态势感知、决策分析、联动指挥

中国是世界上少数几个受台风影响严重的国家之一。台风带来的强风、暴雨和风暴潮对人民生命财产威胁严重。我国华南沿海受台风袭击的频率最高,占全年总数的60.4%。

深圳位于广东省中南沿海地区,珠江入海口之东偏北,所处纬度较低,属亚热带海洋性气候,受季风影响,时有季风低压、热带气旋光顾,容易出现局地性的洪涝灾害和短时雷雨大风天气。

2019年8月1日,第7号台风“韦帕”登陆深圳。深圳市水位涨幅最大超4.5米,积水内涝报告70起,树木折毁倒伏198起;共出动巡查人员10万余人次、巡查车辆32000车次有余,共开放避难场所343处,自然资源、住建、交通、水务、城管和公安交警等多个监管部门投入。2020年第2号台风“鹦鹉”登陆,全市共出动排查工作人员34018人次,车辆10197车次,开放避难场所227处等措施应对。影响之大可见一斑。

为了降低此类事件的危害性影响,IOC解决方案通过“态势感知”功能模块,将水灾害、水资源、水工程、水环境、水生态、水事务中的水雨情态势、内涝积水的分布和水库、闸泵站运行情况等关键指标整合于一张城市地图上进行可视化展现,并以各类要素超警戒值为触发点,对灾情险情进行预警事件的研判。

台风来临时,系统可以以时间维度直观预测暴雨中心未来24小时的转移过程。而后,根据不同事件类型,调用“决策分析”功能模块的模型算法进行深度分析和处理,形成解决方案。通过“联动指挥”功能模块实现对应急事件的多级协同指挥支持,接入灾情现场摄像头监控画面、抢险救灾人员移动终端画面等多路视频,为水利水务日常态和应急态提供横向到边、纵向到底的综合决策指挥能力。

引领智慧水利水务数字化转型

华为凭借自身强大的研发能力和技术优势,在国家大力倡导新基建的时代背景下,因势利导,为水利水务行业提供现代化发展支撑,加快释放水利水务行业信息化发展的巨大潜能,践行水利改革发展总基调,助力水利水务数字化转型,以信息化驱动现代化。

实现从分建专用向共建共享转变、从依赖人工向自动智能转变、从被动响应向主动应对转变、从支撑保障向驱动引领转变,助力智慧水利水务全面迈入新时代!

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第31期 数字政府特辑

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