現(xiàn)代水利感知網(wǎng)發(fā)展方向簡(jiǎn)析

曹麗娟 張靜靜 徐 磊 張 楠

一直以來(lái)水利行業(yè)條件艱苦、責(zé)任重大、技術(shù)含量低，當(dāng)交通、公安等領(lǐng)域早已全面普及智能感知體系，全力打造天網(wǎng)工程、雪亮工程、平安城市時(shí)，水利行業(yè)卻長(zhǎng)期在信息化，尤其是“水利一張網(wǎng)”領(lǐng)域處于相對(duì)落后局面，諸多河湖水系和水利工程管理仍以人工為主，自動(dòng)化、智能化程度相對(duì)較低。

1.水利感知網(wǎng)建設(shè)落后原因

1.1 水利行業(yè)的特殊性

從水利管理對(duì)象來(lái)講，主要為河湖水系、水利工程、水利活動(dòng)、設(shè)備物資等要素，包括但不限于水域岸線變遷、地表及地下水水質(zhì)變化、水面漂浮物、河湖“四亂”（亂占、亂采、亂堆、亂建）、水利設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)、危險(xiǎn)水域人船禁入等。這些要素基本都不具備易于識(shí)別的單一明顯特征，且種類雜、范圍廣、周期長(zhǎng)、主體分散、突發(fā)性強(qiáng)，很難像公安和交通行業(yè)那樣只需做好對(duì)人、車等少數(shù)對(duì)象的跟蹤監(jiān)管即可。從技術(shù)角度來(lái)講，水利行業(yè)信息化建設(shè)的難度要相對(duì)更高一些，這就需要更大的人財(cái)物投入才能實(shí)現(xiàn)，但由于水利屬于公益范疇，不能像其他行業(yè)那樣通過信息化建設(shè)獲得大量的直接利益回報(bào)。因此，以前各級(jí)政府只能將有限的資金投入到實(shí)體工程建設(shè)，而對(duì)水利信息化建設(shè)重視程度不夠。

1.2 水利基層單位的抵觸心理

水利行業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)“重建設(shè)、輕管理”，即便在水利工程中配備了信息化設(shè)備，但由于智能化程度不高，且缺乏運(yùn)管資金和技術(shù)人員，不僅難以全面替代人工作業(yè)、減輕負(fù)擔(dān)，反而會(huì)在運(yùn)維更新、帶寬租賃、信息上報(bào)和業(yè)務(wù)考核等方面帶來(lái)不必要的壓力和麻煩。

2.水利感知網(wǎng)建設(shè)發(fā)展方向

黨的十九大報(bào)告明確提出要建設(shè)“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)、智慧社會(huì)”，加快推進(jìn)水治理體系和治理能力現(xiàn)代化迫不容緩、勢(shì)在必行。2018年中央1 號(hào)文件要求實(shí)施智慧農(nóng)林水利工程，將智慧水利作為智慧社會(huì)建設(shè)的重要組成部分。水利部在《加快推進(jìn)新時(shí)代水利現(xiàn)代化的指導(dǎo)意見》中提出要“全方位推進(jìn)智慧水利建設(shè)，作為推進(jìn)水利現(xiàn)代化的著力點(diǎn)和突破口”，水利信息化被提到前所未有的高度，面臨千載難逢的重大機(jī)遇。

3.水利感知網(wǎng)建設(shè)需求分析

鄂竟平部長(zhǎng)提出“水利工程補(bǔ)短板、水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管”治水總基調(diào)，信息化是水利4 大短板中的最短板，也是今后水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管、轉(zhuǎn)職能的重中之重。未來(lái)水利信息化建設(shè)，必須從技術(shù)和管理兩個(gè)層面同時(shí)著手，實(shí)現(xiàn)水利信息化與水利業(yè)務(wù)工作深度融合，既要做到“解決問題”，又要做到“不添麻煩”。水利信息化的基礎(chǔ)是信息化設(shè)備，其中各類感知設(shè)備（數(shù)據(jù)采集和傳輸設(shè)備）占了絕大多數(shù)，因此水利信息化的建設(shè)重點(diǎn)和難點(diǎn)就在于感知網(wǎng)。

4.水利感知網(wǎng)建設(shè)建議對(duì)策

4.1 如何做到“解決問題”

水利信息化是水利工作的倍增器。針對(duì)水域岸線變遷、水質(zhì)變化、庫(kù)區(qū)漂浮物、河湖“四亂”（亂占、亂采、亂堆、亂建）水利設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)等管理對(duì)象，不可能每種場(chǎng)景都單獨(dú)部署不同的感知設(shè)備。過多種類的硬件設(shè)備必然會(huì)導(dǎo)致維護(hù)難度加大、單位成本升高、數(shù)據(jù)整合困難等現(xiàn)實(shí)問題。因此，必須盡可能地整合硬件設(shè)備，同時(shí)盡可能地?cái)U(kuò)展應(yīng)用場(chǎng)景，降低綜合成本。目前人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)已經(jīng)在水利行業(yè)初露頭角。在一種硬件設(shè)備基礎(chǔ)上，能夠融合多樣化算法，來(lái)適配多元化應(yīng)用場(chǎng)景。這種不換硬件只換算法的措施，非常有利于以較低成本實(shí)現(xiàn)水利感知網(wǎng)的全覆蓋，切實(shí)幫助水利行業(yè)解決強(qiáng)監(jiān)管問題。福建省目前已建立起覆蓋全省各河湖水系的“視聯(lián)網(wǎng)”，蘇州也正建立覆蓋全市所有河渠溝汊的智能化感知網(wǎng)，均取得非常好的成效。

4.2 如何做到“不添麻煩”

要做到“不添麻煩”，最重要的就是解決海量的感知設(shè)備“監(jiān)管難、維護(hù)難、更換難、升級(jí)難”的問題。如今隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、5G、大數(shù)據(jù)分析、BIM+GIS 等先進(jìn)信息技術(shù)手段的深度融合和推廣普及，曾經(jīng)制約這一問題的不利要素都將發(fā)生徹底改變。例如內(nèi)嵌新一代物聯(lián)網(wǎng)模塊的感知設(shè)備，能耗水平大幅降低，基本可以做到5～10年不用更換電池，還具備自動(dòng)報(bào)錯(cuò)、自動(dòng)定位、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)殘余壽命等功能。結(jié)合“云-邊-端”技術(shù)，還可以將現(xiàn)有的非智能設(shè)備納入統(tǒng)一的智慧化監(jiān)管體系，并大幅減少對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬、流量的占用，有效節(jié)省建設(shè)投資和后期運(yùn)維成本。通過大數(shù)據(jù)分析，能夠?qū)λ兄W(wǎng)的時(shí)空分布進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，減少不必要的硬件部署。利用BIM+GIS 技術(shù)，可以很直觀的對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程可視化監(jiān)管。這些都能夠?yàn)樗袠I(yè)帶來(lái)切實(shí)可見的益處，同時(shí)避免了很多傳統(tǒng)意義上的麻煩。因此在許多思想認(rèn)識(shí)相對(duì)超前，經(jīng)濟(jì)條件相對(duì)較好的省市，已經(jīng)開始將新一代水利感知網(wǎng)納入智慧水利總體規(guī)劃部署中，進(jìn)行統(tǒng)籌建設(shè)和一體化管理。

5.結(jié)語(yǔ)

建立現(xiàn)代化水利感知網(wǎng)是未來(lái)發(fā)展方向，也是構(gòu)建智慧水利總體框架的重要基礎(chǔ)。在當(dāng)前部、省、市各級(jí)都加快推進(jìn)水利一張網(wǎng)建設(shè)的大趨勢(shì)下，越來(lái)越多的信息技術(shù)手段必將不斷涌現(xiàn)，對(duì)水利行業(yè)進(jìn)行全方位、全角度、全鏈條升級(jí)改造，構(gòu)建創(chuàng)新智能、安全高效、綠色共享的現(xiàn)代化水治理體系。同時(shí)各級(jí)水利部門還需要加強(qiáng)技術(shù)力量的培養(yǎng)，加大信息化資金的投入，確?，F(xiàn)代化水利感知網(wǎng)順利建成。