1、政策背景

水利部《2023年水利工程建設(shè)工作要點(diǎn)》要求提高水利工程建設(shè)信息化水平。

《“十四五”智慧水利建設(shè)規(guī)劃》、《“十四五”水安全保障規(guī)劃》、《“十四五"期間推進(jìn)智慧水利建設(shè)實(shí)施方案》要求提升水務(wù)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平。

2、現(xiàn)狀分析

1）污水處理監(jiān)管問題亟需加強(qiáng)

2）水污染問題城亟需應(yīng)對

3）城市供水問題亟需應(yīng)對

4）城市內(nèi)澇災(zāi)害問題亟需應(yīng)付

二、解決方案

1、總體技術(shù)架構(gòu)

水務(wù)數(shù)據(jù)經(jīng)由感知層設(shè)備采集，通過傳輸層網(wǎng)絡(luò)匯總至數(shù)據(jù)層，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集中心對其進(jìn)行采集整編，交由大數(shù)據(jù)分析模塊進(jìn)行分析，最終于應(yīng)用層將分析結(jié)果進(jìn)行可視化展示，輔助進(jìn)行水務(wù)相關(guān)的管理、調(diào)度與決策行為。

2、分析與可視化“一張圖”

1）“一張圖”多維圖層疊加

整合各類傳感數(shù)據(jù)、時(shí)空信息數(shù)據(jù)，綜合疊加展示各類監(jiān)測要素圖層，既能夠?qū)崿F(xiàn)坐標(biāo)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換，不同底圖（二維、三維、互聯(lián)網(wǎng)地圖）的無縫切換，也能夠?qū)崿F(xiàn)同一流域、工程各屬性監(jiān)測站點(diǎn)的聚合展示。

2）水情信息監(jiān)測“一張圖”

一張圖展示省市范圍所有的水文數(shù)據(jù)信息，包括河道站、水庫站、潮位站數(shù)據(jù)，分析水位、流量的漲落情況，聯(lián)動周邊的視頻監(jiān)控，發(fā)生超汛限的站點(diǎn)可觸發(fā)報(bào)警。

3）雨情信息監(jiān)測“一張圖”

一張圖展示省市范圍所有的雨量站信息，查詢顯示24小時(shí)內(nèi)累積雨量，根據(jù)地圖色塊分析雨情的分布情況，暴雨地區(qū)可聯(lián)動周邊攝像頭進(jìn)行現(xiàn)場情況勘察。

4）視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控“一張圖”

整合省市、流域范圍內(nèi)的視頻監(jiān)控圖像數(shù)據(jù)，可在一張圖上對視頻點(diǎn)進(jìn)行選擇與快速分類收藏，同時(shí)視頻上可進(jìn)行水文信息疊加、目標(biāo)定位等可視化操作。

5）風(fēng)情監(jiān)測“一張圖”

整合臺風(fēng)路徑、氣象云圖數(shù)據(jù)到一張圖上，可模擬臺風(fēng)行進(jìn)路徑，查看風(fēng)力大小、風(fēng)圈的影響范圍等，并可聯(lián)動登陸點(diǎn)周邊的視頻監(jiān)控查看現(xiàn)場災(zāi)情。

6）視頻AI分析“一張圖”

基于深度學(xué)習(xí)模型，通過視頻AI技術(shù)對接入的視頻圖像進(jìn)行智能分析，監(jiān)測異常事件的發(fā)生，如分析堤壩雜草的危害程度，分析河道漂浮物和垃圾，發(fā)現(xiàn)入侵禁行水域的船只和人員。

7）移動災(zāi)情上報(bào)“一張圖”

現(xiàn)場執(zhí)法、巡查人員可基于APP進(jìn)行遠(yuǎn)程災(zāi)情上報(bào)，直接將現(xiàn)場視頻、音頻信號回傳給指揮中心，通過一張圖進(jìn)行定位及展示，上大屏進(jìn)行應(yīng)急指揮。

8）大數(shù)據(jù)可視化“一張圖”

基于大數(shù)據(jù)對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，綜合呈現(xiàn)，包河湖信息、河長信息、水政執(zhí)法信息、資產(chǎn)信息等。

3、感知監(jiān)測方案

1）多維度全面感知

對水政水安全、農(nóng)村水利、防汛抗旱等各類水務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行全維度監(jiān)測。

2）物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測

將各類監(jiān)控設(shè)備接入物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動化獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)。

3）多要素一體化監(jiān)測設(shè)備

多要素監(jiān)測一體化設(shè)備，集成視頻監(jiān)控、水位計(jì)、雨量計(jì)等傳感監(jiān)測器，整合視頻、圖片、水位、雨量數(shù)據(jù)回傳監(jiān)控平臺。

4）水文管理

通過水文傳感器和智能AI水尺球機(jī)監(jiān)測水多、水少情況。

5）水質(zhì)管理

合理布置點(diǎn)位，明確責(zé)任歸屬；

監(jiān)測重點(diǎn)企業(yè)，違規(guī)及時(shí)發(fā)現(xiàn)；

數(shù)據(jù)在線檢測，設(shè)置自動預(yù)警；

視頻監(jiān)控聯(lián)動，及時(shí)確認(rèn)情況；

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)展示，掌握數(shù)據(jù)變化。

6）水面垃圾監(jiān)測

進(jìn)行漂浮物智能檢測，在區(qū)域交界斷面、攔河閘壩、邊界等處，對河道漂浮物進(jìn)行監(jiān)控，采用智能檢測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對漂浮物的自動檢測和預(yù)警。

7）水域全景監(jiān)測

使用高清監(jiān)控設(shè)備對水域進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控。

高清云臺，用于遠(yuǎn)距離湖面監(jiān)控，船只跟蹤。

“守望者”，用于大場景全景監(jiān)控，目標(biāo)跟蹤。

8）水域全天監(jiān)管

運(yùn)用熱成像及智能化技術(shù)，解決夜間、霧天等惡劣環(huán)境下可視化問題，有效實(shí)現(xiàn)低照環(huán)境下水面情況的監(jiān)視。

9）岸線、站房管理

設(shè)置視頻監(jiān)控，通過岸線視頻巡邏，及時(shí)發(fā)現(xiàn)岸線亂占、亂采、亂堆、亂建等各類違規(guī)行為，節(jié)約人力成本。

10）水天一體化全面感知

利用無人機(jī)和無人船，定期對水體進(jìn)行拍照與掃描，智能分析污染等情況。

4、智慧供水方案

1）供水“一張圖”

采用一張圖方式，通過對各監(jiān)測站點(diǎn)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)、水質(zhì)、水量、管網(wǎng)壓力進(jìn)行集中監(jiān)控，使各級管理人員能夠及時(shí)、準(zhǔn)確、全面、直觀地了解和掌握生產(chǎn)運(yùn)行狀況，輔助生產(chǎn)作業(yè)。

2）預(yù)警聯(lián)動

系統(tǒng)對設(shè)定目標(biāo)的數(shù)據(jù)變化進(jìn)行綜合聯(lián)動預(yù)判，及時(shí)跟蹤并判斷目標(biāo)數(shù)據(jù)變化的趨勢，若偏離預(yù)定值，則發(fā)出預(yù)警并處理，并分析判斷成因及預(yù)估影響。

3）綜合評估，智能分析

對原水廠、凈水廠、泵站、管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合評估，對壓力分布、供水設(shè)施運(yùn)行負(fù)荷、水量變化，按分析。根據(jù)設(shè)定目標(biāo)給出運(yùn)行方案。

4）決策調(diào)控，智能指揮

發(fā)生突發(fā)事件，相關(guān)負(fù)責(zé)人可以在第一時(shí)間通過網(wǎng)絡(luò)加入到智能指揮平臺，通過移動終端會商及指揮決策。

5）資源整合，智能共享

實(shí)現(xiàn)供水行業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)資源、跨行業(yè)數(shù)據(jù)資源的整合應(yīng)用，通過數(shù)據(jù)庫的動態(tài)連接，達(dá)到一點(diǎn)接入多點(diǎn)智能共享的目的，從而提高數(shù)據(jù)的共享應(yīng)用能力和水平，提高數(shù)據(jù)的安全性、可靠性及利用率。

5、智慧排水方案

1）排水管網(wǎng)“一張圖”

采用GIS地理信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對所有泵站進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)管理、遠(yuǎn)程控制，在地圖上精準(zhǔn)而高效地對整個(gè)排水設(shè)施進(jìn)行智慧化的管理。

2）指揮調(diào)度

根據(jù)污水處理廠日常進(jìn)水量與機(jī)埠水量數(shù)據(jù)，合理調(diào)配機(jī)埠污水輸送至污水處理廠；汛期或發(fā)生突發(fā)性降雨時(shí)，可接通市應(yīng)急指揮中心，及時(shí)處理處置城市內(nèi)澇事件。

3）管網(wǎng)三維展示

接入地表三維模型，建設(shè)地下管線三維模型和管線管理分析系統(tǒng)。

4）排污監(jiān)管

對機(jī)埠排放口排放污水的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，對其它污染水質(zhì)行為進(jìn)行跟蹤溯源，對河段負(fù)責(zé)人處理處置所負(fù)責(zé)河段的相關(guān)情況進(jìn)行告知、通報(bào)、督導(dǎo)。

5）輔助決策

機(jī)埠以及調(diào)蓄池、生態(tài)濾池的聯(lián)動；治理工程的規(guī)模及控制參數(shù)；重點(diǎn)城市水體的污染治理要求等。

6）績效考核評估分析

對多項(xiàng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息進(jìn)行多位展示分析，逐項(xiàng)分解細(xì)化考核指標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)“水生態(tài)、水環(huán)境、水資源、水安全” 考評目標(biāo)。

7）協(xié)同治理

建立以監(jiān)管中心為核心，市政、排水、污水處理廠、河湖長等相關(guān)部門實(shí)時(shí)溝通和協(xié)作，且權(quán)責(zé)分明的監(jiān)管流程。

三、成功案例

1、深圳市龍華區(qū)智慧環(huán)水綜合系統(tǒng)服務(wù)項(xiàng)目

項(xiàng)目投資1.29億元，在“智慧龍華”一期環(huán)水綜合管理平臺的基礎(chǔ)上，開展龍華區(qū)智慧環(huán)水管理建設(shè)工作。通過建設(shè)環(huán)境安全在線監(jiān)測監(jiān)督，打造全方位的水務(wù)監(jiān)測體系和全鏈條的環(huán)保水務(wù)監(jiān)管體系，提升龍華區(qū)水務(wù)管理水平。建設(shè)內(nèi)容主要包括前端感知設(shè)備、支撐平臺、智慧應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)、施工等。

2、南海區(qū)大瀝鎮(zhèn)智慧水務(wù)管理系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目

項(xiàng)目投資1451萬元，建成監(jiān)測、控制、信息采集存儲應(yīng)用的綜合信息應(yīng)用平臺；開發(fā)一河一策、一涌一檔模塊，對相關(guān)水務(wù)信息進(jìn)行查詢與管理；利用洪水預(yù)報(bào)調(diào)度模型，提供應(yīng)急處置的完整調(diào)度過程的決策支持服務(wù)。