吳 偉 秦超杰
2016年，長(zhǎng)江、淮河、太湖、珠江等流域都發(fā)生多年不見的大洪水，面對(duì)汛情全國(guó)上下協(xié)同作戰(zhàn)，防汛救災(zāi)工作取得有力有序、平穩(wěn)可控的成果。與十多年前相比，由于水利工程及非工程不斷地建設(shè)和發(fā)展以及新技術(shù)的應(yīng)用，防汛救災(zāi)工作更加科學(xué)和人性化。如今在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，大數(shù)據(jù)、智能化技術(shù)將成為水利行業(yè)的“神器”，為水利防汛減災(zāi)帶來無時(shí)不在、無處不達(dá)的便利與高效。
我國(guó)水災(zāi)害的突發(fā)性、反常性和不可預(yù)見性日益凸顯，往往是多災(zāi)并發(fā)、重災(zāi)頻發(fā)、時(shí)空異常、旱澇急轉(zhuǎn)，氣候變化趨勢(shì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了以往的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)常性發(fā)生50年一遇或100年一遇的大洪水。通過科學(xué)的管理手段和先進(jìn)的防汛減災(zāi)技術(shù)，可改變防洪減災(zāi)過多依靠人海戰(zhàn)術(shù)的做法，減輕防洪減災(zāi)人力投入和勞動(dòng)強(qiáng)度，使洪澇災(zāi)害所造成的損失降到最小程度。
20世紀(jì)末開始，我國(guó)在水利工程建設(shè)的同時(shí)，相繼大規(guī)模、系統(tǒng)性地建設(shè)了防汛減災(zāi)決策和調(diào)度信息化系統(tǒng)，工程覆蓋我國(guó)7大流域、32個(gè)?。ㄊ?、自治區(qū)）。防汛減災(zāi)信息系統(tǒng)的建設(shè)，使水利信息采集的新技術(shù)、新模式得到廣泛應(yīng)用，洪水預(yù)報(bào)精度和優(yōu)化調(diào)度方案大大提高和完善；國(guó)家防汛調(diào)度指揮系統(tǒng)的全面建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了中央和流域調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)時(shí)交互和聯(lián)動(dòng)，提高了防汛抗減災(zāi)指揮決策的科學(xué)性，更充分地發(fā)揮水利工程減災(zāi)效益。
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)各方面事業(yè)的迅速發(fā)展，在防洪工程取得巨大效益同時(shí)，洪水災(zāi)害的經(jīng)濟(jì)損失也不斷增加。水利建設(shè)中的科技技術(shù)較落后，水利科研投資嚴(yán)重不足，都是制約水利科技發(fā)展的因素。進(jìn)一步提高防洪減災(zāi)科技能力，減少洪災(zāi)損失，遏制洪水災(zāi)害對(duì)社會(huì)環(huán)境的影響，已是當(dāng)今社會(huì)的亟待加強(qiáng)研究的問題。
因此，水利防汛減災(zāi)工作，要適應(yīng)社會(huì)的進(jìn)步和水利事業(yè)的發(fā)展需求，在“智慧水利”思想的潮流引領(lǐng)下，利用當(dāng)今中國(guó)進(jìn)一步的改革開放的大好時(shí)機(jī)，充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，通過“互聯(lián)網(wǎng)+水利”及智能技術(shù)，使水利防汛減災(zāi)工作更上一個(gè)新臺(tái)階。
新形勢(shì)下，隨著人水和諧的治水新思路不斷深入發(fā)展，水利管理中的智能調(diào)度需要對(duì)水利信息的感知、仿真、預(yù)警、數(shù)據(jù)處理和運(yùn)行維護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行綜合運(yùn)用。
物聯(lián)網(wǎng)就是把感應(yīng)器嵌入到各種物體中，利用射頻識(shí)別技術(shù)、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)信息交流。利用現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可進(jìn)行流域水文、工況等水利信息的采集、傳輸、管理；通過對(duì)降水、風(fēng)速、溫濕度、土壤水分等傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的智能采集和監(jiān)測(cè)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)水資源的整體情況；通過對(duì)河流、湖泊、水庫(kù)、飲用水源地、地下水觀測(cè)點(diǎn)等傳感器的遙感和地面的觀測(cè)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)的連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)。
水利行業(yè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)涉及到流域和地方以及各個(gè)業(yè)務(wù)交叉部門，這不僅需要水利數(shù)據(jù)化的高度整合管理，更需要在數(shù)據(jù)處理方面根據(jù)實(shí)際情況靈活處理。
水利行業(yè)的信息種類多，各級(jí)信息分屬于不同的管理單位，云存儲(chǔ)能夠有效實(shí)現(xiàn)信息的共享，特別是防汛、山洪、水污染等突發(fā)事件，云存儲(chǔ)能提供統(tǒng)一有效的信息支持，為上級(jí)決策提供依據(jù)。
5G（第五代移動(dòng)通信）是一個(gè)端對(duì)端的生態(tài)系統(tǒng)，可帶來一個(gè)全面移動(dòng)和聯(lián)網(wǎng)的寬帶通信系統(tǒng)。在水利行業(yè)，將普遍適用于水利信息的采集、傳輸和分析、調(diào)度、管理。出差在外的決策指揮人員憑借手機(jī)即時(shí)直觀地瀏覽任意一個(gè)水利設(shè)施的運(yùn)行情況，獲取運(yùn)行數(shù)據(jù)，并通知相關(guān)人員進(jìn)行高清會(huì)商。
高清、智能、多維漸漸成為視頻監(jiān)視的主流發(fā)展趨勢(shì)，也為水利事業(yè)提供了新的技術(shù)手段。高清晰度視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能對(duì)污染物的分布和發(fā)展趨勢(shì)等進(jìn)行有效的遠(yuǎn)程觀測(cè)，作為領(lǐng)導(dǎo)決策和執(zhí)法的依據(jù)。采用復(fù)合成像、視頻圖像處理及自動(dòng)識(shí)別行為分析報(bào)警等相關(guān)軟件，可在夜間或者惡劣天氣條件下實(shí)現(xiàn)高效監(jiān)控。在洪水淹沒水域進(jìn)行救援時(shí)，可利用紅外熱成像攝像機(jī)準(zhǔn)確判斷出人的位置，使被困人員及時(shí)得到救助。
目前，水利系統(tǒng)各級(jí)單位均建設(shè)有多媒體會(huì)議系統(tǒng)，使得地理上分散的用戶可以共聚一處進(jìn)行會(huì)議會(huì)商。智能會(huì)議系統(tǒng)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、聲光學(xué)技術(shù)等應(yīng)用到傳統(tǒng)的會(huì)議中，實(shí)現(xiàn)會(huì)議系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、無紙化等多功能性質(zhì)的專業(yè)化會(huì)議系統(tǒng)。隨著視訊技術(shù)的進(jìn)步，人們需要高質(zhì)量的音頻信號(hào)，高清晰的視頻動(dòng)態(tài)畫面及圖像資料，準(zhǔn)確無誤的數(shù)據(jù)表達(dá)及一套實(shí)用高效的控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的異地會(huì)商。同時(shí)，防汛調(diào)度智能會(huì)議系統(tǒng)還支持單兵系統(tǒng)、無人機(jī)系統(tǒng)、車載采集系統(tǒng)及其他水利數(shù)據(jù)的接入，使防汛決策部門可實(shí)時(shí)掌控防汛最前沿的情況，為防汛科學(xué)決策和管理提供相關(guān)信息支持。
無人機(jī)是通過地面遠(yuǎn)距離無線遙控和機(jī)載計(jì)算機(jī)程控系統(tǒng)進(jìn)行操控的不載人飛行器，具有設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、飛行靈活、易于控制、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。
在汛期，無人機(jī)搭載攝像機(jī)可以迅速到達(dá)險(xiǎn)情地域的上空，及時(shí)搜集水情、汛情和工程情況等信息，并且能夠?qū)崟r(shí)地監(jiān)視汛情的走向，為防汛指揮部作出決策提供較為客觀真實(shí)的信息；在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生區(qū)等高危地區(qū)，無人機(jī)能夠以較低的成本進(jìn)行救援行動(dòng)，憑借體積小、攜帶方便的特點(diǎn)，地面工作人員可以及時(shí)地協(xié)調(diào)救援工作，降低了救援的難度，增加了救援的工作效率，保證了救援人員的安全。
工程測(cè)繪以無人機(jī)作為遙感飛行平臺(tái)，在機(jī)體上荷載數(shù)據(jù)遙感設(shè)備，利用遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)作為技術(shù)支撐，融入“3S”技術(shù)，可以實(shí)時(shí)對(duì)地或?qū)δ繕?biāo)水域進(jìn)行觀測(cè)及數(shù)據(jù)的快速處理。
動(dòng)態(tài)及環(huán)境監(jiān)測(cè)利用無人機(jī)技術(shù)對(duì)水域?qū)嵤﹦?dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，能夠查明范圍內(nèi)水域的變化情況。
其他應(yīng)用無人機(jī)在應(yīng)急通信、水資源調(diào)度、蓄滯洪區(qū)管理、堰塞湖應(yīng)急監(jiān)測(cè)以及污染源監(jiān)測(cè)等方面都有著廣泛的應(yīng)用，也可用于泄洪分流對(duì)大壩的定點(diǎn)爆破。
近年來，水利信息化為適應(yīng)國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略和“數(shù)字水利”向“智慧水利”發(fā)展轉(zhuǎn)變的需要，依托現(xiàn)有水利信息化成果，不斷地應(yīng)用新技術(shù)（航天技術(shù)、量子通信、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等）進(jìn)行水利信息化建設(shè)，推動(dòng)了信息化與水利現(xiàn)代化的深度融合與創(chuàng)新發(fā)展，有力支撐和推動(dòng)了水治理和水管理能力現(xiàn)代化進(jìn)程。水利管理部門應(yīng)不斷提升水利科技智能化建設(shè)和管理水平，普遍應(yīng)用現(xiàn)代通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)，開發(fā)與水有關(guān)的信息資源，直接為水資源的開發(fā)利用、水資源的配置與使用、水環(huán)境保護(hù)與治理等管理決策服務(wù)，提高水利行業(yè)的科學(xué)管理水平■
（作者單位：淮河水利委員會(huì)通信總站 233001）
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