羅偉泰

摘 ? 要：現(xiàn)代化的智慧化水利在經(jīng)歷過數(shù)字化、智能化時代后正邁向智慧化時代，在這個過程中，云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、微波通信及5G等先進技術的運用不可缺少。大容量，低延遲的網(wǎng)絡傳輸將成為現(xiàn)實，利用網(wǎng)絡，自動化，打造基于5G技術下“現(xiàn)代版大禹”治水工具，通過設計“頂設、一云、二網(wǎng)、四平臺”建設，實現(xiàn)“看水一張網(wǎng)、治水一張圖、管水一平臺、興水一盤棋”的智慧水利目標。建立打造“現(xiàn)代版大禹”治水工具，智慧運維平臺，提出運維決策預案，調(diào)度運維物資備件人員等以指導支持運維工作的開展，實現(xiàn)運維工作的智能化運作。

關鍵詞：5G技術 ?物聯(lián)網(wǎng)智慧水利 ?治水工具 ?發(fā)展路徑

中圖分類號：G635 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）06（b）-0033-02

5G時代的到來，相對于前幾年的網(wǎng)絡3G，4G，截至目前，5G大容量，低延遲的網(wǎng)絡傳輸將成為現(xiàn)實。人類將進入一切的物聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)網(wǎng)時代，那么打造“現(xiàn)代版大禹”治水工具應該具采用什么樣技術去解決，如何才能合理有效地保護和綜合利用水資源，實現(xiàn)智能水利，這是本文的思路和研究方向。

1 ?“智慧水利與“現(xiàn)代版大禹”治水工具”技術應用思考

“現(xiàn)代版大禹”治水工具是在水利信息化的基礎上高度整合水利信息資源并加以開發(fā)利用，通過5G技術物聯(lián)網(wǎng)技術、無線寬帶、云計算等新興技術與水利信息系統(tǒng)的結合，實現(xiàn)水利信息共享和智能管理，有效提升水利工程運用和管理的效率和效能[1]?！爸腔鬯笔峭ㄟ^各種信息感測設備，測量雨量、水位、水量、水質(zhì)等水利要素，通過無線終端設備和互聯(lián)網(wǎng)進行信息傳遞，以實現(xiàn)信息智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控、計算、管理、模擬、預測和管理。通過構建“現(xiàn)代版大禹”治水工具：感知體系+數(shù)據(jù)中心+應用服務+網(wǎng)絡安全+環(huán)境保障的智慧水利的框架，則涵蓋了水文、水質(zhì)、水資源、供水、排水、防汛防澇等方面，實現(xiàn)“看水一張網(wǎng)、治水一張圖、管水一平臺、興水一盤棋”的智慧水利目標?！艾F(xiàn)代版大禹”治水工具組成的智慧水利應該是一個技術或工具的集合體。

1.1 5G+云計算+大數(shù)據(jù)

云計算一般是一種動態(tài)方法來提供云計算方法，其提供通過本地計算機跨大量分布式計算機的動態(tài)的，可擴展的，并計算分布。智慧水利將連接、計算、存儲和應用產(chǎn)業(yè)鏈的所有環(huán)節(jié)。水利單位可以實現(xiàn)的傳統(tǒng)的結構化數(shù)據(jù)管理模式化和非結構化數(shù)據(jù)的管理模式的有機結合來實現(xiàn)大數(shù)據(jù)和新知識發(fā)現(xiàn)的有效和深入的分析。這將帶來的大數(shù)據(jù)行業(yè)的繁榮。大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為水利用戶，數(shù)據(jù)資產(chǎn)和專業(yè)的數(shù)據(jù)處理能力的重要資產(chǎn)。

1.2 5G+物聯(lián)網(wǎng)技術

物聯(lián)網(wǎng)技術的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換，以實現(xiàn)智能化識別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡技術[2]?！拔锫?lián)網(wǎng)技術”的核心和基礎仍然是“互聯(lián)網(wǎng)技術”，而5G技術帶來的大容量、低時延的網(wǎng)絡傳輸將變?yōu)楝F(xiàn)實。

1.3 5G+移動互聯(lián)網(wǎng)技術+移動終端技術

水利行業(yè)可以利用移動互聯(lián)網(wǎng)技術，以提醒可能發(fā)生的水災、旱災、雨量充沛、水源條件，水質(zhì)等的用戶，可直接通過微博、APP、QQ、微信網(wǎng)站和智能手機等雙向通信，并把相應的信息發(fā)送給用戶，它指的是可以在移動設備上使用的計算機設備。移動智能終端幾乎已成為互聯(lián)網(wǎng)電子商務，新媒體，電子商務和信息服務平臺以及互聯(lián)網(wǎng)的重要門戶和重要創(chuàng)新平臺。

1.4 5G+BIM+3D技術

通過BIM和3D技術的應用，項目數(shù)字信息在整個施工管理中，可以解決信息溝通和協(xié)調(diào)的問題，并為建筑、建設和運營單位等建設參與者共同努力的基礎上運行。

1.5 5G+實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

今天，當技術這么發(fā)達，在自然災害面前，我們能做的是通過先進的技術，準確的預警系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，以控制時間的天氣，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)安排人員，避免因突發(fā)生產(chǎn)和生命災難造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失。

1.6 5G+GIS地理信息技術

又稱為“地學信息系統(tǒng)”或“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”。它是在計算機硬件、軟件系統(tǒng)支持下，對水利信息數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述[3]。

1.7 5G+VR+AI

虛擬現(xiàn)實技術依靠虛擬現(xiàn)實技術和人工智能，將真實場景顯示在顯示器前面，實現(xiàn)水利工程管理單元的信息化，智能化，可視化和集成。應用前景非常廣闊。從傳統(tǒng)水利到現(xiàn)代水利，要利用水利設計的人工智能系統(tǒng)進行自學，推理，判斷和適應性?？紤]水問題的特征（自然社會周期，空間和時間分布，定性和定量整合，結構和非結構化過程，和業(yè)務通常是動態(tài)變化的過程中），最聰明的“智能水利”的目標應該能夠快速響應“適應性”。達爾文說：能夠生存下來的物種不是最強壯的，也不是最聰明的，但是能夠對[5]的變化做出快速反應。智能水利需要快速響應服務，“智能水利”必須以人為本。

2 ?“現(xiàn)代版大禹”治水工具打造智慧水利的設計

“智能水利”的思潮，傳統(tǒng)水利壁壘被打破，和水利行業(yè)的概念逐漸轉變和升級，從“光強調(diào)建設和管理”到現(xiàn)在的“重點建設和管理”的現(xiàn)代水利的方向。如何實現(xiàn)水利產(chǎn)業(yè)轉型升級的新突破，已成為水利產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重中之重。

5G不僅將帶來更快的互聯(lián)網(wǎng)速度，還意味著更可靠的低延遲大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)。其本質(zhì)是更廣泛、更快、更強大的基于無線傳感器的信息技術，指向更高效、更及時地使用資源。根據(jù)技術的發(fā)展趨勢，智能將進入一個新的階段。在其他行業(yè)，的實現(xiàn)路徑中，存在著由下游到上游、自外圍到核心逐步發(fā)展的規(guī)律。“現(xiàn)代版大禹”治水工具打造智慧水利的設計可以沿著下述路徑進行探索。

2.1 “現(xiàn)代版大禹”治水工具系統(tǒng)總體設計

自動信息收集和監(jiān)控設備對降雨量、水位、水量、水質(zhì)和其他信息，通過無線網(wǎng)絡傳輸和收集網(wǎng)絡和有線網(wǎng)絡的實時收集，。提供各種業(yè)務管理，如防洪抗旱、水資源城市供水信息，監(jiān)控和管理。因此，我們建立了系統(tǒng)的總體框架，包括信息采集與傳輸系統(tǒng)，完備設施，資源層，應用支撐層，應用層，支持智能水利建設。

2.2 “現(xiàn)代版大禹”治水工具應該具備特性

根據(jù)各種固定或移動采集裝置的設計，收集水，水，流量，降雨量，電網(wǎng)，水質(zhì)，工作條件等信息需求，傳輸可提供專線，專用無線網(wǎng)絡，公共網(wǎng)絡接入等 解決方案。在水應用中，5G傳輸網(wǎng)絡用于實現(xiàn)高效，經(jīng)濟和視覺上集成的信號傳輸。例如，利用云技術和地理信息系統(tǒng)，建立移動信息服務系統(tǒng)（GIS）技術，全球定位系統(tǒng)（GPS）技術，移動互聯(lián)網(wǎng)技術，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)等系統(tǒng)和技術支持。

使用移動互聯(lián)網(wǎng)終端和5G網(wǎng)絡實時傳輸與水有關的高清專題地圖，高精度圖片，實時視頻監(jiān)控等。所有信息集成在水行業(yè)，包括水利，山洪預警，視頻會議和液壓工程視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用平臺，為客戶提供及時，科學，便捷的信息決策智能辦公，災害預警，應急救援和水利工程管理實現(xiàn)防汛信息，現(xiàn)場檢查，檢查報告問題，查詢統(tǒng)計，檢查記錄，實時呼叫等功能，并提供基層防汛工作?；?G技術下“現(xiàn)代版大禹”治水工具時，最終實現(xiàn)用“聰明和智能調(diào)度”大型水的目標資源數(shù)據(jù)和水利的智能化管理。

2.3 智慧水利和水環(huán)境

在智能水利方面，省級應做好政府主導的整體規(guī)劃設計，每年安排一定的財政資金，支持智能水利科技研發(fā)，吸引和組織更多，更好的科技力量通過軟件技術研究和開發(fā)參與。建立具有中國特色的智能水利發(fā)展模式。智能水和水環(huán)境治理屬于兩種不同的工作內(nèi)容，并且有兩種不同的發(fā)展模式，在水環(huán)境治理中，必須采取政府+企業(yè)模式，整合土地和其他資源，利用水資源管理創(chuàng)造新的更大價值。

3 ?結語

現(xiàn)代化的智慧化水利在經(jīng)歷過數(shù)字化、智能化時代后正邁向智慧化時代，在這個過程中，云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、微波通信及5G等先進技術的運用不可缺少，基于5G技術下“現(xiàn)代版大禹”治水工具應該作為可以提供領先的“端、管、云”全棧式ICT解決方案，并對智慧水利有著深遠推動效果。

智慧水利的核心因素在于解決物與物以及物與人之間的連接問題，而在業(yè)務需求上則涉及六個方面，分別是：統(tǒng)籌規(guī)劃、全面感知、全網(wǎng)覆蓋、數(shù)據(jù)共享、智慧應用和決策指揮，而為了滿足這六個方面的需求，就離不開高性能及穩(wěn)定的工具，打造基于5G技術下“現(xiàn)代版大禹”治水工具“頂設、一云、二網(wǎng)、四平臺”建設理念，實現(xiàn)水利智慧管理。為智慧水利提供了工具基礎。其建設思路如下。

第一階段：專業(yè)化—監(jiān)控和安裝上的所有相關設備的嵌入式傳感器，物聯(lián)網(wǎng)建設的水性互聯(lián)網(wǎng)，建立打造“現(xiàn)代版大禹”治水工具。

第二階段：信息化——數(shù)據(jù)建庫。

建立各類數(shù)據(jù)庫、流程庫、標準庫、功能庫、物資庫、用戶庫等等相關的數(shù)據(jù)庫，形成綜合數(shù)據(jù)平臺。

第三階段：智能化——智慧運維。

建立打造“現(xiàn)代版大禹”治水工具，智慧運維平臺，提出運維決策預案，調(diào)度運維物資備件人員等以指導支持運維工作的開展，實現(xiàn)運維工作的智能化運作。

因此通過打造基于5G技術下“現(xiàn)代版大禹”治水工具“頂設、一云、二網(wǎng)、四平臺”建設能夠實現(xiàn)“看水一張網(wǎng)、治水一張圖、管水一平臺、興水一盤棋”的智慧水利目標。

參考文獻

[1] 韓強兵.從基層開始，推動“數(shù)字水利”向“智慧水利”轉變[J].信息化建設， 2018（1）：55-57.

[2] 金江軍.物聯(lián)網(wǎng)技術在工業(yè)領域的應用研究[J].信息化建設，2011（12）：32-33.

[3] 地理信息系統(tǒng)在濟南農(nóng)業(yè)信息化中的應用研究[D].山東大學，2007.

[4] 科技部《國家重點研發(fā)計劃重點專項2017年度項目申報指南》[Z].

[5] 陳浩.追隨達爾文的腳印[J].科學世界，2010（4）：95.