文/袁園

水利信息化是利用科技含量較高的智能化手段，充分開發(fā)與利用水資源，實現(xiàn)水利資源信息的科學管理。將物聯(lián)網(wǎng)技術應用于水利信息化，可以顯著提升水利建設事業(yè)的價值，為經濟的快速發(fā)展提供更加全面的水利信息服務。水利信息化可以提高信息采集、傳輸?shù)臅r效性和自動化水平，是水利現(xiàn)代化的基礎和重要標志。為適應國家信息化建設、信息技術發(fā)展趨勢、流域和區(qū)域管理的要求，大力推進水利信息化的進程，全面提高水利工作科技含量，是保障水利與國民經濟發(fā)展相適應的必然選擇。水利信息化的目的是提高水利為國民經濟和社會發(fā)展提供服務的水平與能力。

1 國內外現(xiàn)狀

1.1 國內外發(fā)展——國外情況

在國外水利信息化的發(fā)展已經很成熟，最典型的幾個智慧水利系統(tǒng)如下：

1.1.1 美國國家智慧水網(wǎng)

IBM公司將智慧水網(wǎng)作為“智能地球” 重要組成，并為提出了三個關鍵詞：自動化、交互性、智能化。智慧水網(wǎng)可精密感知水網(wǎng)狀態(tài)，實現(xiàn)氣象、市政等多部門信息的應用，并將感知、通信、控制及調度系統(tǒng)集成，傳感器和儀表可實時偵測到儲存水量和管道水量，并通過調度系統(tǒng)的優(yōu)化配置引導管道水流路徑。

1.1.2 美國德州蒸散發(fā)網(wǎng)絡

該項目是美國德克薩斯州灌溉技術中心的一個項目，提供天氣數(shù)據(jù)、當前和平均蒸散發(fā)數(shù)據(jù)，收集網(wǎng)絡信息，并提供面向公眾的服務系統(tǒng)，為用戶提供灌溉建議，系統(tǒng)可根據(jù)作物生長情況、土壤墑情及當前蒸散發(fā)值等自動灌溉

1.2 國內外發(fā)展——國內情況

中國重點水利項目已進入建設高峰期，水利信息化需求不斷增加，水利行業(yè)中的特定領域，例如水資源管理、防洪減災等領域，對于監(jiān)控精度的準確性、及時性要求越來越高。

（1）無錫市感知太湖智慧水利試點。主要是針對太湖水域保護建立的一套集藍藻湖泛、智能感知、打撈車船智能調度和信息綜合管理于一體的智慧水利物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。系統(tǒng)由藍藻湖泛傳感器、實時傳輸無線網(wǎng)絡節(jié)點設備、打撈和智能終端等新型設備組成。

（2）無錫市感知太湖智慧水利試點。

（3）浙江臺州“智慧水務”試點。

2 發(fā)展趨勢

2.1 水利投資規(guī)模持續(xù)增長

中國產業(yè)信息研究網(wǎng)發(fā)布《2018-2023年中國水利信息化行業(yè)市場深度調研與投資戰(zhàn)略分析報告》數(shù)據(jù)顯示：截至2018年2月28日，2018年已累計安排中央水利建設投資計劃2248.0億元，其中中央投資1432.7億元，包括中央預算內水利投資815.3億元、中央財政水利發(fā)展資金617.4億元。截止2017年，我國“十三五”期間重點水利計劃工程達172個。在重點工程建設上，172項節(jié)水供水重大水利工程項目加快推進，已累計開工119項，水利基礎設施骨干網(wǎng)絡不斷健全。

2.2 新技術發(fā)展提升水利信息化水平

NB-IOT技術在水利行業(yè)的應用現(xiàn)狀可概括為以下三個方面。

（1）專業(yè)傳感器技術得到了良好應用。水利行業(yè)的戶外作業(yè)繁多，而且對安全性與可靠性的要求高，運用自動傳感技術能克服人工操作的弊端，有效降低信息數(shù)據(jù)的采集與傳輸誤差。

（2）傳感系統(tǒng)網(wǎng)絡已初具規(guī)模。物聯(lián)網(wǎng)技術已經應用于水文水質、防洪抗旱、灌溉等諸多方面，現(xiàn)階段，在全國范圍內建立了實時水利信息局域網(wǎng)，有利于完成準確的水文預報，還有利于其他管理項目的順利進行。

（3）傳感網(wǎng)絡產業(yè)鏈已經形成，主要包括傳感器、二次采集設備、中央監(jiān)控設備等，為水利行業(yè)的快速發(fā)展注入了源源不斷的動力。

2.3 水利信息化需求加大

《水利改革發(fā)展“十三五”規(guī)劃》指出要推進水利信息化建設。結合網(wǎng)絡強國戰(zhàn)略、“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃、國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略等，全面提升水利信息化水平，以水利信息化帶動水利現(xiàn)代化。大力推進水利信息化資源整合與共享，建立國家水信息基礎平臺，提升水利信息的社會服務水平。

3 可行性分析

3.1 NB-IOT技術的特點

NB-IOT技術屬于LPWA技術的一種，它具備強覆蓋、低成本、小功耗、大連接這四個關鍵特點。NB-IOT的基站是基于物聯(lián)網(wǎng)的模式進行設計的。它的話務模型是終端很多，但是每個終端發(fā)送的包小，發(fā)送包對時延的要求不敏感?；贜B-IOT，基于對業(yè)務時延不敏感，可以設計更多的用戶接入，保存更多的用戶上下文，一旦有數(shù)據(jù)發(fā)送，可以迅速進入激活態(tài)。NB-IOT因為基于窄帶，帶寬越小，在同樣的資源情況下，資源的利用率會更高。

3.2 NB-IOT技術的架構

智慧水利系統(tǒng)的水利智能監(jiān)控平臺按照物聯(lián)網(wǎng)的架構分為傳感層、網(wǎng)絡層、業(yè)務層，通過集成平臺進行業(yè)務和數(shù)據(jù)的融合，并通過標準的控制指令進行設備進行控制，實現(xiàn)水利的智能監(jiān)控。

NB-IOT技術利用運營商的網(wǎng)絡組織物聯(lián)網(wǎng)，將水務業(yè)務數(shù)據(jù)采集后直接上傳到云端，實現(xiàn)整個城市一張網(wǎng)，進行大數(shù)據(jù)分析、維護與管理，建設智慧水利系統(tǒng)。

4 結語

NB-IOT技術在水利信息化中的應用主要以解決信息不全和共享困難為設計思路，利用無線網(wǎng)絡傳感器、云計算、3S、3G等技術實現(xiàn)水利信息的及時獲取與科學管理，進而在全國范圍內建立完善系統(tǒng)的水利資源信息數(shù)據(jù)庫，促進我國水利行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。基于該數(shù)據(jù)庫，工作人員可以建立一個抗旱防洪、水質檢測、多項數(shù)據(jù)監(jiān)測管理、水利工程監(jiān)管、水利信息共享的網(wǎng)絡平臺，讓政府、企業(yè)與群眾一起參與水利事業(yè)建設，實現(xiàn)水利系統(tǒng)的智能化管理，提高水資源利用率，解決多項與水有關的環(huán)境問題。