收稿日期:2023-12-10
作者簡介:陳麗(1988—),女,甘肅天祝人,工程師,主要從事河湖管理工作。
摘 要:隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,新技術(shù)不斷涌現(xiàn),傳統(tǒng)手段已無法適應新世紀水利發(fā)展的需求。以甘肅省天??h為例,分析了河流湖庫立體化防控巡查、智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)建設(shè)項目的建設(shè)原則和實施后的效益。
關(guān)鍵詞:河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)項目;項目背景;建設(shè)任務(wù);建設(shè)原則;效益分析
中圖分類號:TV221 文獻標志碼:B文章編號:2095–3305(2024)03–0-03
水利業(yè)務(wù)應用和水利信息化保障環(huán)境組成的水利信息化綜合體系,在改造傳統(tǒng)水利、發(fā)展民生水利、提高水利管理服務(wù)水平、保障國家水安全等方面發(fā)揮了重要支撐和保障作用。目前,利用現(xiàn)代化信息技術(shù)治水興水工作進入了一個新的階段[1]。
自全面推行河湖長制以來,天??h按照“縣上抓河湖、鄉(xiāng)鎮(zhèn)盯溪流、全民護綠水”的要求,以河湖“清四亂”為抓手,深入開展水資源保護、水域岸線管控、河道采砂管理等重點工作,總結(jié)提煉出天祝縣河湖治理“3895”模式,提出地圖、臺賬、望遠鏡“巡河三件寶”,創(chuàng)新完善“河湖長+警長+檢察長+校長+村主任+河長”1+5聯(lián)動機制,設(shè)立美麗天祝護水日,河湖“四亂”問題得到了根本性解決,河湖岸線得到了進一步清潔。同時,水資源保護利用科學有效,水污染防治成效顯著,水行政執(zhí)法監(jiān)管趨于常態(tài)化,河湖水生態(tài)環(huán)境持續(xù)向好,群眾滿意度、幸福度和獲得感大幅度提升,主要河流年徑流量明顯上升,河道行洪安全得到有力保證;金強河、大通河水質(zhì)達到Ⅱ類標準,其余地表水監(jiān)測斷面的水質(zhì)達標率100%,石門水庫、鞍子山水庫等8座水庫水質(zhì)均達到Ⅱ類標準,呈現(xiàn)出碧水如圍、白鷺“巡河”的生動景象,加大河湖岸線造林綠化力度,繪就了綠水青山的美麗畫卷,境內(nèi)河流湖庫生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復,環(huán)境質(zhì)量不斷改善[2]。
然而,其境內(nèi)河流湖庫生態(tài)系統(tǒng)仍與國家、省、市各級政府全面推行的河湖長制工作方案的要求有一定差距,河湖問題仍然突出,需要不斷強化河湖監(jiān)管措施和手段,提升河湖監(jiān)管水平。
1 項目區(qū)基本情況
天??h位于甘肅省中部、武威市南部、祁連山東部,青藏、內(nèi)蒙古、黃土三大高原交會處,是石羊河流域的源頭和黃河一級支流的發(fā)源區(qū),分屬黃河和石羊河兩大流域,全縣水資源總量12.91億m3,過境水資源量38.74億m3,縣內(nèi)有大通河、金強河、黃羊河等河流及其支流共93條河流,有石門、鞍子山、二道墩等9座水庫。
目前,天??h水庫均建有視頻監(jiān)控系統(tǒng),但建設(shè)程度各不相同,采用的平臺、前端設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)均有不同程度的差異,整體水平與面臨的形勢和任務(wù)相比,仍存在一些薄弱環(huán)節(jié),主要體現(xiàn)在以下4個方面。(1)早期建設(shè)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)落后,部分前端設(shè)備采用模擬攝像機,分辨率低;(2)視頻監(jiān)控系統(tǒng)使用時間長,部分設(shè)備已經(jīng)無法正常使用;(3)早期建設(shè)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控區(qū)域涉及面窄,河道、重點工程等區(qū)域沒有覆蓋;(4)視頻圖像只能在電腦端查看,無法在移動終端上查閱,實時性和便利性不足。
2 項目建設(shè)的需求
天??h已有的水庫監(jiān)控在系統(tǒng)平臺性能需求方面比較薄弱,而天??h水利工程項目較多,尤其是涉及民生的水利項目多,都需要借助實時視頻監(jiān)控基礎(chǔ)平臺,利用實時視頻信息化手段,實施視頻監(jiān)控、遠程巡查、移動執(zhí)法匯聚等功能,加強對問題突出、威脅飲水安全的排污口實施綜合整治,對重點排污口的實時多層級監(jiān)管,最大程度地減免工程實施不規(guī)范、生產(chǎn)安全事故等問題發(fā)生。
天祝縣河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)中心平臺的性能主要是系統(tǒng)在執(zhí)行過程中的速度、兼容性、可使用性、響應時間、各種硬件、軟件功能的恢復時間、吞吐能力、精度、頻率等。為解決當前監(jiān)控視頻前端存儲和本地存儲的問題,需要將分散的監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)進行集中存儲、統(tǒng)一監(jiān)管。同時,需要結(jié)合當前分布式存儲系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和性能優(yōu)勢,建設(shè)一種集中管理的分布式視頻數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。
天祝縣河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)建設(shè)項目支持大容量、多攝像頭的并發(fā)接入和存儲,可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)不間斷的實時擴容和監(jiān)控視頻的安全可靠,充分保證監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)的可用性,發(fā)揮視頻監(jiān)控在問題調(diào)查、責任監(jiān)管以及歷史數(shù)據(jù)分析中的作用。
3 項目建設(shè)的任務(wù)
天祝縣河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)建設(shè)項目涉及天??h金強河流域與石門河流域,項目建設(shè)后可實現(xiàn)天祝縣水資源、水生態(tài)、水環(huán)境、水安全、水工程的實時在線監(jiān)控和智能分析,提升水利行業(yè)監(jiān)管、安全生產(chǎn)、應急處置、指揮決策能力和水平。
天??h河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)建設(shè)項目的主要建設(shè)內(nèi)容為前端視頻圖像采集系統(tǒng)及供電傳輸系統(tǒng)、水利智能可視化監(jiān)管平臺及監(jiān)管中心機房、高空監(jiān)管子系統(tǒng)及其他配套設(shè)備。
前端根據(jù)點位情況不同,攝像機功能不同,建議采用不同的設(shè)備安裝:華藏大橋、交通大橋、華秀大橋、新建大橋使用河道垃圾、漂浮物智能檢測攝像機;安遠路橋、周家窯橋、干沙溝橋、下廟兒溝橋、下河東橋、張福剛沙場過水面、安門渠首、石門水泥廠大橋、碳化硅廠區(qū)使用全彩警戒球機;金強驛過水面、抓喜鄉(xiāng)政府大橋、馬營橋、紅疙瘩村橋、石家溝橋、上河灣橋、 石門寺橋、石門大橋使用全彩球機。
后端主要為:(1)水利智能可視化監(jiān)管平臺及監(jiān)管中心機房,主要建設(shè)河道漂浮物智能監(jiān)測識別預警分析系統(tǒng)、視頻監(jiān)控可視化管控子系統(tǒng)、垃圾檢測智能算法分析子系統(tǒng),移動終端APP和存儲設(shè)備、服務(wù)器、電視墻及其他配套設(shè)備。主要涉及平臺服務(wù)、應用終端、管理功能、視頻基礎(chǔ)應用、電子地圖應用、水利業(yè)務(wù)智能應用開發(fā),以及基于視頻融合、智能分析技術(shù)上的移動終端和其他系統(tǒng)功能[3]。
(2)高空監(jiān)管子系統(tǒng)主要建設(shè)無人機應用子系統(tǒng),包括數(shù)據(jù)加工軟件、信息發(fā)布和管理軟件、應急指揮調(diào)度、水情監(jiān)測預警、巡堤查險、河道平時巡查、水污染防治監(jiān)察、河湖水域岸線管理保護、定點巡查、取證拍攝等子系統(tǒng),并配備監(jiān)測無人機。
(3)網(wǎng)絡(luò)與安全系統(tǒng)建設(shè)主要進行監(jiān)測視頻專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè),安全系統(tǒng)主要部署下一代防火墻、日志審計、數(shù)據(jù)備份、運維審計、數(shù)據(jù)庫審計等其他網(wǎng)絡(luò)與安全軟件產(chǎn)品。
4 項目建設(shè)的原則
天祝縣河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)的建設(shè)總體設(shè)計應該遵循以下6個原則。
4.1 建設(shè)海量視頻流服務(wù)系統(tǒng)
天??h河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)支持視頻諸多基礎(chǔ)能力,能夠匯聚海量視頻數(shù)據(jù),支持快速擴展;能夠支撐監(jiān)控、應急等多類型業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)調(diào)用,能夠滿足第三方應用在移動、PC端、大屏幕墻等多終端運用的需求。
4.2 統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、整合資源、共享信息
天??h河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)的建設(shè),需對已建的視頻監(jiān)控資源按統(tǒng)一標準進行有效整合,對有安全管理需要的水利安全設(shè)施統(tǒng)一規(guī)劃新建,各級監(jiān)控中心與同級政府、其他行業(yè)管理部門按標準共享監(jiān)控資源,實現(xiàn)視頻資源最大程度地開發(fā)利用和共享。為解決當前監(jiān)控視頻前端存儲和本地存儲的問題,需要將分散的監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)進行集中存儲、統(tǒng)一納管。結(jié)合當前分布式存儲系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和性能優(yōu)勢,需要建設(shè)一種集中管理的分布式視頻數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。
天??h河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)建設(shè)項目支持大容量、多攝像頭的并發(fā)接入和存儲,考慮今后視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展,該項目滿足業(yè)務(wù)不間斷的實時擴容和監(jiān)控視頻的安全可靠,充分保證監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)的可用性,發(fā)揮視頻監(jiān)控在問題調(diào)查、責任監(jiān)管及歷史數(shù)據(jù)分析中的作用。
4.3 整合已建、統(tǒng)籌在建、規(guī)范新建
按照《水利信息化資源整合共享頂層設(shè)計》的要求,對本縣區(qū)的數(shù)據(jù)資源、業(yè)務(wù)應用、基礎(chǔ)設(shè)施、安全體系和支撐保障條件進行梳理,全面規(guī)劃水利信息化資源配置,抓緊完善本地區(qū)《水利信息化資源整合共享初步設(shè)計》,并遵循“整合已建、統(tǒng)籌在建、規(guī)范新建”的原則,協(xié)同推進水利信息化建設(shè)與管理工作,形成水利業(yè)務(wù)與水利信息化良性互動的發(fā)展局面。
4.4 先聯(lián)通、后提高
為了保證系統(tǒng)的順利使用,本系統(tǒng)的建設(shè)需兼容已建前端監(jiān)控設(shè)備、已建監(jiān)控平臺及運營商視頻監(jiān)控平臺,還需兼容移動終端手機平板、無人機和單兵設(shè)備的視頻視圖接入。
4.5 先進性、智能原則
天??h河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)的智能性應與時俱進,緊隨時代的發(fā)展技術(shù)的進步,應及時引進新技術(shù)服務(wù)于本系統(tǒng)。
4.6 可靠性、實時性、安全性、實用性、可維護性
天??h河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)在應用平臺的基礎(chǔ)上,開發(fā)了一款智能、方便、實用的移動APP,為水利行業(yè)領(lǐng)導、管理人員提供了方便。該APP的界面可操作性強、界面友好、易于使用,且具有高效的前端監(jiān)控視頻查看功能,工作人員可以及時接收報警信息推送,獲取正在或可能發(fā)生的水利安全事件的相關(guān)信息,從而提高水利工程安全,保障人民生命財產(chǎn)安全。通過安全隔離、信息加密等技術(shù),智能移動APP的應用不會影響整個監(jiān)控系統(tǒng)的安全,還能夠全面分析現(xiàn)有條件與未來需求,充分考慮了當前功能要求與整體人員技術(shù)素質(zhì)。
此外,天??h河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)不會出現(xiàn)因某個設(shè)備發(fā)生故障而造成整個監(jiān)控系統(tǒng)無法使用的現(xiàn)象,系統(tǒng)的接入不會影響現(xiàn)有通信設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的正常工作,且系統(tǒng)能正確反映監(jiān)控內(nèi)容的實際情況,系統(tǒng)的運行和平均故障修復時間完全符合設(shè)計要求。
5 項目的效益分析
5.1 社會效益
天??h河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)提升了水利安全管理水平,加快了水利現(xiàn)代化進程,有利于促進水利改革與發(fā)展。
(1)天??h河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)提升了水利管理水平。天??h水利工作點多面廣,傳統(tǒng)的管理方法已不能適應現(xiàn)代水利發(fā)展的需求。天祝縣河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)建設(shè)項目的建設(shè),將加快水利行業(yè)各類信息數(shù)據(jù)的采集和傳輸速度,提高水利工作各領(lǐng)域間信息數(shù)據(jù)的準確性,從而提升水利事業(yè)的管理水平。
(2)加快水利現(xiàn)代化進程,促進水利改革與發(fā)展。水利現(xiàn)代化的基礎(chǔ)和重要標志是水利信息化,水利信息化就是要廣泛地利用現(xiàn)代科學技術(shù),實現(xiàn)水利信息數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲、管理準確性和智能化,全面提升水利行業(yè)各項事業(yè)的效率和效能。天??h河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)能有效解決水利信息資源不足和資源共享困難等突出問題,提高防汛防旱減災、水資源優(yōu)化配置、水利工程建設(shè)管理、水土保持與監(jiān)測、農(nóng)村水利水電和水利政務(wù)及水利安全等水利業(yè)務(wù)管理的現(xiàn)代化水平[4]。
(3) 提高水行政效率和技能,支撐水管理安全保障能力。天??h河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)的實施,有利于實現(xiàn)信息資源的整合、共享、交換與發(fā)布,加強和促進各單位之間的信息共享和交流,有效提高行政工作效率和效能,更好地為社會公眾提供優(yōu)質(zhì)的水利業(yè)務(wù)與政務(wù)服務(wù),提高其公眾服務(wù)能力。
(4)提升水管理支撐安全保障能力,保障生態(tài)文明。天祝縣河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)涵蓋水資源管理、水質(zhì)監(jiān)測、水環(huán)境監(jiān)測和評價、水土保持監(jiān)測與管理、取水管理、水利工程建設(shè)管理、水行政監(jiān)察與執(zhí)法、決策指揮調(diào)度、水利政務(wù)管理與服務(wù)等,涉及雨情、旱情、工情、災情等信息采集、水利工程視頻監(jiān)控、通訊、自動化控制等方面的信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),對信息化資源進行有效利用、整合與共享。規(guī)劃實施后,將為實現(xiàn)天??h水利管理從粗放式向精細化管理、各業(yè)務(wù)從分散向集中管理轉(zhuǎn)變提供堅實可靠的信息化支撐,為生態(tài)文明水利發(fā)展提供強有力的支撐[5-6]。
5.2 經(jīng)濟效益
(1)全盤統(tǒng)籌規(guī)劃,有效減少和避免重復建設(shè)。天祝縣河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)可以將信息化建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施、業(yè)務(wù)應用和保障環(huán)境納入一個體系進行通盤考慮,并進行統(tǒng)籌安排與規(guī)劃,減少和避免重復建設(shè),大幅減少國家和地方投資。
(2)強化資源整合共享,充分發(fā)揮整體效益。天祝縣河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)可以實現(xiàn)水利行業(yè)內(nèi)部及社會相關(guān)部門間的信息進行交換和共享,有利于促進信息交換、共享和業(yè)工作效能最大化,有效地消除信息“孤島”。
(3)加強應急響應與決策能力,最大限度地降低災害損失。天??h河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)項目的實施,可以以信息化手段提高水利綜合管理水平,加強對基礎(chǔ)水利工程的監(jiān)測與安全管理,使防災減災、水污染防治、水環(huán)境保護等水事件的預見期逐漸向前延伸。同時,該項目的實施有利于提高預測預報的準確性、時效性和可靠性,增強工作人員應急響應和指揮決策能力,并且可以最大限度地降低洪澇、干旱、水污染、水土流失等造成的損失。
5.3 生態(tài)效益
天??h河流湖庫立體化防控巡查及智能監(jiān)測預警分析系統(tǒng)屬于非工程性措施,不會造成植被的破壞和新的水土流失,也不會對生態(tài)環(huán)境造成不良影響。項目建成投入運行后,無任何污染物排放,不會影響建設(shè)范圍內(nèi)的大氣、水體和土壤。通過本項目的實施,將為提高水資源開發(fā)利用與水環(huán)境保護能力、改善水生態(tài)環(huán)境,保障水安全等工作提供有力的信息技術(shù)支撐。
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