AI時(shí)代來臨！看人工智能如何賦能水文監(jiān)測

“AR智能監(jiān)測項(xiàng)目”深度融合監(jiān)控視頻、報(bào)警信息等數(shù)據(jù)資源，通過全方位采集監(jiān)測數(shù)據(jù)，多維度整體梳理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測水位，自動獲取系統(tǒng)輸出的對比信息和報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)對水庫、河流、閘站、堤壩等視頻監(jiān)控資源的統(tǒng)一管理與應(yīng)用，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測自然河流、人工運(yùn)河、景觀河道等實(shí)時(shí)水文狀況，為保障河道的安全用水和安全度汛提供了準(zhǔn)確、及時(shí)的現(xiàn)場信息，為洪澇災(zāi)害預(yù)警提供有力支撐。

沭陽水文監(jiān)測中心專門構(gòu)建了“中心集中遠(yuǎn)程監(jiān)控，測站現(xiàn)場無人值守”管理模式，利用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新一代信息技術(shù)，對河流進(jìn)行遠(yuǎn)程感知、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、智能分析和泛在服務(wù)，為水文觀測、流量測驗(yàn)、安全管理等水文智慧服務(wù)提供現(xiàn)代化技術(shù)支撐。

浙江：視頻水位計(jì)讓測量更加直觀高效

“每天清晨，我們走進(jìn)辦公室的第一件事就是打開電腦，查看錢塘江水位、雨量、流速流量等各項(xiàng)水情雨情數(shù)據(jù)，確保安全平穩(wěn)度汛。如果乘坐測船給錢塘江測流，跨江來回約40分鐘，現(xiàn)在則可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)實(shí)時(shí)‘把脈’，更加便捷高效。”

視頻水位計(jì)是將人工智能技術(shù)集成到前端高清攝像機(jī)中，通過前端設(shè)備直接獲取水尺視頻或圖片，結(jié)合人工智能圖像識別技術(shù)獲取到水位數(shù)據(jù)，再利用通信技術(shù)傳輸水位數(shù)據(jù)、水尺圖片及視頻圖像。最終水文站觀測人員只需在辦公室將視頻水位計(jì)識別到的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行比測，即可實(shí)現(xiàn)水文測站無人值守。與傳統(tǒng)水位測量相比，視頻水位計(jì)更加直觀、高效且建設(shè)成本低。

2021年以來，浙江省水文管理中心積極推進(jìn)現(xiàn)代化數(shù)字水文測站建設(shè)，成立水文人工智能應(yīng)用聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，通過大數(shù)據(jù)計(jì)算進(jìn)行單站預(yù)報(bào)。人工智能圖像識別技術(shù)可實(shí)現(xiàn)三維數(shù)字駕駛艙、AR雨量場、自動巡檢及資產(chǎn)管理等水文專屬應(yīng)用。同時(shí)，經(jīng)過不斷探索嘗試，成功研發(fā)視頻水位計(jì)，使水位識別技術(shù)在性能、準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性上有了極大提升。

青海：高寒缺氧地的智慧測站

“很多原本需要我們?nèi)斯y量的數(shù)據(jù)都能通過這些設(shè)備更精確、及時(shí)地記錄下來，我們坐在電腦前就能對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，這對我們水文人來說不僅是人力得到緩解，也能讓我們對現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行更深層次的利用。”

進(jìn)入坐落在平均海拔3600米，距通天河河口6公里的直門達(dá)水文站，院子右側(cè)的一處氣象觀測場格外引人注目，溫濕度自動監(jiān)測儀、水面遙測蒸發(fā)器、翻斗式自記雨量計(jì)……各式自動化監(jiān)測設(shè)備整齊安置。

經(jīng)過多年建設(shè)，直門達(dá)水文站已經(jīng)成為青海省自動化程度最高、監(jiān)測項(xiàng)目最全、實(shí)驗(yàn)條件最好的測站。一改往年水文職工需要在滴水成冰的天氣中，手持鋼釬打穿冰層，形成10個(gè)以上測流冰孔，一次測流需要四五個(gè)小時(shí)的歷史。

今年，青海省計(jì)劃建設(shè)的囊極巴隴、雜多、尕大灘3個(gè)全自動水文監(jiān)測站，均位于高寒缺氧、條件艱苦的偏遠(yuǎn)地區(qū)。結(jié)合測站地理環(huán)境、測驗(yàn)條件和工作需要，3站均按照“無人值守、自動監(jiān)測，無線傳輸、遠(yuǎn)程控制”的思路進(jìn)行規(guī)劃建設(shè)，通過配置無線遙控雷達(dá)波數(shù)字化測流系統(tǒng)、ADCP測流系統(tǒng)、自動氣象站、自動蒸發(fā)設(shè)備等先進(jìn)設(shè)施設(shè)備，達(dá)到設(shè)站功能和監(jiān)測目標(biāo)。

四川：流域水質(zhì)超標(biāo)溯源最快半小時(shí)

“對于水質(zhì)，可以檢測到河流中總磷、氨氮等污染物的濃度。水文數(shù)據(jù)則能反映河水流速、流量、含沙量、降水等信息。除了這些數(shù)據(jù)，這套系統(tǒng)還囊括了周邊居住小區(qū)、工業(yè)園區(qū)、排污管道等相關(guān)情況，可謂是一個(gè)大腦中樞。”

四川省成都市“基于人工智能的白河流域監(jiān)管”系統(tǒng)是利用水質(zhì)大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和邊緣計(jì)算技術(shù)，結(jié)合速算力學(xué)模型、機(jī)器學(xué)習(xí)算法，實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)超標(biāo)實(shí)時(shí)溯源時(shí)間由傳統(tǒng)的48小時(shí)，縮短至最快半小時(shí)。

系統(tǒng)選取成都雙流區(qū)白河作為試點(diǎn)——在長度18公里的干流范圍，設(shè)置13個(gè)傳感器，全天候24小時(shí)實(shí)時(shí)抓取水質(zhì)水文數(shù)據(jù)，研究范圍約96平方公里的流域。

除此之外，通過數(shù)據(jù)融合、仿真建模，該系統(tǒng)還能夠?qū)α饔蚩赡馨l(fā)生的污染事件做出精準(zhǔn)預(yù)測，將隱患消滅在萌芽階段，進(jìn)一步彌補(bǔ)傳統(tǒng)流域監(jiān)管系統(tǒng)在事件預(yù)測方面的短板，并能為實(shí)施流域治理提供決策依據(jù)。

陜西：AI視頻測流投入試運(yùn)行

陜西西安水文中心大峪水文站AI視頻測流系統(tǒng)日前投入試運(yùn)行，進(jìn)一步支持水文測報(bào)信息化、智能化。

系統(tǒng)由河道水情監(jiān)測儀和智能水利管理平臺構(gòu)成，采用AI智能分析技術(shù)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測水位、流量等水文要素，支持手機(jī)客戶端遠(yuǎn)程訪問，實(shí)現(xiàn)“有人監(jiān)管、無人值守”。相比傳統(tǒng)測流方式，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)視頻實(shí)時(shí)預(yù)覽、歷史數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)對比、站點(diǎn)信息、報(bào)警管理、地圖定位等功能，具有易于布設(shè)、測量高效、多要素監(jiān)測、全天候低成本、施測安全等特點(diǎn)。