水利部明确以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径,全面推进算据、算法、算力建设,加快构建具有预报、预警、预演、预案功能的智慧水利体系。
基本建成支撑“补短板、强监管”的水利信息化应用。
统筹解决水利改革发展新矛盾的智能应用基本建成。
水利智能应用全面迈入新时代,现代化的水治理体系和水治理能力基本实现。
现阶段水利信息化数据还是以人工信息填报、人工查询展示以及人工判断险情为主,缺乏基于人工智能的识别与分析。
水利行业涉及降雨量、蒸发量、水体流速流量、水位、可视化数据等多种感知数据,现阶段感知网络不完善,覆盖面不够,采集数据不够。
当前水利管理信息化系统大多分散建设,造成建设成果“条块分割”“相互封闭”,难以实现信息资源的有效流动和共享。
行业内的水利应用大多还是以数据采集、展示为主,功能单一并且缺乏匹配行业应用逻辑的业务应用。
政策驱动下的存量改造与增量建设并行,形成明确的市场机会。
2020 年水利部提出“十四五”期间小型水库投资 1000 亿(9.4 万座),中央直接投入 125 亿加大维修养护补助力度。2021 年国务院办公厅发文要求切实加强水库除险加固和运行管护,25 年底前完成小型水库除险加固工程建设及雨水情与安全监测设备完善工作。
国家水网工程——大中型灌区续建配套和节水改造。全国大型灌区 451 处,中型灌区 6879 处,小型灌区 1000 万处。“十四五”期间新建 30 处现代化大型灌区,现代化改造大型 124 处、小型 1000 处。
新建 / 提档升级国家基本水文站、大江大河及支流水文站、中小河流洪水易发区水文站。全国 2 万余处,包括国家水文站 3155 座及省 / 地市水文站。“十四五”水文专项信息化改造资金,每个省 2-3 亿,分 5 年建设。
流域防洪、河湖生态建设——河湖管理与河长制,水旱灾害防御建设。2019 年全国共清理整治河湖“四乱”13.4 万个;2021 年底统计全国 50% 中小河流没有监测设施,推测中小河流新增 142 万个点位;2022 年明确 2753 个采砂管理重点河段敏感水域。
以云基础设施(私有云 / 公有云 / 混合云)为底座,覆盖互联网、政务外网、视频专网多网络环境。
雷达、高清摄像头、一体化道闸、人脸门禁、太阳能供电系统等前端设备。
水尺模型、排污口识别、水体颜色模型、流速模型、流量模型,以及倾倒垃圾行为模型库、漂浮物模型库、水位模型库、非法采砂模型库。
AR 实景监测系统、视频监控系统、智能周界系统、车辆出入口监管系统、人员监管系统、运维系统。
数据可视化指挥管理中心:告警事件趋势分析、各场所告警事件数量、告警事件高发场所分析、告警事件数量统计与报表。
覆盖水库、河道、泵房、现代化灌区等多类场景。大范围代替人工巡检工作,降低人工劳动强度;24 小时全方位视频监测,可预警、可追溯,保障现场应用安全。
在重点(危险)河道、水库以及水库机房等场景,部署越界检测、区域入侵检测,一旦有人出现在划定区域,则进行报警联动、抓拍、录像上传至平台。
人员监管:针对水利设施、站点、指挥中心周围人员的出入情况,部署人员识别及门禁设备,实现身份核实和出入记录,一人一档。车辆监管:针对水利设施、站点周围车辆出入,部署车辆卡口设备,记录车牌、颜色等特征信息,一车一档。
提高水利行业智能化水平,辅助决策。
水利遥测终端(RTU)是远程测控单元,具备 RS485、RS232、模拟量、RJ45、DO、DI 等丰富外设接口,既可远程采集传感器数据又可对现场设备远程控制,同时具备协议转换(Modbus RTU 转水利应用协议)以及 4G、北斗等通讯功能。
水利行业大多数场景在偏远地区,属无电无网环境,通过安装太阳能供电系统给设备供电;部分具备市电环境仍会增加供电系统作为备用电源,保证设备运行正常。
智慧水利指挥中心建设,包含 LED / LCD 中心大屏、COB 显示屏、数据可视化、分布式 KVM 系统,实现可视化信息的全景显示、三维场景构建与全要素数据融合,音视频与控制信号网络化打破地域限制。
基于深度学习和传统目标检测算法,提取水尺区域 ROI,检测出水位线的坐标,通过已知关键点的坐标和水尺规格及样式的关联,拟合出水尺读数,并结合水尺高程计算出水位值。常见应用场景:河道、水库、港口。
通过对排污口的视频图像进行分析,结合水质监测结果,精准判断排口状态并及时预警。采用自研算法,具有强大的泛化能力和极高的精准度,各种天气条件及光线环境均可识别,支持全彩和黑白等不同视频的识别。
提供全景监测相机、4G 低功耗水尺球机、太阳能供电设备、门禁终端、雷达水位计、雷达流量计等丰富的前端硬件设备,多维度采集数据信息,提高对水利应用中各环节的感知能力。
综合管理平台不仅能够接入可视化数据,并且能够将前端各类传感器的数据也进行采集融合,并形成丰富的 API / SDK 接口,方便上层业务平台的调用,助力数据共享网络的建立。
方案中融入多种多样、高准确度的水利智能算法,能够根据不同使用场景自由选择,极大提升水利监测的智能化水平与预警能力。
采用赛谷先进的联网技术实现水利部与松辽委、珠委、太湖局、海委、淮委、黄委、湖北、黑龙江、山东、河南、北京等 24 个单位管理平台的无缝对接,达到视频数据互联互通、资源共享的目的。在水利部和流域(省)均可通过手机接入相关平台,并可通过 SDK 与水利部管理平台单点登录及水利一张图业务,实现数据可视化管理。同时部署视频诊断和运维管理服务器,对图像资源进行视频质量检查和录像存储检查,并生成图形化报表。
密云水库面积 180 平方公里,环库 200 公里,库容 40 亿立方米,平均水深 30 米,是首都北京最大的也是唯一的饮用水源供应地。项目采用赛谷热成像摄像机、高点云台摄像机及 30 套人脸、车辆卡口摄像机对水库周边环境进行全天候监控和着火点的监测报警,保护饮水安全。在 8 个保水大队指挥中心采用 55 寸 LCD 液晶拼接屏共计 92 块作为指挥调度的可视化呈现。
采用赛谷 600 台星光级快球摄像机、筒型摄像机对白洋淀上游河流流域环境进行监控,利用入侵行为分析、后端报警联动录像,实现对整个流域倾倒垃圾行为的监测和防控管理。项目通过赛谷 UNP 技术和无线路由器传输技术实现前端摄像机视频数据的传输,解决了河流流域无法布线、无传输专网的数据传输难点。
采用赛谷全套产品和方案,设计部署 5 套双光谱热成像重载云台、10 套车辆结构化相机、10 套人脸抓拍相机、18 套星光球机,对湖区、水库一级保护区周边环境进行监控全覆盖和视频数据采集。同时部署“昆仑”智能服务器实现对前端视频的智能分析,对所有道路口进行人、车抓拍,布置黑名单报警,并在每个前端都安装喇叭,一旦监测到人员在湖边钓鱼或游泳,进行报警联动喇叭喊话驱逐。
在各干、支渠处部署高清监测摄像机,实时监测设备运行状态,保证设备正常运转;同时在指挥中心建设 LED 可视化大屏,实时掌控灌区情况。
建设立体化灌区可视化网络:通过在灌区周边部署高清摄像头,24 小时监测灌区内的状态,保障灌区设备正常运行;在各设备部署点增加太阳能供电系统,确保设备有持续稳定的电源,助力灌区可视化工程建设。
涉及多个场景的落地应用,包括补水监测、溢流监测、排水监测、入侵监测、积水监测等方面。实现 24 小时不间断监测,即使是夜晚条件下也能实现精准监测,同时可以对同一摄像头下的多个排水口进行识别。
通过前端部署高清红外摄像头,实时采集现场水尺情况,并通过水利边缘计算盒子进行水尺的智能化识别,将识别数据上传至指挥中心。本项目通过现场对河流各点位水尺进行智能化检测,能够实时了解河流水位变化,辅助决策。
赛谷具备从传感器、RTU、AI 算法到指挥中心的完整交付能力,可提供方案设计与技术支持。