智慧水利关键技术与应用研究综述

何力　孙瑞桢

摘  要： 随着经济社会的不断发展，互联网时代应运而生，而水利的传统技术已经不适合当前水利发展的需要。本文对智慧水利关键技术与应用研 究进行探讨。

关键词： 智慧水利;关键技术;应用效果

1 系统技术分析

1.1  物联传感技术层面

现代智慧水利项目工程中，建设初期需要积极引入传感装置，便于后 期的物联网接入，更好地汇入系统平台。现代智慧水利项目工程系统技术 要点在于找准数据精度及传感装置相互间的平衡点。物联网的传感终端科 学技术内部构成主要包括低成本低精度测量传感装置、 Zigbee的芯片、低 功耗及低成本信息传输装置、太阳能小型电池板等，便于获取更多监测数 据，将监测范围有效扩大。

1.2  GIS+BIM技术层面

GIS+BIM技术联合应用是现代智慧水利项目工程系统一大技术特点， 信息数据展示需要经GIS系统实现，以点击形式直接跳转至现代智慧水利 项目工程所在位置。注重BIM三维的可视化功能优势，协助管理者、技术 员更好地熟悉现代智慧水利项目工程周边环境条件，了解和把握现代智慧 水利项目工程整体情况，便于后期实施运行历史仿真、假设情景虚拟推 演、最佳环境展示操作等。

1.3  遥感协同化技术层面

现代智慧水利项目工程科学技术在实践应用期间，需要借助现代的智 慧水利专项系统平台和无人机实现自动化巡检遥感，充分利用卫星遥感和 水质实测信息数据分析等，结合重点的观察区，实施无人机所在巡检范围 高效化自动计算及划定。完成无人机现场航测后，系统平台将自动无人机 当中GPS信息数据叠加至无人机需要的遥感信息数据中，实施云端的反演 算处理后，自动叠加至现有水质的遥感图中，对部分重点区位相关水质遥 感数据信息起到有效完善作用。

1.4  云计算技术层面

云端开展数据信息采集及程序计算分析，发挥云计算功能优势，实施 传统线下的单台装置计算分析工作。自动处理前期信息数据，轻量化处理 现有基础模型，对云端模型的输入/出接口予以完善，对模型算法进行轻 量化处理，借助卷积的神经网各种算法，确保云计算基础模型计算功能得 以高效实现，便于更好地分析及处理智慧水利项目工程数据，更好地辅助 项目建设。

2系统设计及其实践应用

2.1总框架层面

（ 1 ）感知層。系统信息来源的重要基础，包括采集水雨情、视频、 遥感、管理、工情、水质等信息数据。可以物联网大量传感装置和摄像头 相关终端，获取工情信息数据，借助数据将程序中合法接口接入已存在的 数据信息库，便于获取相对应的信息数据，以PC和个人手机系统终端为基 础完成现场填报，实施管理信息数据采集。以无线网、有线网在以控制交 换和加密等系统为基础，借助专网或者公网传递数据信息。存放信息数据 如基础信息、遥感信息、管理信息、水质信息、工情信息、水情信息等。 （ 2 ）支撑层。为应用层功能模块提供技术辅助，借助数据分析各个组 件、 GIS平台、 BIM平台等提供应用模块所需求信息数据。（ 3 ）应用层。 直接面对着广大使用者，在底层部分有效采集完相应的数据信息后，借助 支撑层完成后续的处理工作，结合不同的应用场景实际需求，将数据及结 论提供给相应使用者，完成信息服务。应用层提供的服务以日常管理、应 急指挥、水质信息、工情和水情信息、综合信息等为主。

2.2  规划报批层面

（ 1 ）总规BIM功能模块。将流域范围内规划、地质、地理基础模型融 合，促使多源合一、多规合一全信息化数字沙盘形成。 GIS影像中，需要 构建平面区域规划，流域级内反映水利系统总体布局。（ 2 ）控规BIM功能 模块。该项目工程涉及范围较广，保护较多子项目，以总规为基础，合理 划分为大闸控规BIM、各个扩排段的控规BIM、河道的控规BIM、开引水工 程的控规BIM等各个次流域的模块，将其置于平台总规的BIM模块构建规划基础模型，借助GIS和BIM科学技术，通过GIS科学推演场地规划和土方利 用率，确保占地与清退区块场地具有灵活度。（ 3 ）方案BIM功能模块。有 效分析和把控规划实施各项标准，对项目当中单元工程实施深度性、多方 案化的BIM基础模型构建。借助遗传算法和神经网络多种智能化算法，以 控规与总规模块为基础，对多方案当中规划属性和范围正确性实施自动判 断分析， 智能化修正处理错误， 通过GIS和BIM技术算量优势， 迅速筛选最 优规划实施方案。

2.3  建设管理层面

（ 1 ）整体统筹功能模块层面。经合作方式、比选工程方案、筛选最 佳模式及合理方案等各个阶段和各个区域级别资金的统筹;结合征地、 区块、工序等各层面要求，构建效果最佳的建设方案;做好参建方、业主 和所有参与方统筹工作，实施多方比较分析，将、筛选最优参建方资源; 以参建方、时序及资金为基础，借助AI科学技术对最优建设方案实施科学 推演。（ 2 ）科学协调功能模块层面。系统平台实时互联参建各方、业主 方、政府方信息数据，智能化分级管理信息，以各级权限范围为基础，高 效协调及共享信息数据。（ 3 ）智能监管功能模块层面。项目工程系统监 管规划设定综合、资源、技术、设计、进度、投资、质量、系统、采购、 合同、 QHSE、安全各层面管理模块，实现QHSE管理模块需要以云建管系 统平台为基础，合同和采购层面管理属于从云建管系统平台中所移植的功 能模块内容，打通信息数据。①设计模块。归入现场产品设计报审流程 中，经现场监理者、审查者、监管者等审查交流，现场报批产品设计，确 保设计文件报审效率得到提升，借助系统平台全程监控报审实施流程。② 质控功能模块。内含功能以评定质量、统计展示信息数据为主，系统平台 内借助移动端顺利实施所有分序工作的质量验评，实时跟踪质量层面为问 题，确保质控效率得以提升。③进度控制功能模块。三维全数据信息模型 和工程进度数据信息有效结合，实施多维度数据信息基础模型构建，预警 分析监测进度，将预警结果有效反馈给技术员。此模块以编录进度信息、 展示图表、三维展示、对比展示进度、提醒进度事件等为主。④投资管 理功能模块。借助单元工程BIM基础模型当挂载的工程量，由系统平台将 工程量信息统计自动完成，确保节点台账、对比投资、结算统计等信息生 成，便于各方实施统筹决策及协调工作。⑤多维评价功能模块。实施评估 体系构建，构建供应商，借助大数据信息科学技术，多维动态化评定参建 单位，实行优胜劣汰准则，全面提升服务水准。

2.4  系统运维层面

（ 1 ）综合管理部分。该功能日常运行期间， 可从整体上高效把握区域 内所有信息流，内含文档文件、体系内部组织结构、数字化子工程全景、 内部流域概况等各项功能。（ 2 ）监测体系部分。实时监测所有设备实际 运行情况、工情、灾情、水环境、水雨情等，为有效指挥控制功能模块提 供辅助作用。（ 3 ）指挥监测部分。基于规划、监测、规划，建立高度集 成、多方联动、现场指挥专项控制系统，便于满足水利建设相关部门高效 快速完成会议交流、日常工作、突发性事件处理等。基于物联网的视频信 息，构建智慧水利系统，确保水利项目规划区域范围应急实现可视化的指 挥监管，以神经网络、智能算法为基础，实施灾害模拟及辅助决策。

3 结束语

综上所述，现代智慧水利系统技术实践中，技术员应统筹全局，积极 引入各项科学技术，最大化发挥技术优势，便于更好地完善及优化现代智 慧水利项目工程系统，为智慧水利项目高效完工奠定基础。

参考文献：

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[2]弓勋.城市智慧水务建设存在的问题及改进措施[J].住宅与房地产，2020， 21（30）：216-217.

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