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青岛市“智慧水文站”建设探索与实践

2022-01-01李春俊郑志国崔峻岭

治淮 2022年2期
关键词:测流南村水文站

李春俊 郑志国 崔峻岭

一、青岛市南村“智慧水文站”建设现状

(一)“天地空”一体化感知体系基本建成

南村水文站配备了现代化的称重式雨雪量计、浮子式水位计、全自动蒸发观测设备、雷达波在线测流系统、视频监控系统、无人机应急测量系统等,实现了雨量、水位、蒸发、流量等水文要素的实时在线监测、图像传输和应急监测,基本实现了水文监测现代化。

(二)信息传输网络化基本实现

南村水文站建设了视频监控专用网和100M 互联网光纤,布设了分布式无线路由,实现了测站网络无缝全覆盖,保障了各类水文数据的稳定传输。同时,南村站各类信息系统均通过网络访问云端资源,大速率宽带为水文信息平台、视频监控平台、视频会商等提供了快速响应和稳定支撑。

(三)管理智能化体系基本建成

南村水文站集成了“智慧家居”系统,通过智能网关将灯光、显示屏、窗帘、空调等设备集中管理,通过手机、平板、语音即可控制各类设备的开关,实现了操作的便捷快速。

建设了二维码管理系统,实现“一物一码”、在线管理。仓库内的物资统一制作了二维码,通过扫码即可完成信息查询、出入库管理等操作,仓库内安装了显示屏并开发了专用软件,可随时掌握物资情况;观测场内的设备通过扫码还能查询实时采集的数据,提高了管理智能化水平。配备了智能机器人,可语音对话,实现迎宾、信息介绍及水文信息的查询。

(四)应用智慧化平台初步建成

应用空间技术、移动互联、大数据等技术,开发了南村智慧水文站信息平台,该平台为“一站式”综合信息管理平台,集大数据展示、大沽河流域信息系统、流量在线监测、洪水预报、视频监控等功能为一体。

缆道室作为南村站的“智慧大脑”,安装了4 个显示屏,可实现各类水文信息全方位展示。对水文缆道进行了完善提升,对缆道操作台进行全新设计制作,突出了简约、现代、美观的特点;缆道测流软件嵌入平衡锤、行车处视频监控画面,提升了操作的安全性;集成了语音交互功能,通过对话即可实现前进、后退、上升、下降等操作控制,提升了缆道测流的自动化、智能化水平。

南村站大数据展示系统,把该站各类水文要素整合起来,通过大数据方式统一显示,包括雨量、水位、流量、地下水、蒸发等水文数据。

大沽河流域水文信息系统采用WebGIS 技术进行开发,涵盖了流域内雨情、水库水情、河道水情,通过各种图表展示雨水情变化过程、大断面历史变迁、历史洪水等。

雷达波在线流量监测系统,实现流量的定时监测及召测,实时掌握水位、流量变化情况。

无人机水文监测系统,应用于水文应急测流及影像测图。无人机测流系统运用测流模块,结合RTK 实现厘米级定位,通过地面站对无人机进行飞行高度、测速垂线及飞行航线设置,一键式完成起飞、定位、测流、返航,配套软件实时展示流量监测成果。无人机影像测图系统采用倾斜摄影三维建模技术,同时从1 个垂直、4 个倾斜共5 个不同的角度采集影像,运用ContextCapture 软件进行多视角影像三维实景建模,创建高精度地理参考三维模型,为水文信息三维展示系统建设打下了基础。

南村智慧水文站的建设为青岛市其他水文站智慧化建设打造了样板,形成了可复制、可推广的经验成果。

二、青岛市“智慧水文站”建设的主要做法

(一)从“实”处入手,增强水文基础设施的美观度

测站是水文工作的基础和根本,在一定程度上代表着水文行业形象。近年来,青岛市水文中心把提高青岛水文基础设施建设水平作为一项重要任务来抓,充分把握工程带水文、水文设施工程建设的良机,逐步使水文测站基础设施迭代升级、焕然一新。一是高起点规划引领。结合流域特点、周边环境、人文特点,对站院布局、生产业务用房风格进行了多方案的比选,尽可能提高建设标准,使水文站的建设实现“建设一处站点,打造一处亮点”。二是开展绿化美化建设。对国家基本水文站绿化美化进行统一布置,按照“节约资金、切合实际、观用结合”的原则,开展站容站貌整理、绿化绿植、站院亮化等工作,使测站的外观布局大为改善。三是开展测站文化建设。把水文测站作为弘扬新时代水利精神、水文行业精神的基层阵地,开展测站文化长廊建设,提升测站的文化内涵。

(二)从“新”处入手,增强水文情报收集的智能度

测站作为基础水文情报信息的采集单元,数据的精准度、及时性尤为重要,为此从加强测站报汛管理入手,重点抓好测站水文情报预报工作。一是网络实现互联互通。信息传输网络是基础,全市各国家基本水文站、中小河流站在全部实现光纤接入的基础上,进一步优化网络配置,增强网络安全性,实现与市县两级的互联互通。二是加强遥测设备管理。采用“钉钉”管理软件,将全市各类水文遥测站点列入统一管理,水情、测验、分中心、服务公司四方联动,责任明确,设备故障第一时间发现后,按照流程逐步分解到各部门各负责人,整个设备的维护过程清晰明了,在缩短维修时间的基础上,最大程度保障了仪器设备的正常运行。三是加强新仪器设备应用与研究。加强称重式雨雪量计、自动蒸发、遥测水位计、雷达波在线流量监测、多点自动采沙仪、无人机应急流量监测等设备的应用,在推广应用的过程中,开展水文仪器设备应用研究,发现问题、总结经验,用水文全要素的自动监测带动水文信息全面感知智能化提升。

(三)从“广”处入手,增强水文信息服务的智慧度

青岛市水文中心以智慧水文站建设为抓手,“点线面”有机结合,促进青岛水文整体信息化水平的提升。一是构建测站信息子系统。在全市水文“一张网”的基础下,本着数据同源、传输同步的原则,选取测站及所在流域的水文站点,建设符合测站防汛服务的信息子系统,附着于全市水文综合系统之下。二是建立大数据汇集展示平台。在有条件的测站,建立大数据平台,直观立体地展示本测站、流域内的水文信息。全市建设完成了防汛移动信息平台,利用公网在每处测站随时登陆,可实时显示调度各测验断面洪水勘测、野外作业情况,使测站真正成为流域防汛中心。三是仪器物资实现“二维码”管理。用“二维码”给测站的设备及物资配备了“身份证”,仪器设备的“二维码”实现了与雨水情监测系统的对接相连,扫描“二维码”不仅能看到仪器设备的型号功能等信息,而且还能实时观读查询该仪器采集的数据信息。在物资管理上,借助“二维码”,实现了物资出入库自动登记、自动记录、自动查询的功能。四是信息服务简单快捷。力求打造测站信息“短、平、快”的模式,在全市水文信息管理系统的大平台下,利用手机APP、微信公众号、今日头条、短信、简报等模式向有关防汛及管理部门及时发布水文信息,及时向电视台、广播电台、报刊等各种媒体推送雨水情信息和洪水预警信息。以水文信息的无缝衔接,为全市各级防汛部门和社会公众提供及时、准确和可靠的水文信息服务。

三、青岛市“智慧水文站”发展前景

(一)分步实施,统筹推进

将数字水文建设作为“十四五”一项重要工作来抓,按照山东省“数字水文”建设的总体部署,精心谋划青岛水文信息化工作。“智慧水文站”作为青岛水文信息化的先手棋,要持续推进,巩固成果,重点完善南村水文站智慧化建设,进一步优化综合信息平台、无人机应急监测、水文图像识别、管理维护系统等内容,努力将南村水文站打造成全国水文现代化示范站。各分中心优先重点选择1 处国家基本水文站先行开展智慧水文站建设,努力打造全省水文现代化示范站;其他国家基本水文站要同水文工程设施建设相结合,力争在2~3年全部达到“智慧水文站”水平,实现全覆盖。

(二)与时俱进,科技引领

充分利用物联网、大数据、云计算、虚拟现实、5G 等当今社会先进成熟的技术,积极引进新兴科技成果,促进水文业务与前沿科技深度融合,建设新时代“智慧水文站”。

(三)一站一策,特色鲜明

要综合考虑水文站测站性质、功能定位、服务对象、周边环境等情况,因地制宜,一站一策,努力建设具有功能齐全、服务精准、环境优美、特色鲜明的现代化“智慧水文站”。

(四)点面结合,上下一体

“智慧水文站”不仅要发挥单一水文测站的作用,还要做到点面结合,在防汛减灾关键时刻充当“流域中心”,充分发挥水文测站在流域或局部防汛减灾工作中的技术支撑服务能力;同时要实现“市—县—站”三级上下一体,资源共享,互联互通,在关键时刻可以集中优势力量指导水文测站更好地在一线发挥作用■

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