智慧水務(wù)是智慧城市的重要組成部分，核心是圍繞著自然-社會(huì)二元水循環(huán)及其半生過程和理論，充分利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、移動(dòng)互聯(lián)等新一代信息技術(shù)，自動(dòng)采集、系統(tǒng)整合、深度挖掘和廣泛運(yùn)用水務(wù)信息資源，實(shí)現(xiàn)全方位的水務(wù)信息資源共享和智能化管理，全面提升水務(wù)管理的效率和效能。
為了更好的應(yīng)對(duì)人類活動(dòng)、氣候變化帶來的水資源問題，如洪澇災(zāi)害、干旱缺水、水環(huán)境惡化、水生態(tài)退化等，推動(dòng)水務(wù)工作向信息化更高層次發(fā)展，水務(wù)信息化成為水資源管理的重要抓手和有效載體。按照“水利工程補(bǔ)短板、水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管”的總基調(diào)和“安全、實(shí)用”的基本要求，2019年水利部先后印發(fā)了《加快推進(jìn)智慧水利的指導(dǎo)意見》、《智慧水利總體方案》和《智慧水利網(wǎng)信水平三年行動(dòng)提升方案（2019-2021年）》，進(jìn)一步明確了今后一個(gè)時(shí)期我國智慧水利建設(shè)的總體要求、主要任務(wù)，提出了組織實(shí)施方案及保障措施、近期行動(dòng)目標(biāo)和計(jì)劃，指導(dǎo)全國智慧水利規(guī)劃和建設(shè)。與此同時(shí)，上海市、江蘇省、深圳市等省市也先后開展智慧水務(wù)建設(shè)。2019年12月，華為技術(shù)有限公司和平安國際智慧城市科技股份有限公司聯(lián)合體中標(biāo)深圳市智慧水務(wù)一期工程，中標(biāo)價(jià)達(dá)4.45億元，被稱為2019年智慧水務(wù)“第一標(biāo)”。華為等互聯(lián)網(wǎng)公司跨界進(jìn)入智慧水務(wù)，更說明水務(wù)信息化行業(yè)迎來了藍(lán)海時(shí)代。
大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)在智慧水務(wù)建設(shè)中將扮演關(guān)鍵角色，覆蓋監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)調(diào)度、水量水質(zhì)監(jiān)管等全棧全場(chǎng)景。華為在大數(shù)據(jù)和人工智能領(lǐng)域，提供覆蓋端邊云的一站式人工智能開發(fā)平臺(tái)，吸引行業(yè)內(nèi)眾多的合作伙伴和開發(fā)者覆蓋各類豐富場(chǎng)景的開發(fā)和落地，同時(shí)支持開發(fā)者算法攻關(guān)去實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵場(chǎng)景的重要難點(diǎn)突破，共同推動(dòng)智慧水務(wù)向前發(fā)展。
智慧水務(wù)技術(shù)架構(gòu)包括信息采集、基礎(chǔ)設(shè)施、大數(shù)據(jù)中心、業(yè)務(wù)應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和信息安全。其中信息采集是智慧水務(wù)的“感覺系統(tǒng)”、是智慧水務(wù)的“眼”，通過構(gòu)建天地空一體化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)涉水對(duì)象及其環(huán)境信息的感知和接收。目前我國水利行業(yè)監(jiān)測(cè)感知覆蓋不全、密度低，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國基本水文站網(wǎng)平均密度3202km2/站，雨量站平均密度約500km2/站，蒸發(fā)站平均密度5800km2/站，約50%中小河流沒有水文監(jiān)測(cè)，90%以上小型水庫和幾乎所有堤防沒有安全監(jiān)測(cè)。目前，城市公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對(duì)完備，公安、交通、環(huán)保等部門在城市（尤其是建成區(qū)）布置了大量的視頻監(jiān)控設(shè)備，視頻監(jiān)控基本可達(dá)到全覆蓋。除了單純的“看看”視頻之外，如何高效、共享、復(fù)用這些視頻資源，為水務(wù)部門管理服務(wù)，節(jié)約建設(shè)成本的同時(shí)，大幅提高管理效能，機(jī)器視覺技術(shù)為此提供了一個(gè)重要途徑。
機(jī)器視覺技術(shù)主要用計(jì)算機(jī)來模擬人的視覺功能，從客觀事物的圖像中提取信息，進(jìn)行處理并加以理解，最終用于實(shí)際檢測(cè)、測(cè)量和控制。利用城市泛在的高清攝像設(shè)備，基于機(jī)器視覺技術(shù)對(duì)水位、流量、排水口、水面漂浮物、人員入侵等進(jìn)行識(shí)別，拓展智慧水務(wù)的信息監(jiān)測(cè)和采集渠道，拓寬智慧水務(wù)的“眼”。機(jī)器視覺技術(shù)在智慧水務(wù)建設(shè)的具體應(yīng)用場(chǎng)景如下：
城市內(nèi)澇積水監(jiān)測(cè)和預(yù)警
當(dāng)前，城市已經(jīng)建設(shè)了內(nèi)澇積水監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，相對(duì)于傳統(tǒng)的人工監(jiān)測(cè)手段工作效率上有了很大提升。但監(jiān)測(cè)站點(diǎn)一般布置在易積水路段，監(jiān)控站點(diǎn)一經(jīng)建成就已固定，且監(jiān)測(cè)站網(wǎng)覆蓋密度低、監(jiān)測(cè)范圍有限。隨著城市建設(shè)用地的迅速擴(kuò)展，城市內(nèi)澇積水監(jiān)測(cè)站點(diǎn)明顯不足，無法滿足智慧城市建設(shè)的新需求。利用城市泛在的視頻監(jiān)控設(shè)備（如立交橋、下凹橋、隧洞等），研發(fā)基于機(jī)器視覺的內(nèi)澇積水水位識(shí)別技術(shù)，可24小時(shí)不間斷的在線監(jiān)測(cè)道路積水變化，結(jié)合降水預(yù)報(bào)生成內(nèi)澇預(yù)警，并及時(shí)向社會(huì)發(fā)布告警信息，公眾可提前選擇繞行路線，方便公眾出行。
在內(nèi)澇監(jiān)測(cè)站點(diǎn)密度低、內(nèi)澇監(jiān)測(cè)設(shè)備投入成本有限、歷史降雨積水?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不足的情況下，利用城市泛在的視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行內(nèi)澇積水水位監(jiān)測(cè)和識(shí)別，積累內(nèi)澇監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)形成大數(shù)據(jù)樣本后，采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，結(jié)合降水預(yù)報(bào)信息，構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)分析的城市內(nèi)澇預(yù)警模型，彌補(bǔ)傳統(tǒng)基于機(jī)理的城市內(nèi)澇預(yù)測(cè)模型計(jì)算參數(shù)難率定、計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)、計(jì)算效率低等問題。
排污口實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)和告警
沿河排污口數(shù)量龐大，部分企業(yè)出于利益驅(qū)動(dòng)，偷排現(xiàn)象依然存在。排污口定量和重點(diǎn)監(jiān)控是水環(huán)境監(jiān)控的一大難題。利用沿河布置的視頻監(jiān)控設(shè)備，研發(fā)基于機(jī)器視覺的排污行為捕獲與排污量估算技術(shù)，對(duì)排污口的排污行為（有無排水）、排水量、排水水質(zhì)進(jìn)行24小時(shí)不間斷的監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)排水異常情況進(jìn)行告警，實(shí)現(xiàn)排污行為的在線動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，可有效監(jiān)管非法排污行為。
人員非法入侵識(shí)別和告警
一到夏天總是看到河道、水庫等水域附近禁止游泳、禁止釣魚的警示，但也總是發(fā)生因違法違規(guī)下河游泳造成溺水身亡的事件。河道、水庫、湖泊等水域岸線長(zhǎng)，依靠人工巡查很難做到實(shí)時(shí)、有效監(jiān)管。研發(fā)基于機(jī)器視覺的人員非法入侵識(shí)別技術(shù)，對(duì)游泳、劃船、釣魚等違法行為進(jìn)行識(shí)別并告警，可大大提高監(jiān)管效率。
水面漂浮物智能識(shí)別和告警
利用高清攝像設(shè)備，研發(fā)基于機(jī)器視覺的水面漂浮物識(shí)別技術(shù)，對(duì)河道、引水渠、水庫、湖泊等水體的水面漂浮物進(jìn)行識(shí)別和告警，替代目前人工巡河和人工湖（庫），可大大提高巡河、巡湖（庫）效率，降低人力成本。
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