科技成果——东深水库综合监控信息管理系统

水资源管理中的智能监测系统水是生命之源，对于人类的生存和发展至关重要。

然而，随着人口增长、工业化和城市化进程的加速，水资源面临着日益严峻的挑战，如短缺、污染和不合理利用等。

为了更有效地管理水资源，保障水资源的可持续利用，智能监测系统应运而生。

智能监测系统是一种融合了现代信息技术、传感器技术、数据分析技术等的综合性系统，它能够实时、准确地获取水资源的相关数据，并对这些数据进行分析和处理，为水资源的管理提供科学依据。

在水资源管理中，智能监测系统主要包括以下几个部分：首先是传感器网络。

这就像是系统的“触角”，分布在江河湖泊、水库、地下水等水域，能够实时感知水温、水位、水质、流量等关键参数。

这些传感器具有高精度、高可靠性和低功耗的特点，能够在各种复杂的环境中稳定工作。

例如，在监测水质时，传感器可以检测到化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、氨氮、重金属离子等污染物的浓度；在监测水位时，能够精确到厘米甚至毫米级别。

其次是数据传输系统。

传感器采集到的数据需要及时、准确地传输到数据中心进行处理和分析。

目前，常用的数据传输方式包括有线传输（如以太网、光纤等）和无线传输（如 GPRS、4G、5G、LoRa 等）。

无线传输方式具有部署灵活、成本低等优点，特别适用于一些地理位置偏远、布线困难的监测点。

数据中心是智能监测系统的“大脑”。

接收到的海量数据在这里进行存储、处理和分析。

通过运用大数据技术和人工智能算法，对数据进行挖掘和分析，提取出有价值的信息。

比如，通过对历史数据的分析，可以预测水位的变化趋势、水质的污染情况，为水资源的调配和污染治理提供决策支持。

还有就是用户终端。

这是管理人员与智能监测系统进行交互的接口，包括电脑客户端、手机APP 等。

用户可以通过终端实时查看监测数据、接收预警信息、下达控制指令等，实现对水资源的远程管理和控制。

智能监测系统在水资源管理中的应用非常广泛。

在水资源的调配方面，通过实时监测不同地区的水资源量和用水需求，可以制定更加科学合理的调配方案，实现水资源的优化配置。

东深供水改造工程计算机监控子系统1概述1.1工程概况东深供水改造工程是由东江取水,经四级泵站提升加压,使用专用输水管道向香港、深圳与工程沿线东莞城镇提供饮用原水及农田灌溉用水的跨流域大型调水工程。

供水管路总长60多公里，沿线设太园泵站（6台异步2800KW全调节泵组，其中1台备机）、莲湖泵站（8台3000KW 全调节泵组，4台同步、4台异步其中2台备机）、旗岭泵站与金湖泵站（每站为8台5000KW 全调节泵组，4台同步、4台异步，其中2台备机），另外有36个分水点及两个110KV供电电源点。

1.2 全线计算机监控系统的网络结构及特点1.2.1 网络结构实现全线监控系统按“无人值班、少人值守”的设计原则进行。

使用开放、分层分布式计算机系统。

整个系统由调度中心层---粤港供水调度中心、泵站操纵层（太园、莲湖、旗岭及金湖泵站）、现地操纵层（泵组LCU1--8、变电站设备及共用辅助设备的LCU9--10单元，36个分水点与两个110KV电源点设备的RTU单元）构成。

全系统的网络结构及设备配置见图1所示。

整个计算机监控子系统的专用广域以太网络由三个层次实现:在调度层，使用两个冗余的核心路由交换机Cisco 4503，通过光纤与太园、莲湖、旗岭、金湖泵站构成骨干网，实现4个泵站VLAN之间的数据交换。

在泵站层，太园、莲湖、旗岭与金湖泵站使用两台Cisco 2950交换机，并利用虚拟网络技术（VLAN）构成自身冗余的、独立的10/100M子网络。

在现地层使用10 M子网络与泵站层的监控系统相连，同时，使用Modbus与Profibus与各类传感器、智能设备、自动化元件相连。

通过上述三个层次的连接，就形成了以调度中心为核心的星型结构的广域以太网。

在SCADA广域以太网拓扑结构中存在着核心交换机的概念，网络中所有泵站相互通信务必通过核心交换机，假如两台核心交换机同时出现故障，甚至由于不可抗拒的因素，整个调度中心瘫痪，那么，整个网络通信都会中断，因此从计算机监控系统网络可靠性考虑，利用本项目提供的综合通信网（OTN）系统, 在金湖泵站增加一个路由器Cisco 2601，建立一个以金湖泵站为核心的另一个星型网，并实现与其他站子网的路由, 这样既提供了SCADA网络的另一备用通道，同时又建立了金湖泵站应急调度中心。

水库智慧管理平台设计说明硬件监控人工智能分析1 项目背景目前某地区水库管理方式相对其它地区相比，管理手段还是比较传统，水务管理系统建设迟缓，还未采用目前主流的人工智能监控管理。

为解决某地区水库日常管理的痛点，我司响应某水务局的号召，以***水库为试点水库，采用硬件监控+人工智能分析的方式，打造出全天候监控分析水库日常运行情况、利用视频监控分析水库内的人员及水位情况，及时分析出隐患点并发出预警通知，解决了以前监管的漏洞。

1.1 现状分析1.1.1 存在问题近年来，随着政策的改变，越来越多的中小型水库开始对外开放，然后带来隐患问题也突显出来，比如有些人员会乘虚而入，在水库进行垂钓和游泳，对自己安全及市民饮用水安全造成了及大的安全隐患。

水库下游就是市区，人口集中密度大，如果水库大坝发生隐患，水库内储存的大量饮用水会瞬间流入市区，给人民群众安全造成及大隐患，但是目前区针对大坝的位移变形的安全监测方式还是采用传统方式，对突发无法监测预判。

针对以上问题，暴露出了随着社会的高速发展给水库传统的监管方式带来的压力和挑战。

1.2 本期项目主要工作内容根据对任务的理解，项目主要工作内容包括：（1）数据采集；此次水库智慧管理平台试点范围是***水库，收集整理的数据有水库的视频监控的数据，中科的自动监测的水雨情及渗流渗压数据，以及本司自主安装的一些硬件采集的数据。

（2）数据加工处理；针对试点水库的各类数据进行处理分析并形成成果文件，包括硬件设备的数据处理（主要是视频监控的人员入侵及漂浮物监测、大坝位移及安全风险分析），对处理后的结果进行分析风险值，如果达到了风险值后系统会发出预警通知对应负责人进行应急处理。

2 系统架构2.1 技术架构水库智慧管理平台主要为某地区水务局等相关管理单位提供水库监控和分析工具。

系统由用户层、表现层、应用层、WEB服务器、业务组件层、数据访问层、数据层、存储层等构成。

体系架构如图所示。

架构图其中，左侧所展示的用户层、表现层、应用层、业务应用层、应用支撑层、数据访问层、数据汇集层、数据存储层具体功能为：1）用户层：某地区水务局领导及业务技术人员、监管单位领导及业务技术人员。

科技成果——水文资料在线整编系统技术简介该成果利用自动记录仪器、卫星通讯、移动互联网等技术，结合智能终端应用，实现水文监测数据（自动记录数据和人工观测数据）的实时通信、智能预处理、计算和入库。

可实现按照水文要素特征，实时选择和切换整编方法，完成水文资料的实时智能整编，提高水文资料的时效性。

适用于水文、水资源监测资料的实时整编、自动查错、整编成果展示等。

技术特点1、监测数据统一管理利用自记仪器、卫星通讯、移动互联网等先进技术，结合智能终端应用，实现水文监测数据（自记数据和人工观测数据）的实时通信、智能预处理、计算和入库；2、整编计算模型库完善智能整编计算模型库涵盖目前水文资料整编的所有方法，支持自编公式法，能够完成河道、渠道、堰闸或水库的水文站的资料整编，也能够完成潮位资料的整编、河道站或水库站多站流量的合成，并支持用户灵活配置整编规则；3、整编计算实时智能通过机器学习、聚类算法等对实时传输的水文数据进行水文资料要素识别，按照水文要素特征，实时选择和切换整编方法，完成水文资料的实时智能整编，提高水文资料的时效性；4、资料成果自动查错基于知识图谱，利用历年资料错情案例及资料检查规则，通过机器学习构建水文资料检查模型库、测站拓扑关系库及水文要素关联库，自动对水文资料整编成果进行检查，保证了水文资料的准确性、合理性和可靠性；5、数据应用服务丰富针对多变、多样的社会需求实现灵活丰富、安全可靠的数据应用接口服务，在线支持不同形式的数据应用，满足各项水利事业、社会公众对水文数据的需要。

知识产权情况实用新型专利1项，软件著作权2项应用情况从2017年至今，该成果在长江委所辖345个水文测站中应用，完成水（潮）位、流量（潮流量）、悬移质泥沙、水温等各要素共841站年的资料整编，整编成果及时可靠，并刊印于全国水文年鉴。

2021年，该成果在汉江流域中应用，在汉江洪水期间快速收集水文信息，为丹江口水库防汛调度﹑汉江中下游安全泄洪和水资源管理发挥了作用。