感知每一滴水,觸碰智慧灌區數字的靈動

作為一個農業產糧大國,我們已經和水打了幾千年的交道,依水而居、利水以生。早在春秋時期,淮河流域便修築有著名的古陂塘灌溉工程,又名安豐塘,迄今2500多年一直髮揮著不同程度的灌溉效益。

另外根據《全國水利普查公報》數據顯示,全國共有大型灌區(30萬畝以上)456處,總灌溉面積1867萬hm²(1萬畝=667hm²),中型灌區7773處、小型灌區(1萬畝以下)1000多萬處。農業灌溉對於中華民族的重要性從古至今都未曾改變,尤其在水資源緊缺、分佈不均衡與水汙染嚴重的當下更是民生大計。

感知每一滴水,觸碰智慧灌區數字的靈動

內蒙古河套灌區風景圖(圖片來源:2018年農村水利水電工作年度報告)

根據2019年水利部發布的農村水利水電工作年度報告顯示:《全國大中型灌區續建配套節水改造實施方案(2016—2020年)》規劃安排全國28個省(自治區、直轄市)及新疆生產建設兵團的341處大型和新疆南疆63處中型灌區實施續建配套與節水改造,規劃總投資589.5億元;大型灌排泵站水泵站更新改造截至2018年,累計下達中央定額補助資金108億元;2018年水利部會同財政部通過中央財政水利發展資金安排各地農田水利建設資金225億元,重點用於高效節水灌溉等小型農田水利工程建設[1]。

這些數據無不顯示著黨和政府踐行興水惠民推進鄉村振興的決心,此外更明確指出要加快實施農村飲水安全鞏固提升工程,大規模推進農田水利建設,大力發展農業節水和高效節水灌溉。可見新的發展時期國家對於農村飲水安全以及農業節水灌溉的高度重視。

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2018 年各省份高效節水灌溉項目中央投資情況(圖片來源:2018年農村水利水電工作年度報告)

“藏糧於地、藏糧於技”,近年水利部研究提出了在農村供水、灌區建設與節水改造、農村水電生態流量管理和水電站工程安全運行等方面的信息化需求[1]。在開展大型灌區續建配套與節水改造的過程中,都江堰、淠史杭、河套等特大型灌區已先行開展現代化改造試點。的確在水資源緊缺與水汙染加劇的背景下,灌區探索信息化、數字化、智能化之路進行現代化改造勢在必行。

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甘肅省民勤縣國家高效節水灌溉示範工程(圖片來源:2018年農村水利水電工作年度報告)

藏糧於“技”,這個“技”代表著什麼呢?在學“技”之前先搞清楚目前灌區的痛點在哪裡,然後有針對性的施以長“技”。經調查顯示目前阻礙灌區智慧化建設的阻力主要有:灌區信息採集點少、手段落後, 信息傳輸手段比較單一;信息化系統的綜合集成能力差, 重硬件建設輕軟件開發, 尤其缺乏針對灌區特點的應用軟件開發;缺乏統一規劃和統一的開發標準, 信息共享性差。

其實進入新發展時期面對這些問題的思考從未停止,應用物聯網、AI等技術對灌區的供水工程設施、水流調度等進行全面感知、智能監測、智慧互聯早已是呼之欲出。屬於水利部172重大水利項目之一的麻慄壩灌區、淠史杭灌區等特大型示範灌區都在朝著這個方向邁進。華為人也給出了他們的思考:華為雲助力搭建灌區智慧水網、IOT平臺(業界唯一的全棧平臺)驅動灌區萬物互聯!

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華為智慧灌區IOT物聯網場景圖

華為雲助力搭建灌區智慧水網的解決方案如何實現?物聯網技術又將在灌區萬物互聯中如何大展身手呢?首先借助已建設和即將建設的自動監測站點作為IoT感知端,對雨量、水位、水量、水質等的在線自動監測, 通過無線通信完成數據傳輸至華為雲平臺;而後在雲平臺之上IoT將實現數據全融合、設備全接入、灌區場景全聯動、雲邊全智能等,從而實現灌區的萬物互聯。

在灌區感知端,華為一直在研究針對灌區場景的一體化水情監測機櫃、一體化水文監測杆站方案,它可以實現對灌區水位、流量、溫度、溼度、光強、蒸發量、降雨量、視頻等數據採集設備,大型機組設備、小型發電機、電動機、閘門等控制設備的及時精準監測與數據靈敏回傳,從而解決灌區檢測設備分散標準不一、運維困難、安全隱患等問題。面對灌區數據,IoT平臺支持海量連接和高併發,億級連接、千萬級併發可有效保障業務運行。另外華為水文監測一體化水文杆站所配置的軟件定義攝像機植入AI算法可實現灌區水文水情監測的高可靠、高性能、高可用。

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華為智慧灌區一體化水文監測站概念圖

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華為水文監測一體化杆站設計圖

在灌區海量數據的傳輸與接入方面,華為擁有世界領先的無線通信技術。5G技術的浪潮也將從城市湧向更加生機勃勃的渠邊地頭,通過華為eLTE無線專網,可滿足灌區無線視頻監控、應急通信、多媒體調度、海量數據回傳、移動辦公、水利物聯等業務需求,一網多用,有效解決在多業務場景下的灌區各類信息化業務開展。另外華為雲網絡,在接入、雲內、雲間三個維度進行了全方位的端到端的優化,可實現真正的全鏈路極速穩定網絡,為灌區網絡暢通保駕護航。所有的感知端數據包括水情結構化數據以及視頻等非結構化數據均可有序傳輸進入華為雲平臺,華為雲平臺可加持ROMA數據融合平臺對海量回傳數據進行清洗和分類,實現灌區數據的有效整合且用戶可基於需求進行自動編排,為後續數據開發利用提供支撐。

感知每一滴水,觸碰智慧灌區數字的靈動

華為eLTE無線專網水利灌區應用架構圖示

為實現灌區智慧落地,華為雲可以提供400+企業場景全覆蓋的智能計算、智能存儲、大數據等服務,徹底解決灌區信息價值挖掘難、數據存儲亂等問題。也使得智慧灌區通過對大量實時監測數據和歷史數據的高性能分析計算和數據挖掘, 準確判斷灌區水資源狀況和變化趨勢, 對防洪、抗旱等事件進行預警和應急調度;通過大數據技術挖掘灌區海量信息內部蘊藏的價值, 從而對工程運行與維護管理、水文預測, 灌區科學決策提供巨大幫助。

面對灌區發展變化,華為雲可提供彈性可伸縮的計算服務、存儲服務、網絡服務為後續灌區信息化大發展蓄足空間。華為雲良好的生態構建,也完全能夠實現與業內走在技術前沿的合作伙伴一起實現灌區信息的可蒐集——可傳輸——可集存——可應用的完整環路。

華為雲基於統一標準的架構也同樣有利於不同區域灌區上雲後信息的互通互聯,為不同級灌區管理中心之間打破“信息孤島”、區域流量調度和協調的實現帶來光明的前景。

且華為雲全國擁有海量資源中心,相信在未來華為雲可以助力全國大小灌區實現跨流域的智慧大互聯。

可以看出在華為雲助力之下,新型生態智慧灌區將實現綜合信息管理系統、供水聯合調度系統、綜合決策支持系統、智能灌溉管理系統等各類信息系統的構建和應用。這將是一條充滿挑戰和機遇的道路,也是一條需要注入新興科技能量的數字基建新道路。江河從小處湧起、泱泱奔向遠方,散於荒野之中,灌以萬物生靈,這大江大河的智慧就在我們腳下,大膽去感知每一滴水,去觸碰智慧灌區數字的靈動。

[1]水利部2018年農村水利水電工作年度報告(文章中相關數據和有關政策描述均來自於該報告)


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