物聯(lián)網(wǎng)水利大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)與實踐

物聯(lián)網(wǎng)水利大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)與實踐第一頁，共70頁。匯報內(nèi)容CONTENTS概述Part1我國水利概況Part2物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利Part3工程應(yīng)用實例Part4前景與展望Part5第二頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)（The

Internet

of

Things）通過智能感知、識別技術(shù)與普適計算、泛在網(wǎng)絡(luò)的融合應(yīng)用,是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。傳統(tǒng)思維是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和信息基礎(chǔ)設(shè)施分開，即一方面是機場、公路、建筑物，而另一方面是數(shù)據(jù)中心、個人電腦、寬帶等；在物聯(lián)網(wǎng)時代，鋼筋混凝土、電纜、芯片與寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施。統(tǒng)一基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球工地，世界的運轉(zhuǎn)在它上面進行，這個世界包括經(jīng)濟管理、生產(chǎn)運行、社會活動乃至個人生活。物聯(lián)網(wǎng)的概念PART1第三頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)的概念PART1物聯(lián)網(wǎng)的工程應(yīng)用特征1.物聯(lián)網(wǎng)為互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展，應(yīng)用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心；2.“一體化”是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)與保障綜合運用機械動力、微電子、自動控制、計算機、信息、傳感、接口等技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標優(yōu)化組織，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高可靠、低能耗基礎(chǔ)上實現(xiàn)“機、電、光與信息一體化”。第四頁，共70頁。5

“大數(shù)據(jù)”是需要新處理模式才能具有更強的決策力、發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。大數(shù)據(jù)的概念PART1第五頁，共70頁。云平臺的概念PART1由傳統(tǒng)計算轉(zhuǎn)向云計算(cloudcomputing)，是業(yè)界將要面臨的一個重大改變。各種云平臺(cloudplatforms)的出現(xiàn)是該轉(zhuǎn)變的最重要環(huán)節(jié)之一。顧名思義，這種平臺允許開發(fā)者們或是將寫好的程序放在“云”里運行，或是使用“云”里提供的服務(wù)，或二者皆是。也可以稱為按需平臺（on-demandplatform）、平臺即服務(wù)（platformasaservice，PaaS）等等。但無論稱呼它什么，這種新的支持應(yīng)用的方式有著巨大的潛力。第六頁，共70頁。我國水利概況PART21.流域（河流）我國共有流域面積50平方公里及以上河流45203條，總長度為150.85萬公里；流域面積100平方公里及以上河流22909條，總長度為111.46萬公里；流域面積1000平方公里及以上河流2221條，總長度為38.65萬公里；流域面積10000平方公里及以上河流228條，總長度為13.25萬公里。具體數(shù)據(jù)如下表所示：流域面積

流域50平方公里及以上100平方公里及以上1000平方公里及以上10000平方公里及以上合計45203229092221228黑龍江流域5110242822436遼河流河流域2214892598黃河流域4157206119917淮河流域24831266867長江流域10741527646445浙閩諸河1301694537珠江流域3345168516912珠江西南西北外流區(qū)諸河5150246726730內(nèi)流區(qū)諸河9245534961353第七頁，共70頁。我國水利概況PART22.水庫我國共有水庫98002座，總庫容9323.12億立方米。其中；已建水庫97246座，總庫容8104.10億立方米；在建水庫756座，總庫容1219.02億立方米。具體數(shù)據(jù)如下表所示：水庫規(guī)模合計

大型中型小型小計大（1）大（2）小計?。?）小（1）數(shù)量（座）980027561276293938933081794975359總庫容（億立方米）9323.127499.855665.071834.781119.76703.51496.38207.13第八頁，共70頁。我國水利概況PART23.灌溉我國共有灌溉面積10.02億畝，其中：耕地灌溉面積9.22億畝，園林草地等非耕地灌溉面積0.80億畝。我國共有設(shè)計灌溉面積30萬畝及其以上的灌區(qū)456處，灌溉面積2.80億畝；設(shè)計灌溉面積1萬-30萬畝的灌區(qū)7316處，灌溉面積2.23億畝；50-1萬畝的灌區(qū)205.82萬處，灌溉面積3.42億畝。2013年，全國總用水量6107.2億m3，其中農(nóng)業(yè)用水3743.6億m3，占總用水量的61.3%，南方4區(qū)農(nóng)業(yè)用水占全國的45.4%，北方6區(qū)用水占54.6%，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)為0.510，這就是說灌區(qū)水量有一半左右是在輸水、配水和田間灌水過程中損失掉了,而國際上先進國家灌溉水利用系數(shù)都0.7~0.8。這說明我國灌溉管理水平距離發(fā)達國家還有一定的距離，如何利用信息化的管理方式來提高我國灌溉水利用系數(shù)具有重要的意義。第九頁，共70頁。我國水利概況PART24.雨水資源我國降水分布明顯受西高東低的三級階梯狀地勢影響，呈現(xiàn)從西往東逐漸遞增的趨勢，此外，降水分布的南北差異也十分明顯，以秦嶺-淮河為界，南部亞熱帶季風氣候區(qū)降水充沛，而北部溫帶季風氣候區(qū)降水明顯偏少。進入21世紀以來，北方地區(qū)水資源顯著減少，全國降水減少了2.8%，地表水資源量和水資源總量分別減少5.2%和3.6%。北方地區(qū)的降水隨時間的分布極不均勻，一年中62%的降水都集中在夏季，汛期（6～9月）的降水占全年75%以上，降水的年際、年內(nèi)劇烈變化，為防洪和水資源利用帶來了很大的難度。如何利用大數(shù)據(jù)的預(yù)測預(yù)報最大限度的留蓄雨水資源和洪水資源來緩解我國水資源危機已成為亟待解決的問題。第十頁，共70頁。我國水利概況PART24.雨水資源我國降水以及南北方水資源分布圖我國南北方人均水資源占有量圖第十一頁，共70頁。我國水利概況PART25.知名水利工程南水北調(diào)工程是迄今為止世界上最大的調(diào)水工程，東線、中線、西線三條線路的年調(diào)水總規(guī)模約448億立方米，約為當今中國全年用水量的1/10。三條線路分別從長江下、中、上游向北方調(diào)水，與長江、黃河、淮河和海河相互連接，組成一個水網(wǎng)，形成“四橫三縱”總體格局。通過對水量跨流域重新調(diào)配，可協(xié)調(diào)東、中、西部社會經(jīng)濟發(fā)展對水資源需求關(guān)系，達到我國水資源“南北調(diào)配、東西互濟”的優(yōu)化配置目標。第十二頁，共70頁。我國水利概況PART25.知名水利工程三峽大壩是目前世界最大的混凝土水利發(fā)電工程，包括主體建筑物及導(dǎo)流工程兩部分，全長約2309m，壩高185m。三峽大壩建成后取得了巨大的效益：在防洪方面，三峽工程建成后，其巨大庫容所提供的調(diào)蓄能力將能使下游荊江地區(qū)抵御百年一遇的特大洪水；在發(fā)電方面，截至2012年底，三峽電站歷年累計發(fā)電量達到6291.4億千瓦時，相當于減排二氧化碳4.96億噸，減排二氧化硫595萬噸；在航運方面，自2003年三峽船閘通航以來，累計過壩貨運量突破3億噸，超過蓄水前22年的貨運量總和。第十三頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在水利中的應(yīng)用已初具規(guī)模。在傳感網(wǎng)絡(luò)的支撐下，水利部門已建成覆蓋全國的實時水情計算機廣域網(wǎng)、水利信息骨干通信網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)，并建設(shè)了水量調(diào)度、水文預(yù)報、水利電子地圖、防汛防旱決策支持、自動化辦公等系統(tǒng)，也就是說，具備了水利物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。作為實踐，國內(nèi)首個水利物聯(lián)網(wǎng)項目“感知太湖，智慧水利”一期、二期工程已經(jīng)完成，形成了藍藻智能感知、船舶行蹤監(jiān)控、水工建筑管理等于一體的智慧水利物聯(lián)網(wǎng)。第十四頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART31.智能“渠灌”控制系統(tǒng)“一體化閘門”是水利部的“948”項目，引進澳大利亞Rubicon公司的技術(shù)和裝置?！耙惑w化閘門”不僅是“十二五”灌區(qū)信息化建設(shè)中“全渠道控制系統(tǒng)”的一項重要內(nèi)容，也是水利工程及其設(shè)施“工業(yè)化制造”的改革性嘗試。老式手搖閘門圖一體化閘門圖第十五頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：澳大利亞的灌溉及河流控制一體化閘門圖第十六頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：中國山西汾河灌區(qū)第十七頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：中國寧夏青銅峽灌區(qū)第十八頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：中國安徽淠史杭灌區(qū)第十九頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化閘門實例：中國水利部節(jié)水灌溉示范基地（北京順義）第二十頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3“全渠道控制系統(tǒng)”也可以稱為“明渠灌溉物聯(lián)網(wǎng)”，它是針對一條工程基礎(chǔ)設(shè)施比較完善的渠道，在所有的控制節(jié)點安裝包括水位-流量監(jiān)測、閘門現(xiàn)地及遠程控制、太陽能供電的“一體化閘門”，通過閉環(huán)控制軟件，實現(xiàn)水資源的自動調(diào)配。第二十一頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART32.水肥一體化“滴灌”自動控制系統(tǒng)“滴灌”僅濕潤作物根區(qū)的土壤，其他區(qū)域土壤水分含量較低，因此，可防止雜草的生長，降低了農(nóng)藥的施用量。水肥一體化“滴灌”通過注入水中的肥料，可以為作物提供促進其最優(yōu)生長的恰當水分和養(yǎng)分。“滴灌”自動控制系統(tǒng)的田間敷設(shè)結(jié)構(gòu)圖第二十二頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3在水肥一體化“滴灌”自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)圖第二十三頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3新疆哈密大棗種植水肥一體化“滴灌”自動控制系統(tǒng)首部控制圖第二十四頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3新疆哈密大棗種植水肥一體化“滴灌”示范區(qū)通信設(shè)施圖第二十五頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART33.一體化泵站集成了泵、控制（實時狀態(tài)控制、遠程控制、報警處理、數(shù)據(jù)采集與管理等）系統(tǒng)及安裝體的一體化泵站，是完全工業(yè)化制造，現(xiàn)場安裝的“交鑰匙”輸水系統(tǒng)，充分體現(xiàn)了工業(yè)化與信息化的完美融合。一體化泵站結(jié)構(gòu)形式圖第二十六頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化泵站現(xiàn)場效果圖第二十七頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3一體化泵站運輸和施工圖第二十八頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART34.農(nóng)村供水一體化控制系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)村多級供水管網(wǎng)動態(tài)安全監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)是水利部人畜飲水安全項目今后（2020年前）建設(shè)的重要內(nèi)容。（在繼續(xù)建設(shè)農(nóng)村供水系統(tǒng)的同時，著重提升供水質(zhì)量和安全保障）。第二十九頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3關(guān)鍵技術(shù)（1）集成了水壓、流量傳感器和信息傳輸模塊的“一體化”微型采集裝置；（2）適合于農(nóng)村多級供水管網(wǎng)的基于物聯(lián)網(wǎng)的低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和組網(wǎng)方案；（3）基于上述關(guān)鍵技術(shù)的農(nóng)村多級供水管網(wǎng)動態(tài)安全監(jiān)控和預(yù)警管理系統(tǒng)。第三十頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART35.水處理“一體化”裝置污水處理用的推流泵/攪拌器制造過程中“置入”信息采集傳感器，并通過通信模塊和鏈路將推流泵/攪拌器的工作狀態(tài)和持續(xù)過程記錄并傳輸?shù)焦芾頇C構(gòu)，以保證污水處理的有效性和常態(tài)化，也有效地解決了這一工作的人為障礙。污水處理用的潛水型攪拌器圖第三十一頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3污水處理用的推流泵圖第三十二頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3污水處理用的“一體化”推流泵/攪拌器工作狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)圖第三十三頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART36.壩、堤安全監(jiān)測大壩的安全運行關(guān)乎人民生命和財產(chǎn)安全，為了保證大壩的健康運行，需要觀測大量的狀態(tài)數(shù)據(jù)如：土壩、土石壩主要觀測垂直和水平位移、裂縫、浸潤線、滲流量、土壓力、孔隙水壓力等；混凝土壩主要觀測變形、應(yīng)力、溫度、滲流量、揚壓力和伸縮縫等。這些數(shù)據(jù)從水庫建成就開始采集，至今已積累大量的數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)充分挖掘，了解大壩的變化過程和發(fā)展趨勢，達到對大壩安全進行預(yù)測預(yù)報的目的。第三十四頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART37.水質(zhì)監(jiān)測、預(yù)測水按用途可分為生活用水、農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生態(tài)用水等。不同用途的水要求的水質(zhì)標準也不一樣，通過對水溫、pH值、電導(dǎo)率、濁度、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、總需氧量、總有機碳、生化需氧量、氟離子、氯離子、氰化物、氨氮、六價鉻、苯酚等指標實時采集，并對采集數(shù)據(jù)進行綜合分析，得到水質(zhì)的實時狀態(tài)和變化規(guī)律，以實現(xiàn)水質(zhì)實時判斷和預(yù)警。水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)圖第三十五頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART38.防洪搶險通信系統(tǒng)當發(fā)生洪水時，當?shù)氐囊恍┗A(chǔ)設(shè)施往往會遭到嚴重損害，而把現(xiàn)場音、視頻信息、天氣、降雨等水文信息傳送至指揮中心速度將直接影響搶險救災(zāi)的效果，因此構(gòu)建一個完整的防洪搶險通信系統(tǒng),是關(guān)系到人民生命財產(chǎn)安全的大事。為了第一時間將防洪搶險現(xiàn)場采集的信息傳送至目的地，需要建立一個要具有抗干擾及遠距離通信能力，具有語音、圖像信息、數(shù)據(jù)的采集和傳輸能力的通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析評價系統(tǒng)。系統(tǒng)要能夠與省級水利部門和水利部應(yīng)急通信平臺無縫連接，互聯(lián)互通，為抗洪搶險、防災(zāi)應(yīng)急決策、指揮提供技術(shù)保障。第三十六頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3

山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警平臺采用最新的通信技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)字地理信息技術(shù)，集成了山洪、水文、氣象、國土和調(diào)查評價數(shù)據(jù)、專題圖層與分析成果，通過以GIS為核心進行信息綜合展示，為防汛值班、會商提供決策支持。第三十七頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3數(shù)據(jù)庫監(jiān)測系統(tǒng)（雨量、水位）移動查詢國家、省、市級山洪災(zāi)害預(yù)警平臺預(yù)警系統(tǒng)(無線廣播、短信、傳真)GIS平臺縣級山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警平臺氣象信息國土信息水文信息信息共享信息共享數(shù)據(jù)上報與信息共享生成報文（縣級防指成員，水利、國土部門，縣、鄉(xiāng)、村、組責任人）第三十八頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3移動應(yīng)急通訊系統(tǒng)第三十九頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART39.地下水資源管理目前，地下水由于過度開采和污染問題嚴重危及了水資源安全，為了嚴格地下水的管理和保護，需要對地下水的水位、水質(zhì)、流動方向等信息進行實習監(jiān)測，以實現(xiàn)地下水自動化與智能化管理，需要開發(fā)相應(yīng)的管理系統(tǒng)，其應(yīng)具有如下功能：（1）實時顯示各監(jiān)測站的水位、水質(zhì)數(shù)據(jù)；（2）能實現(xiàn)水位、水質(zhì)的自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、分析等功能；（3）能對水質(zhì)和水位進行預(yù)測和報警。第四十頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART310.灌溉取水計量目前，我國灌溉方式較為粗放，作物灌溉水量遠大于灌溉實際需水量，造成水資源的嚴重浪費。通過對農(nóng)作物、土壤墑情、氣候等信息的實時監(jiān)測，結(jié)合作物生長周期需水量，利用計算機、網(wǎng)絡(luò)通信和傳感等集成技術(shù)，對取水用戶實施精確取水計量和實時監(jiān)控，以確保作物在生長過程中的需要，從而實現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效和節(jié)水的灌溉技術(shù)。第四十一頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)與水利PART311.城鄉(xiāng)供水設(shè)施我國大多數(shù)城鄉(xiāng)供水系統(tǒng)的運行管理都采用比較原始的方法進行生產(chǎn)調(diào)度和生產(chǎn)管理，運行效率低下，基礎(chǔ)設(shè)施損毀嚴重。而通過對供水管道中水壓力、水速、水質(zhì)等信息的實時監(jiān)測，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)開發(fā)智能基礎(chǔ)設(shè)施管理系統(tǒng)，可以將水廠工程基礎(chǔ)設(shè)施、供水管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、供水社區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施、地理基礎(chǔ)設(shè)施等供水相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施連接起來，使其成為新一代的智慧化基礎(chǔ)設(shè)施，提高供水服務(wù)質(zhì)量和供水企業(yè)的生產(chǎn)效率。第四十二頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART312.城市防汛近年來城市暴雨積水成災(zāi)頻繁發(fā)生，對城市居民造成的損失愈來愈大。通過對城市積水點進行實時視頻監(jiān)測，采集降雨量、水庫、河道、易積水點的水位、流量信息，分析水流匯集信息、管道水流動態(tài)和積水動態(tài)，并根據(jù)往年長期統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行預(yù)測預(yù)報，以實現(xiàn)積水事件預(yù)警、應(yīng)急物資管理和多部門應(yīng)急協(xié)同，最大限度的減輕水災(zāi)害損失。第四十三頁，共70頁。物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與水利PART3物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)在水利中應(yīng)用存在的問題水利信息化是實現(xiàn)水利現(xiàn)代化和推動水利事業(yè)重大變革的關(guān)鍵。雖然我國已經(jīng)加快物聯(lián)網(wǎng)在水利中應(yīng)用的步伐，但仍存在一些問題：1.在水利信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與應(yīng)用方面，普遍存在分散建設(shè)、規(guī)范標準不統(tǒng)一、技術(shù)異構(gòu)等問題。2.基礎(chǔ)設(shè)施資源難以整合，軟硬件環(huán)境得不到高效利用。3.在業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用方面，普遍存在只能滿足基本業(yè)務(wù)處理需求，無法滿足業(yè)務(wù)協(xié)同發(fā)展需要的問題。4.應(yīng)用系統(tǒng)共享程度低，“信息孤島”現(xiàn)象嚴重。第四十四頁，共70頁。工程應(yīng)用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)1.數(shù)據(jù)采集（1）水庫歷史調(diào)度資料，即入庫泵站的開、停機時間，入庫泵站每日的前池水位、水庫水位、流量和提水量，不同供水對象的供水時間、流量和供水量，水庫滲漏量，日降雨，日蒸發(fā)量等資料。（2）水庫的安全資料，包括圍壩的沉降量、位移量、裂縫，壩體內(nèi)部測壓管水位、浸潤線走勢、壩體滲流量、壩基滲流量、滲流壓力，工程地質(zhì)和水文地質(zhì)，附屬建筑物安全等資料。（3）水庫生態(tài)資料，包括水庫水質(zhì)、生物種類、庫區(qū)植被類型等資料。第四十五頁，共70頁。工程應(yīng)用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)2.系統(tǒng)組成及功能平原水庫健康信息化系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)信息管理、水庫健康綜合診斷和預(yù)測、水庫優(yōu)化調(diào)度三部分組成。通過現(xiàn)場安裝物聯(lián)網(wǎng)感知節(jié)點，感知節(jié)點完成現(xiàn)場水位、流量、提水量等信息的監(jiān)測并通過無線傳輸?shù)狡皆畮旖】敌畔⒒脚_，平臺進行數(shù)據(jù)信息管理和挖掘，通過模糊層次分析法，按照一定的評價指標，準確判斷水庫的健康狀況；按照水庫健康狀況相關(guān)各種信息進行分類建立水庫健康預(yù)警決策樹，按照“if-and-then”的形式從樹根到樹葉獲取預(yù)警規(guī)則，對水庫的健康狀況進行預(yù)測預(yù)報；采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，總結(jié)出入庫泵站的開、停機時間、流量和提水量的規(guī)律，進而在保證供水量和水庫安全的情況下，制定出入庫泵站的開、停機時間、流量和提水量，作為指導(dǎo)水庫調(diào)度的依據(jù)。第四十六頁，共70頁。工程應(yīng)用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3.系統(tǒng)說明第四十七頁，共70頁。工程應(yīng)用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)丁東水庫基本情況丁東水庫位于陵縣丁莊鄉(xiāng)境內(nèi)，其平面形狀似靴狀，水庫大壩為均質(zhì)土壩，采用了碾壓式筑壩技術(shù)施工，其供水源主要是通過潘莊引黃干渠調(diào)引黃河水入庫。其設(shè)計指標如右表所示：項目指標項目指標總庫容5260萬m3死庫容625萬m3興利水位24.5m死水位17.5m壩頂高程26.5m壩頂寬度8m邊坡系數(shù)1:3壩軸線總長11.64km庫區(qū)總面積697萬m2

第四十八頁，共70頁。工程應(yīng)用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3.1水庫三維圖第四十九頁，共70頁。工程應(yīng)用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3.2平臺界面數(shù)據(jù)信息管理目錄第五十頁，共70頁。工程應(yīng)用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3.3泵站運行實時控制界面第五十一頁，共70頁。工程應(yīng)用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3.4水庫日蒸發(fā)量實時與預(yù)測第五十二頁，共70頁。工程應(yīng)用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3.5水庫健康診斷和預(yù)測第五十三頁，共70頁。工程應(yīng)用實例PART4一、平原水庫智慧化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3.6平原水庫優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)第五十四頁，共70頁。工程應(yīng)用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)1.基本情況濱州市沾化區(qū)智慧化高效節(jié)水項目，依托山東農(nóng)業(yè)大學農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)中心和水利土木工程學院，建立基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。第五十五頁，共70頁。工程應(yīng)用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)2.系統(tǒng)設(shè)計灌溉智慧化系統(tǒng)四層四模塊田間監(jiān)測模塊

作物需水量大數(shù)據(jù)模塊

輸水監(jiān)測模塊

總控制模塊數(shù)據(jù)采集層智能化傳輸層

大數(shù)據(jù)中心層

決策管理層系統(tǒng)構(gòu)成示意圖第五十六頁，共70頁。工程應(yīng)用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)2.系統(tǒng)設(shè)計平臺設(shè)計圖第五十七頁，共70頁。工程應(yīng)用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)2.系統(tǒng)設(shè)計

整個系統(tǒng)設(shè)計為三層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，第一層是山東農(nóng)業(yè)大學大數(shù)據(jù)中心與外網(wǎng)的連接以及大數(shù)據(jù)中心計算機之間的連接；第二層是大數(shù)據(jù)中心與物聯(lián)網(wǎng)信息處理終端之間構(gòu)成數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)；第三層是物聯(lián)網(wǎng)信息處理終端與水源地、管網(wǎng)和田間的監(jiān)測執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖第五十八頁，共70頁。工程應(yīng)用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)3.現(xiàn)場設(shè)備設(shè)施

物聯(lián)網(wǎng)氣象信息采集站圖氣象站、水肥一體化機房圖

第五十九頁，共70頁。工程應(yīng)用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)3.現(xiàn)場設(shè)備設(shè)施

水肥一體化機房圖

物聯(lián)網(wǎng)智慧化控制出水口圖

第六十頁，共70頁。工程應(yīng)用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)3.現(xiàn)場設(shè)備設(shè)施

物聯(lián)網(wǎng)土壤墑情1#監(jiān)測站圖

物聯(lián)網(wǎng)土壤墑情2#監(jiān)測站圖第六十一頁，共70頁。工程應(yīng)用實例PART4二、基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)4.系統(tǒng)網(wǎng)站

水肥一體化節(jié)水灌溉智慧化大數(shù)據(jù)平臺首頁圖第六十二頁，共70頁。工程應(yīng)用實例PART4四、山東省智慧水文大數(shù)據(jù)平臺1.研發(fā)背景

通過多年的努力，山東省水文信息化建設(shè)取得了較大成績，但在其建設(shè)過程中還存在以下幾個方面的不足。除降雨、水位測驗項目數(shù)據(jù)以自動觀測為主、人工觀測為輔外，其它測驗項目數(shù)據(jù)均為人工觀測水文資料整編通用軟件版本過低全省行業(yè)內(nèi)的各個專題、不同規(guī)模的數(shù)據(jù)庫名目繁多，數(shù)據(jù)存儲分散、共享不足數(shù)據(jù)采集

資料整編

數(shù)據(jù)管理

水資源、水環(huán)境管理等水文業(yè)務(wù)信息化程度偏低水文業(yè)務(wù)

第六十三頁，共70頁。工程應(yīng)用實例PART4三、山東省智慧水文大數(shù)據(jù)平臺1.研發(fā)背景

為解決上述問題，更好地發(fā)揮已建各水文工程、系統(tǒng)成果，實現(xiàn)水文各個業(yè)務(wù)綜合應(yīng)用平衡發(fā)展，在2015年國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》和《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》等文件提出的“推動大數(shù)據(jù)與云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)融合發(fā)展，探索大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的新業(yè)態(tài)、新模式”的精神指導(dǎo)下，采用大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和云計算等先進技術(shù)提高水文業(yè)務(wù)管理水平，建設(shè)山東省智慧水文大數(shù)據(jù)平臺迫在眉睫。第六十四頁，共70頁。工程應(yīng)用實例PART4三、山東省智慧水文大數(shù)據(jù)平