浅谈工业4.0时代“智慧水文”的发展趋势

方星萍

【摘要】德国政府提出工业4.0高科技战略计划，对工业提出更高要求，中国也积极推进以“互联网+制造”为主的新工业。随着信息获取与分析技术的快速发展，特别是物联网、大数据、云计算等先进技术手段，遥测、遥感、网络、数据等技术的大范围应用，实现了从数据采集、数据传输、数据储存到数据分析、数据服务的全面信息化、智能化，有力的促进了水文数据的采集和处理技术的发展。水文数据的准确性和时效性关系着相关应用领域做出决策的信息支持和正确性保证。推进信息采集的自动化，充分应用移动通信、卫星通信、空天遥感、物聯网及智能感知等技术，形成快捷准确的水文信息感知和传输系统。推进数据分析的智能化，更加注重对基础数据的分析研究，提炼水文产品附加价值，充分发挥水文的“智库”功能。推进信息服务的现代化，建立集水文、水环境、河道监测，及水文预报、水文水资源分析计算、河道泥沙分析等为一体的综合应用服务平台。

【关键词】工业4.0；水文；自动化；信息；采集

引言

改革以来，我国经济水平得到长足进步，各项事业取得了巨大的进步与发展。水文事业作为国民经济的基础性行业，服务于农业，在水资源合理调节与利用，防洪减灾，与国民经济的各行业密切相关，为满足国民经济发展过程中对水资源的巨大需求，保障国民经济的可持续发展作出了突出的贡献，同时也取得了不小的进步。但同时我国水资源有限，环境承载能力较弱，人口基数大，随着国民经济的持续高速发展，城市化进程的不断加快，现有的水资源无法满足发展的需求，如何更加合理、高效的分配有限的水资源，优化资源分配，实现利益最大化，成为水文信息提取与分析相关研究亟待解决的问题。通过科技创新，结合工业4.0发展思维，推进水文信息采集的自动化，推进水文数据分析的智能化，推进水文信息服务的现代化，才能从根本上支撑水文事业的发展，保障国民经济的可持续发展。

1、水文现代化

水文现代化即结合无线通信技术以及变频技术，充分运用计算机技术通过物联网、大数据、云计算等先进技术手段，实现从数据采集、数据传输、数据存储到数据分析、数据服务的全面信息化、智能化。能够实现对仪器仪表的精确定位，对复杂的测量情况进行理清，对于出现的定位误差能够自动进行修复，自动测量、并且生成测量结果。提供自动测控和手动测控两种功能，在自动模式下，系统能够一次性完成对几十个甚至几百个测试点的数据的采集，短时间内完成分析和计算，对数据的合理性检查，针对不确定的结果，对于其不确定的程度进行测算和明确，最后形成测量结果的图标，为信息的使用者提供更为精确的数据。在特殊的情况下不适合使用自动测控功能，可以利用手动模式进行测算，保证系统在任何环境下都能够得到充分的利用。

2、工业4.0背景下“智慧水文”的发展

通过研究以物联网和制造业服务化为特征的工业4.0，指出信息物理系统在引领智能制造的过程中发挥的重要作用，工业4.0必定改变现有的工业结构，智能制造业将又一次焕发出新的生命。在工业4.0时代的推动下，智能制造业必将又一次焕发出新的生命力，主要体现在智能工厂设备将实现高度的自动化，系统具备灵活、能实时应对各种事件的功能，保证过程彻底优化。同时，这种优势不仅体现在特定条件下，而且在网络环境下实现横向的最优化。借助物联网，智能工厂，实现人、机、物的有机结合。在工业4.0时代，智能发挥着重要作用，工业4.0的到来必然改变现有的工业结构，必将又一次焕发出新的生命力。“智慧水文”作为工业4.0时代下催生的一项新兴事业，推进信息采集的自动化，充分应用移动通信、卫星通信、空天遥感、物联网及智能感知等技术，形成快捷准确的水文信息感知和传输系统。推进数据分析的智能化，更加注重对基础数据的分析研究，提炼水文产品附加价值，充分发挥水文的“智库”功能。推进信息服务的现代化，建立集水文、水环境、河道监测，及水文预报、水文水资源分析计算、河道泥沙分析等为一体的综合应用服务平台。

2.1 推进水文信息采集的自动化。从工业4.0的发展实际出发，结合工业4.0时代下工业现代化发展趋势，积极推进水文信息采集的自动化，作为水文信息采集系统的基础，现代化的水文传感器是实现水文信息自动化采集的关键要素。降雨量、水位、流量、水质、蒸发、泥沙等自动化仪器，应当加大投资力度，促进研发，积极进行推广与应用。在水文传输设备方面需要结合互联网形成快捷准确的传输系统，结合卫星通信、空天遥感、移动通信、物联网及职能感知技术、形成更高效的水文信息感知系统。

2.2 推进水文数据分析的智能化。从工业4.0的发展实际出发，结合工业4.0时代下工业现代化发展趋势，积极推进水文数据分析的智能化，通过建立水文信息采取与处理的“智库”系统，充分利用其功能，对基础数据做更加深入的分析研究，得到具有利用价值的研究结论，服务于现实水文相关工作，提炼水文产品的附加价值。加大投资力度，促进“智库”系统的建设，推进水文数据分析的智能化。

2.3 推进水文信息服务的现代化。从工业4.0的发展实际出发，结合工业4.0时代下工业现代化发展趋势，积极推进水文信息服务的现代化，通过建立综合应用服务平台，将集水文、水环境、河道监测，及水文预报、水文水资源分析计算、河道泥沙分析等融为一体进行综合分析，发挥集水文数据采集，分析和服务于一体的水文信息系统更好的应用于实际生产生活中。

3、结语

随着工业4.0的提出与发展，世界范围内掀起了再工业化浪潮，在工业4.0中最核心与最关键的是信息化在制造业中的应用，“智慧水文”事业也越来越受到重视，通过物联网、大数据、云计算等先进技术手段，实现从数据采集、数据传输、数据存储到数据分析、数据服务的全面信息化、智能化。工业4.0时代“智慧水文”的发展必然影响到中国的国民经济发展，影响到中国各项基础事业的发展。

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