浅析“ 智慧水库”建设思路——以亭下水库为例

●王 翔 石跃祥

亭下水库位于宁波市奉化区溪口镇以西，是一座以防洪、灌溉为主，结合供水、发电、养殖等综合利用的大（二）型水利工程，是宁波甬江流域骨干工程之一。水库于1978 年5 月开始兴建，1985 年9 月竣工，工程按百年一遇洪水设计，万年一遇洪水校核，总库容1.515亿立方米，控制流域面积176 平方公里。水库建有坝后式水电站一座，总装机容量4320 千瓦，年设计发电量1120万千瓦时；拥有山林面积14500 余亩，大部分为生态公益林；水库常年平均径流量1.56 亿立方米，年城市供水能力约6000 万立方米。

一、亭下水库信息化情况现状

亭下水库信息化建设方面目前主要有雨水情监测、大坝安全监测系统、视频监控系统等基础感知系统。雨水情息系统、水库标准化（元素化）管理平台、亭下水库综合管理平台、水库洪水预报系统等水库业务应用。有一定信息化基础，具有“智慧水库”升级的潜力。

（一）基础感知系统建设情况

水雨情监测。水库水情、雨情自动测报系统由中心站、中继站、中转站以及6 个雨量站和3 个水位站、出入库流量站组成，雨量站使用2 套独立自动测报系统（短波遥测系统与雨润遥测系统）互为备用方式，投入运行以来系统工作良好，数据传输比较稳定。

大坝安全监测系统。由亭下水库加固工程自动化标（水利部南京水利水文自动化研究所），从2009 年3 月12 日至2010 年2 月3 日完成安装、调试工作，2011 年1 月通过完工验收。

视频监控系统。目前已有38 路视频监控图像，主要分布在大坝到管理房这部分区域，部分电厂以及部分安保视频监控，所有视频监控图像已汇聚至海康威视视频监控综合平台。

（二）水库业务应用建设情况：

雨水情系统。亭下水库共有两套水雨情系统（短波遥测系统与雨润遥测系统），两套系统同时工作，及时准确的传输实时水雨情信息，提高水库安全、高效运行的可靠性。目前系统运行稳定，数据传输正常。

水库标准化（元素化）管理平台。2015 年完成亭下水库标准化（元素化）管理平台的建设，平台集成标准化管理、安全生产元素化管理子系统等管理平台。

亭下水库综合管理平台。自2017年以来，按照宁波原水集团—水库两级综合管理平台信息服务项目的实际需要，遵循“统筹规划、统一标准、资源整合、共享服务、持续发展”的指导思想，原水集团采用统一租赁形式。为大中型水库管理单位提供水库基础信息展示、安全运行监控、水库应急调度、行政办公管理、上下级联动等服务；上下级之间通过服务接口实现数据的交互共享。

水库洪水预报系统。系统采用C/S两层体系结构和B/A/S 三层体系结构相结合的方式，提供基本信息、方案生成、方案分析、会商、成果输出、方案存储、洪水预报、数据库连接等功能，实现向防汛有关部门及时提供暴雨洪水、汛情信息和预警预报，实现对防汛工作中洪水预报业务的支持。

二、存在问题

（一）水库智能化管理能力不足

目前水库管理和林业管理主要以人工巡查为主，存在巡查频率有限、效率一般、人力物力耗费较高等问题，需要利用视频智能分析的先进技术手段，为森林防火、周界入侵的事件提供智能识别能力，实现对水库、林业智能动态监管，作为日常巡查信息化辅助工具，以提高水库管理和林业管理的智能化水平。

（二）数据资源分散、融合服务能力不足

随着水利信息化的不断推进，信息资源不断积累，业务系统不断增加，出现数据资源分散、利用效率不高、内容重复矛盾等问题，亟需构建水库数据仓库，实现数据资源统一存储管理。针对传统水利数据服务模式的不足，需要构建数据服务管理系统，提供水利数据传输中枢，整合现有水利数据资源，提供专业的水利数据接口，实现系统间便捷、规范、灵活的数据交换与服务共享。

（三）水库业务应用覆盖面不全

已建有水库标准化（元素化）管理平台、亭下水库综合管理平台、水库洪水预报系统等业务应用系统，业务应用系统虽有所建设，并在一定程度上支撑了各科室的业务管理，但部分系统存在功能模块还欠完整，部分业务的信息化应用水平总体偏低等问题，包括水文数据分析、水库大坝安全管理等，还未实现信息化建设，各类信息在实际工作中未能规范流转和充分应用。

（四）缺乏统一的综合平台，存在业务孤岛现象

正在使用的业务系统未能做到有效集成，导致“业务孤岛”现象严重，也增加了业务管理人员的工作量，在提高工作效率、实现业务协同等方面存在不足。有必要建立一个统一的综合应用平台，对业务管理功能进行扩展完善，实现亭下水库业务数字化、协同化管理。

三、“智慧水库”建设思路

运用充分运用物联网、云计算、大数据、移动互联等现代化信息技术，开展亭下水库“智慧水库”建设，通过智能视频分析服务系统、数据整合及水库数据仓库、智慧水库数据服务与管理系统、智慧水库综合管理平台，提高水库数据服务资源管理能力，提升水库业务应用，实现“视频监控智能化、数据资源可视化、考核管理元素化、管理平台一体化”的目标，打造水利行业“智慧水库”典型示范标杆。

（一）实现视频监控智能化

通过对水库的视频监控系统进行补充完善，利用视频智能分析的先进技术手段，构建水库放水预警识别服务、森林防火识别服务、周界入侵识别服务和漂浮物监测识别服务，以机器代人力，实现精准分析、精准预警、安全高效，有效降低人力监控负担，保障工程安全运行。

（二）实现数据资源可视化

按照“数据管家、智慧服务”的理念，构建水库数据资源服务管理系统，实现对“数据集成—数据资源—数据服务”全部运行过程进行可视化监控，形成资源丰富、服务专业、共享高效、管控可视的智慧水库数据资源服务体系，最终达到“数据资产化、服务价值化、管控可视化”的目标。

（三）实现考核管理元素化

结合元素化管理理念和水利工程标准化管理，构建基于元素化理念的水利工程标准化管理平台。基于原有的安全生产元素化管理系统，对系统进行升级改造，新开发双控预防模块、元素属性管理相关模块、预测预警模块等，提升工程风险评估能力，提高工程标准化管理水平。

（四）实现管理平台一体化

基于宁波市智慧水利综合应用平台提供的统一框架，构建亭下水库“智慧水库”，充分利用市级统建应用，并结合亭下水库的特色应用需求，构建智慧水库自建应用，全面深化水库核心业务应用，大幅提升水库业务协同化、智慧化管理和服务水平。

四、“智慧水库”具体做法

（一）建设智能视频分析服务系统

对水库的视频监控系统进行补充完善，综合应用计算机视觉识别技术，建立水库智能视频分析服务系统，以机器代人力，实现亭下水库周界入侵识别、森林防火识别、漂浮物识别，有效降低人力监控负担，保障工程安全运行。

（二）搭建数据库及数据服务管理系统

按照《宁波市水利数据资源目录》标准，对亭下水库水利业务数据进行综合梳理，摸清亭下水库数据资源家底，基于宁波市智慧水利数据中心，建立亭下智慧水库数据仓库。

按照“数据管家、智慧服务”的理念，充分利用宁波市智慧水利应用支撑平台提供公共基础服务，构建亭下水库数据服务管理系统，作为宁波市水利数据服务系统的节点，实现亭下水库数据资源归集及上下级交换共享。

（三）建设智慧应用平台

基于宁波市智慧水利综合应用平台提供的统一框架，构建亭下水库“智慧水库”门户，充分利用宁波市智慧水利综合应用平台提供的水利工程运行监管系统、水利工程安全生产风险管控系统等市级统建应用。

结合亭下水库的特色应用需求，构建智慧水库自建应用，提供水库标准化（元素化）管理系统、水库水工水文数据分析应用系统、可视化数据大屏、移动应用平台等系统，全面深化水库核心业务应用，大幅提升水库业务协同化、智慧化管理和服务水平。

总之，建设亭下智慧水库，不论是从满足现在的水利现代化建设需要方面，还是从达到长远的社会经济发展要求方面出发，都是一项具有重要政治意义和显著社会经济效益的战略举措。亭下水库作为宁波市智慧水库的试点之一，以人工智能、物联网、大数据等信息新技术为基础，突破水库现有系统的局限性，创新水库管理决策模式，实现水库管理从数字化到智能化的转变，亭下智慧水库的建设能够打造可复制推广的标准化成果，引领浙江省各大中型水库进行智慧化改造升级，是落实浙江省数字化转型的重要体现。