人工智能在水利工程管理中的应用浅述

2021-03-30高小清郑文献

智能建筑与智慧城市 2021年7期

高小清，郑文献

（河北农业大学渤海校区）

1 引言

长期以来，在开展水利工程建设活动时，水利工程的有效管理都是其中一项极为重要的内容。在现代化技术快速发展的过程中，人工智能所取得的优势越来越明显。将其和水利工程管理工作进行深度融合，对于社会的可持续发展也同样可以产生积极作用。从人工智能技术特点来看，其可以包括视、听、触、嗅等多个方面的具体内容，对于管理效率的提升发挥了巨大的推动作用。同时，在节约人力成本的投入、水利工程设备的安全运行方面也表现出较为明显的优势，降低了各种危险事故的发生率。由此可见：研究人工智能在水利工程管理中的应用具有积极的社会意义[1]。

2 现阶段水利管理工作特点及难点分析

自改革开放以来，我国各个行业的事业都获得了飞速发展，并且取得了应有成效。在水利工程行业中，其所取得的优势也极为明显。具体来看，国家部门所组织开展的水利工程在抗洪、供水、航运以及养殖等工作中都发挥了巨大作用。在当前阶段，水利工程已经成为推动社会稳定发展的重要力量。需要注意的是，任何事物的发展都需要从两个角度进行分析，在认识到水利工程的快速发展所带来的优势的同时，也需要看到其中所存在的弊端问题。水利工程所采取的管理模式较为落后，已经难以满足现代化经济快速发展的需求。在不久的将来，这种管理模式必然会落后于时代的发展，甚至还会产生诸多负面作用。结合相关调查和研究可以发现：在传统水利工程管理工作中存在的问题，最为明显的是在感知、数据传输、分析以及决策等各个活动中[2]。

3 人工智能技术在水利工程管理中的应用现状分析

当前阶段，针对经济发展过程中所出现的各种问题，国家提出了推动国家治理体系和治理能力现代化建设的目标。水利工程作为国家基础设施建设活动中一项极为重要的内容，若想实现现代化建设的目标，便需要有效结合现代化信息技术的优势。从整个经济发展潮流角度进行分析，人工智能因其本身所具备的优势较为明显，已经在整个社会层面中得到了较为广泛的应用。将此技术的优势应用到水利工程管理工作中，可以避免人工作业的问题，从而进一步提升工作效率[3]。

3.1 语音识别的应用

在语音识别方面，其多是被应用在内部系统的远程会议体系中。当开展各项远程会议时，如果采取传统的会议记录方式，需要大量人力成本的投入，并且还会出现诸多错误信息。将其应用到后期管理工作中，还会对工程的顺利建设和发展产生诸多限制性作用。对此，便需要借助人工智能中所具备的语音识别优势，对各个会议信息进行科学化、精确化处理与分析。就目前工作形势来看，应用最为广泛的便是由科大讯飞等商家所出品的智能录音笔等现代化信息工具。同时，还可以利用各种新式APP，将其安装在电脑、平板或手机中。在会议进行中，只需要确保设备连接了互联网，便可以完成各种信息的快速化处理。这些信息还会被精准保存在数据库中。如果后期管理工作中出现了任何问题，都可以对其进行及时、有效调整，从而进一步提升信息处理效率。

3.2 文字识别的应用

人工智能在文字识别方面的应用最主要表现在行洪河道、水闸、进水口等重要设施的位置。从识别对象角度进行分析，其主要针对的是其中所出现的水位数据。当开展该部分工作时，需要充分发挥出摄像头的积极作用，对其中的信息进行及时处理。需要注意的是，所使用的摄像头需要具备一定的文字识别功能。否则，该部分工作将会无法顺利开展。如果有条件的话，还可以选择具备夜视功能的摄像头。这样，在微光环境下摄像头也可以保持全天候工作状态。

3.3 图像识别的应用

在图像识别方面，其多是被应用在水库、水源地、蓄水景区等区域中。在识别工具方面，主要包括了无人机、遥感卫星等多方面内容。在识别对象方面，主要包含了水中所存在的各种漂浮物和水质的变化情况。通过对遥感对象的动态化分析，认真分析遥感对象所出现的各种变化。当发现水位出现问题之后，可以安排管理人员对其进行及时调整，从而在一定程度上避免了问题的发生。

3.4 特征物体识别应用

在特征物体识别方面，其主要集中在人、车、船等一些动态化物体的管理活动中。借助人工智能技术的积极作用，对其中可能会出现的各种安全性问题进行提前防范。

3.5 阈值预警的应用

在阈值预警方面，其多被应用在各个堤防水平垂直位移监测、大体积混凝土的温度监测活动中。从现阶段应用情况来看，上述几个方面的应用还停留在较为原始的智能硬件设备等方面。虽然可以在一定程度上缓解人工操作过程中出现的巨大压力，但在水利工作机制的创新化发展方面，仍然存在许多较为突出的问题，需要结合实际工程情况，对其展开针对性调整和分析[4]。

4 人工智能技术在水利工程管理中的应用

4.1 人工智能与云计算融合集成的应用

在现代化经济快速发展的过程中，市场上所出现的信息越来越多。如果仅是一味依靠人工处理信息的方式，已经很难满足经济快速发展的需求。同时，在信息化计算方面，其所出现的高负荷特征越来越明显。从计算方式角度进行分析，其也发生了较为明显的变化，转化为了现阶段应用最为广泛的“云‐边‐端”形式。在具体应用过程中，需要将计算机放在端部的设备层位置上。从其影响来看，这种方式的有效运用，不仅可以快速提升信息处理的效率，减少不必要的过程时间消耗，还可以减少对网络宽带的占用。当开展信息传递工作时，仅是其中的一些有效信息在传递。就目前形势来看，若想进一步彰显人工智能的优势，还需要对其进行不断研究。使各种信息化传输需求可以满足长距离、大范围的视频监控运行需求。在此过程中，人工智能将会发挥穿针引线的作用。将计算机系统中所出现的智能芯片、外置智能模块等相关性内容，利用特定算法，针对云计算结果对其进行科学化、准确化分析，从而进一步提升信息处理的安全性。同时，还可以利用模拟算法，在这种模拟的作用下，人工智能系统可以对水利工程相关区域内的水文数据进行合理的分析，并综合外部干扰因素的影响，形成动态化的仿真图。根据仿真图可确定仿真参数，便将其引入当前水位模型之中，与水利运行相结合，从而进行预测运算。此外，设备的状态转换为输出数据，这有利于整个液压操作系统的动态控制。

4.2 人工智能与大数据融合集成的应用

从信息化处理的特点来看，其动态性特征也极为明显。其中包括了水雨情监测、水资源监测以及涉水舆情监测等多方面内容。充分发挥出大数据技术的积极作用，针对其中信息的变化情况进行及时控制和有效管理。当信息传递到系统中之后，会自动形成动态化监控曲线。对于监管人员而言，便可以根据其中所出现的各种信息，及时调整工作方案和后期工作计划，从而进一步提升水利工程管理的科学化。同时，人工智能还能发挥出一种承上启下的作用。将其中不同模块的信息进行有机关联，形成一种动态化、高效化管理机制，进一步提升信息决策的有效性[5]。

4.3 遗传算法在测试工作中的应用

在水利工程的实际管理中，需要用到多种数字模型，但是其计算方式和使用方法非常繁琐，而遗传算法可以对数字模型进行优化，为解决相关问题提供了科学技术手段。技术人员可以根据全面的经验和应用程序管理的要求来改进遗传算法并建立健全数据库，以提高算法的准确性。需要注意的是，遗传算法在运用时要完全将计算内容覆盖，并且需要对算法的通用框架进行持续标准化，才能保证其较高的可操作性，从而满足管理需求。此外，遗传算法还可以与水利工程相关的地理信息系统结合，确保基于空间数据及其空间控制和管理功能的算法的分类及可视化。