AI智慧水務(wù)解決方案

基于人工智能的智慧水務(wù)解決方案2018年9月17日，受今年第22號強臺風(fēng)“山竹”登陸廣東帶來持續(xù)性強降水影響，

廣東多地暴雨，廣州市成暴雨的集聚中心，出現(xiàn)水浸街現(xiàn)象。資

訊番禺如意三馬路情況廣州番禺大石禮村南大路上車成船2目錄1.淺談智慧水務(wù)3.

案例分享2.方案介紹401淺談智慧水務(wù)51.1水行業(yè)的定義水行業(yè)是指人類社會在自然水循環(huán)和社會水循環(huán)過程中由水利、水務(wù)、市政、環(huán)保、海洋等涉水行業(yè)各利益相關(guān)方構(gòu)成的產(chǎn)業(yè)鏈。大氣水地表水土壤水地下水國土水

利農(nóng)業(yè)環(huán)

保氣

象海

洋水環(huán)保水安全水利用水生態(tài)萬物互聯(lián)人工決策數(shù)字化業(yè)務(wù)協(xié)同互聯(lián)互通監(jiān)測預(yù)警部分自動機器支持人工操作50-90年代智慧水務(wù)是應(yīng)用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新一代信息技術(shù)，對水務(wù)對象及水務(wù)活動進行更全面的感知

，更主動的服務(wù)，更協(xié)同的管理，更科學(xué)的決策，更自動的控制，和更及時的應(yīng)對，促進水務(wù)治理體系和治理能力現(xiàn)代化的新理念和新模式。1.2智慧水務(wù)的定義和理解智慧化智能化應(yīng)急指揮5級4級3級2級

1級0級6現(xiàn)代水利數(shù)字水利智慧水務(wù)信息化自動化機械化人工操作人工操作50年代之前強人工智能弱人工智能深度學(xué)習(xí)知識圖譜實時計算

智能控制

物聯(lián)感知輔助決策風(fēng)險評估

監(jiān)測監(jiān)控傳統(tǒng)水利工程水利名稱農(nóng)田水利2012年2017年機器學(xué)習(xí)圖像識別預(yù)測預(yù)報自動測報層級6級部分全自動資源水利2007年1998年水務(wù)智慧化管理將借助大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)，

實現(xiàn)實時監(jiān)控、供排水趨

勢預(yù)測、突發(fā)事件預(yù)警及應(yīng)急處置等功能，有效地提升了城市供排水智能化管理水平。政府的支持力度將對智慧

水務(wù)行業(yè)的發(fā)展規(guī)模、發(fā)展速度帶來很大影響，海綿城市、“水十條”、水資源稅改革的試點、“PPP+資產(chǎn)證券化”

等政策的發(fā)布都有助于智慧水務(wù)行業(yè)的快速發(fā)展。未來智慧水務(wù)的演進將呈現(xiàn)以下趨勢：1.3智慧水務(wù)的發(fā)展趨勢趨勢五：

跨部門數(shù)據(jù)共享，助力水務(wù)精細化管理目前，水務(wù)行業(yè)已經(jīng)在一定程度上實現(xiàn)了精細化、動態(tài)

化管理，但是還存在范圍不廣、程度不深、實時性不夠、設(shè)施不完善等不少問題，行業(yè)精細化、動態(tài)化長效管理機制仍未真正形成。實施水務(wù)行業(yè)精細化、動態(tài)化管理，能夠有效整合現(xiàn)有力量，優(yōu)化資源配置，提高效率，加

快推進水務(wù)現(xiàn)代化建設(shè)。趨勢二：新技術(shù)應(yīng)用加速，利好智慧水務(wù)發(fā)展智慧水務(wù)借助新一代無線網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)，從水務(wù)產(chǎn)業(yè)源頭的水源水庫等到中端的供水站到終端的用戶，所有的環(huán)節(jié)都處于監(jiān)控監(jiān)測之下，相關(guān)數(shù)據(jù)自動采集，并能對供水變化趨勢預(yù)測及應(yīng)對、突發(fā)事件預(yù)警及應(yīng)急處置等輔助決策功能，

能有效提升城市水務(wù)管理智慧化水平。趨勢三：

PPP+資產(chǎn)證券化，助力智慧水務(wù)建設(shè)PPP既是一種融資方式，同時更是一種治理方式。PPP模式的必將對智慧水務(wù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生深遠影響。截至2017年1月，財政部入庫PPP涉水項目（包括污水處理、水利、供排水、水環(huán)境綜合治理、海綿城市、地下綜合管廊等）

超過80%采用PPP模式。趨勢四：

供水和污水處理，并購重組將加速目前，重資產(chǎn)集團已經(jīng)成為智慧水務(wù)投資和運營的中堅

力量，重資產(chǎn)集團通過合資經(jīng)營、收購兼并等手段積極擴大水務(wù)市場份額，形成了跨區(qū)域規(guī)?；?jīng)營的格局。著PPP模式的深化和推進，伴隨而來就是智慧水務(wù)行業(yè)集中度將進一步提升。趨勢六、

政策、法規(guī)出臺，助力智慧水務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化國務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十三五”國家信息化規(guī)劃的通知（國發(fā)〔2016〕73號）、國務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知（國發(fā)〔2017〕35號）、水利部印發(fā)《關(guān)于推進水利大數(shù)據(jù)發(fā)展的指導(dǎo)意見》（2017.5）等等。趨勢一：

城鎮(zhèn)化穩(wěn)步推進，水務(wù)設(shè)備智能化隨著水務(wù)一體化、精細化管理的推進，海綿城市、“水十條”等項目中，實時在線、低功耗、低成本、高可靠、小型化的新型智能監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備（遠傳水表、智能井蓋、

監(jiān)測浮標(biāo)、無人機/船等），逐步占據(jù)主流市場。78

02

產(chǎn)品介紹-物聯(lián)網(wǎng)與智慧水務(wù)2.0針對物聯(lián)網(wǎng)如海量聯(lián)接、超低功耗、智能控制的需求，江河瑞通&IBM聯(lián)合創(chuàng)新實驗室提出了基于6LoWPAN、LoRa、ZigBee、

RFID以及MQTT等技術(shù)的RW-IOT物聯(lián)網(wǎng)解決方案，能夠為用戶打造一個涵蓋水利、水務(wù)、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、氣象、國土、海洋等涉水行業(yè)的統(tǒng)一物聯(lián)網(wǎng)云平臺，解決設(shè)備的統(tǒng)一接入與互聯(lián)、信息監(jiān)測、智能監(jiān)控等全生命周期管理的問題，實現(xiàn)水安全、水利用、水環(huán)保、水生態(tài)管理的智慧化。2.12016年，瑞通面向智慧水務(wù)提出“云+端”的水行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案江河瑞通物聯(lián)網(wǎng)云平臺大數(shù)據(jù)分析、行業(yè)模型等行業(yè)特種智能終端水量、水質(zhì)監(jiān)測等江河瑞通物聯(lián)網(wǎng)云平臺v2.0+9ESRI地圖

微信102.2瑞通物聯(lián)網(wǎng)云平臺物聯(lián)網(wǎng)云平臺RTongCloud數(shù)據(jù)質(zhì)量分析和治理服務(wù)認知計算服務(wù)大數(shù)據(jù)分析與行業(yè)模型應(yīng)用云

端統(tǒng)計模型

行業(yè)模型

專家模型分析應(yīng)用組件服務(wù)模型池服務(wù)認知計算IBM云地圖數(shù)據(jù)統(tǒng)計報表112.3江河瑞通-物聯(lián)網(wǎng)與智慧水務(wù)2.0：“云+水務(wù)大腦+端”模式智慧城市水務(wù)大腦瑞通模型庫云平臺

瑞通大數(shù)據(jù)分析平臺瑞通物聯(lián)網(wǎng)云平臺水量調(diào)度

水質(zhì)調(diào)度工程調(diào)度12治污水防洪水排澇水清水常規(guī)調(diào)度再生水雨洪水應(yīng)急調(diào)度2.4智慧水務(wù)藍圖--“藍綠交織、清新明亮、水城共融”節(jié)水優(yōu)先，空間均衡，系統(tǒng)治理，兩手發(fā)力以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn)--呼喚“一圖掌控、五水共治、三水聯(lián)調(diào)、河長監(jiān)管”生活用水農(nóng)業(yè)用水工業(yè)用水

環(huán)境用水水資源承載能力水環(huán)境承載能力

節(jié)水潛力（四定原則：

“以供定需”）資源調(diào)度月旬周日實時地表水

地下水

外調(diào)水年際

年內(nèi)季度月保供水

抓節(jié)水供水能力需水預(yù)測實施三大應(yīng)用基于統(tǒng)一數(shù)字化基礎(chǔ)平臺和智慧水務(wù)大數(shù)據(jù)中心，推進精準(zhǔn)

治理、運營管理和惠民服務(wù)等智慧水務(wù)綜合管理服務(wù)體系的

建設(shè)和完善，并與水務(wù)三防監(jiān)控指揮中心實現(xiàn)協(xié)同聯(lián)動。建設(shè)兩個中心建設(shè)智慧水務(wù)大數(shù)據(jù)中心和水務(wù)三防監(jiān)控指揮中心，其中智

慧水務(wù)大數(shù)據(jù)中心包括智慧水務(wù)大腦、大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)平臺、統(tǒng)一地圖服務(wù)、云開發(fā)平臺和云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)；水務(wù)三

防監(jiān)控指揮中心與政府運行管理中心相互協(xié)同，形成高效、

便捷的水務(wù)一體化管理服務(wù)體系構(gòu)建統(tǒng)一支撐構(gòu)建涵蓋全面感知體系、通信網(wǎng)絡(luò)和計算存儲資源的集約化

智慧水務(wù)支撐體系，結(jié)合云計算、云存儲、云網(wǎng)絡(luò)和云安全

能力，為新型智慧水務(wù)建設(shè)統(tǒng)一提供計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、物

聯(lián)感知等資源服務(wù)。強化兩個保障建立“防御、監(jiān)測、預(yù)警、治理、評估”五位一體的網(wǎng)絡(luò)安

全保障體系，構(gòu)建滿足智慧水務(wù)建設(shè)需求的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。2.5智慧水務(wù)整體架構(gòu)--“兩個中心、三大應(yīng)用、統(tǒng)一支撐、兩個保障”1314

03案例分享（1）物聯(lián)網(wǎng)云平臺，已為全國200多家單位提供監(jiān)測設(shè)施設(shè)備運維云服務(wù)。15（2）物聯(lián)網(wǎng)云平臺，已為全國28個城市提供供排水管網(wǎng)監(jiān)測預(yù)警云服務(wù)。16更多模型

…

某區(qū)域潰口后洪水淹沒模擬計算17（3）模型庫平臺，已為國內(nèi)50+個項目提供模型計算云服務(wù)。模型庫平臺--行業(yè)模型構(gòu)建和應(yīng)用的生態(tài)系統(tǒng)，

已接入國內(nèi)高校、研究院等15家單位持續(xù)提供優(yōu)質(zhì)模型。原始圖像

訓(xùn)練前182017年，聯(lián)合研發(fā)將在人工智能領(lǐng)域創(chuàng)新，

IBM

VIQ產(chǎn)品在水行業(yè)落地，

提供基于視頻圖像的智能化分析預(yù)警解決方案。江河瑞通&IBM聯(lián)合創(chuàng)新實驗室，利用IBM在工業(yè)領(lǐng)域積累，擴展模型識別自然水體及相關(guān)內(nèi)容。

IBMVisual

InspectionforQuality

(VIQ)-

基于IBM開發(fā)的深度學(xué)習(xí)算法對產(chǎn)品圖像進

行缺陷特征分類學(xué)習(xí)；-

可擴展算法和圖像數(shù)據(jù)集，

以滿足新的產(chǎn)品

缺陷檢測需求；（4）江河瑞通&IBM聯(lián)合創(chuàng)新實驗室，將在人工智能領(lǐng)域聯(lián)合研發(fā)和創(chuàng)新訓(xùn)練后1.實時掌握管網(wǎng)內(nèi)運行現(xiàn)狀，并進行評估，為分析預(yù)測溢流點和易

澇點提供數(shù)據(jù)支撐；2.可實時獲取排水管網(wǎng)的液位/流速信息，動態(tài)掌握排水管網(wǎng)狀態(tài)，輔助科學(xué)調(diào)度；3.可及時提供預(yù)警信息，為排澇搶險贏得時間；4.信息實時推送，減輕人工蹲守值班的勞動強度，提高調(diào)度、養(yǎng)護、排澇、防汛等工作效率。案例一、智能井蓋案例-技術(shù)難點及解決問題智能井蓋遙測終端基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，克服了井蓋屏蔽信號的難題，可配置高性能超聲波探頭、雷達測速儀、可燃氣體報警傳感器等多種傳感器設(shè)備，集數(shù)據(jù)的采集、存儲、無線傳輸于一體的智能設(shè)備。19單擊此處添加段落文本單擊此處添加段落文本單擊此處添加段落文本單擊此處添加段落文本單擊此處添加段落文本單擊此處添加段落文本單擊此處添加段落文本單擊此處添加段落文本單擊此處添加段落文本單擊此處添加段落文本單擊此處添加段落文本單擊此處添加段落文本單擊此處添加段落文本單擊此處添加段落文本單擊此處添加段落文本單擊此處添加段落文本單擊此處添加段落文本單擊此處添加段落文本單擊此處添加段落文本單擊此處添加段落文本單擊此處添加段落文本案例一、智能井蓋案例-硬件實施窨井內(nèi)：潮濕、有腐蝕性馬路邊：施工不方便污水里：不明雜質(zhì)多防腐，防護等級IP68設(shè)備體積小，安拆方便;鋰電池供電，不

立桿，不破路;低功耗，

使用壽命1年以上非接觸超聲波探頭，

防聲波干擾算法，監(jiān)測數(shù)據(jù)更加可靠20案例一、智能井蓋案例-軟件技術(shù)深于務(wù)20智16

管12進監(jiān)行市系南的用智系慧統(tǒng)管通網(wǎng)過的智”能云監(jiān)”和，

數(shù)，

終分端析到管云排的水無能縫力隙、傳排輸水。瓶頸、管網(wǎng)潛在問題，支持水位超高預(yù)警。APP部分功能展示21案例二、圖像識別案例-南沙智慧三防平臺系統(tǒng)項目在本項目中使用圖像識別產(chǎn)品，是基于江河瑞通-IBM聯(lián)合創(chuàng)新實驗室的技術(shù)成果。主要是將自然水體的識別通過機器學(xué)習(xí)建模，其水體異常、擁堵物、排污等場景的準(zhǔn)確識別能力已經(jīng)達到95.7%。在方法論、技術(shù)架構(gòu)、設(shè)計理念等方面均已做到領(lǐng)先水平。項

目

中

實

際

解

決

的

問

題22對任意一副獲取的標(biāo)尺圖像，系統(tǒng)能夠自動識別出圖像中標(biāo)尺的刻度，并轉(zhuǎn)換成實際水位或開度，根據(jù)設(shè)定的預(yù)警閾值，進行預(yù)警判斷并向用戶推送預(yù)警信息，數(shù)據(jù)可直接為業(yè)務(wù)應(yīng)用輔助決策。（能夠替代傳統(tǒng)人工觀測水尺）

聯(lián)排聯(lián)調(diào)場景：標(biāo)尺/水位圖像識別

水尺識別閘門開度標(biāo)尺識別案例二、圖像識別案例

聯(lián)排聯(lián)調(diào)場景：標(biāo)尺/水位圖像識別

瑞智云案例二、圖像識別案例對任意一副獲取的標(biāo)尺圖像，系統(tǒng)能夠自動識別出圖像中標(biāo)尺的刻度，并轉(zhuǎn)換成實際水位或開度，根據(jù)設(shè)定的預(yù)警閾值，進行預(yù)警判斷并向用戶推送預(yù)警信息，數(shù)據(jù)可直接為業(yè)務(wù)應(yīng)用輔助決策。（能夠替代傳統(tǒng)人工觀測水尺）水尺識別閘門開度標(biāo)尺識別給客戶創(chuàng)造的價值：城市供水安全保障能力提升8%；節(jié)約水資源量1000多萬立方米；再生水利用超過30%，改善了城區(qū)水環(huán)境。案例三、項目案例-北京市水資源統(tǒng)一調(diào)度平臺2015年9月，北京市水務(wù)局以南水北調(diào)水

源進京為契機，

基于“量水發(fā)展”理念，

圍繞

水資源“宏觀決策、業(yè)務(wù)支撐、保障應(yīng)急、公

眾服務(wù)”四方面的要求，建設(shè)了北京市水資源

統(tǒng)一調(diào)度平臺，初步形成了與“三環(huán)碧水繞京

城，五水聯(lián)調(diào)保供給”相適應(yīng)的業(yè)務(wù)化管理能

力，輔助解決南水北調(diào)水進京后多水源聯(lián)合調(diào)

度和全市水資源精細化管理問題。場景1：城市水資源情勢分析25場景2：城市生活用水配置調(diào)度（地表水、地下水、外調(diào)水三水聯(lián)合調(diào)度）場景4：城市環(huán)境用水配置調(diào)度（再生水、雨洪水和清水聯(lián)合調(diào)度）場景3：城市生產(chǎn)用水配置調(diào)度（再生水和清水聯(lián)合調(diào)度）

案例三、項目場景-水資源規(guī)劃配置（年際水量分配）

傳統(tǒng)方式：以需定供（粗放）創(chuàng)新方式：以供定需（基于BigData的精細化配置）如何在有限的計量監(jiān)測下，算清水資源總量？水資源可開發(fā)利用量？如何實現(xiàn)用水總量控制？水資源承載能力如何？節(jié)水潛力如何？生產(chǎn)用水外

調(diào)

下

水

生活人均用水量指標(biāo)工業(yè)萬元GDP用水量指標(biāo)

農(nóng)業(yè)用水量指標(biāo)生產(chǎn)用水生活用水生態(tài)用水生態(tài)用水生活用水再生水水資源狀況時空分布農(nóng)

業(yè)用

水工業(yè)

用

水可開發(fā)利用量經(jīng)濟社會發(fā)展水資源承載能力水環(huán)境承載能力供用水結(jié)構(gòu)水資源總量雨洪水清

水

人口預(yù)測(城鎮(zhèn)居民、農(nóng)村)GDP預(yù)測(增長率)節(jié)水潛力以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn)城市水務(wù)數(shù)據(jù)大腦

占水資源總量的百分比清水

雨洪水需水量供水量

缺水量

缺水率8007006005004003002001000地

表

水現(xiàn)狀

2020年

2030年再生水水量單位

：億m

3

缺水率：

%2627案例三、項目場景-實時水量水質(zhì)聯(lián)合調(diào)度計算案例四、智慧南沙三防項目-大數(shù)據(jù)分析在三一防個態(tài)界勢展主示要各包類含的臺預(yù)風(fēng)警相信似息路徑（暴對雨比、分臺析風(fēng)、、圖

澇水）尺以識及別各、物預(yù)聯(lián)警網(wǎng)信監(jiān)息測類設(shè)、備基于（雨水量系站管、網(wǎng)水圖位的站預(yù)、智能管

警網(wǎng)信、息潮統(tǒng)位計站、）重等點預(yù)鎮(zhèn)警街信排息水，管同網(wǎng)時水結(jié)位合監(jiān)氣控象、數(shù)河據(jù)涌、水物位資曲數(shù)線據(jù)等功提能供模信塊息。支撐。28能夠基于圖譜關(guān)系快速抽取某一對象（測站或事件）的重點關(guān)聯(lián)信息（如上下游測站、精細化降雨預(yù)測預(yù)報成果、應(yīng)急預(yù)案等），并關(guān)聯(lián)至分析成果進行展示，幫助用戶了解