摘要：智慧水利指運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)，實現(xiàn)對水利對象及活動的透徹感知與全方位互聯(lián)，為水安全、水資源、水環(huán)境、水生態(tài)等領(lǐng)域水利業(yè)務(wù)...

智慧水利指運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)，實現(xiàn)對水利對象及活動的透徹感知與全方位互聯(lián)，為水安全、水資源、水環(huán)境、水生態(tài)等領(lǐng)域水利業(yè)務(wù)，提供精細(xì)化管理、智能化決策與泛在化服務(wù)，進(jìn)而全面提高治水能力，確保經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)性發(fā)展。

智慧水利技術(shù)是一系列現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用，旨在提升水利管理和服務(wù)的智能化水平。

智慧水利是智慧地球的思想與技術(shù)在水利行業(yè)的應(yīng)用，是集高效性、可持續(xù)性、智能性、魯棒性、自我修復(fù)、安全性等屬性的全方位綜合性體系。

智慧水利應(yīng)具備的屬性特征分析如下: 高效性的評價指標(biāo)通常會有吞吐量、延時、能耗、生命期等，智慧水利能根據(jù)不同應(yīng)用場景最優(yōu)化各項性能指標(biāo);可持續(xù)指的是智慧水利建設(shè)要與自然和社會發(fā)展相適應(yīng)，是綠色、健康、和諧的發(fā)展過程: 智能性是智慧水利最顯著的核心屬性，要求具有類似人類甚至超越人類的學(xué)習(xí)認(rèn)知能力，可以識別異常，發(fā)現(xiàn)規(guī)律性，減少人為干預(yù): 魯棒性指的是智慧水利系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的容錯、抗干擾和個別異常值影響之下仍穩(wěn)定運(yùn)行的能力; 彈性指的是在已經(jīng)出現(xiàn)故障的情形下，系統(tǒng)可以及時排查故障并自我修復(fù);安全性指的是具備防泄密、盜取、攻擊的技術(shù)能力，確保數(shù)據(jù)與隱私安全。除此之外，低成本、易部署、易維護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一規(guī)范等也是智慧水利應(yīng)滿足的特性。

智慧水利體系架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)

智慧水利總體架構(gòu)應(yīng)該能夠描述感知數(shù)據(jù)從采集、傳輸、分析處理到最后成為有價值決策信息的整個過程。一般劃分成四橫兩縱結(jié)構(gòu)，四橫指的是數(shù)據(jù)的感知、傳輸、分析處理和應(yīng)用，兩縱是指數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與安全運(yùn)維保障。在此結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，根據(jù)實際研究對象或應(yīng)用層面的不同，衍生出許多智慧水利相關(guān)的體系架構(gòu)，如水利大數(shù)據(jù)總體架構(gòu)、流域水環(huán)境水生態(tài)智慧化管理云平臺架構(gòu)、智慧水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng) (SWOMS)、基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧水利結(jié)構(gòu)、智慧灌區(qū)分層體系、大壩智能建設(shè)體系等。

在充分調(diào)研和總結(jié)相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，提出智慧水利體系框架，自底向上依次為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、知識層及應(yīng)用層。

縱向分為以下2個體系：1）運(yùn)維與安全保障體系，貫穿智慧水利整個運(yùn)行過程，針對橫向各層的特點(diǎn)和需求，做好設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、信息、系統(tǒng)等安全保障工作；2）監(jiān)測數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，需要根據(jù)智慧水利數(shù)據(jù)類型和特點(diǎn)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、采集方式、模型標(biāo)準(zhǔn)、處理技術(shù)規(guī)范、共享和安全等相關(guān)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。