智慧海堤管理平臺(tái)建設(shè)現(xiàn)狀

1、鹽城市大豐區(qū)位于江蘇省沿海中部，東臨黃海，擁有112km海岸線， 海岸土質(zhì)為粉沙質(zhì)淤泥，自宋朝建成范公堤以來，海岸呈向外淤積趨 勢(shì)，屬于淤漲型海岸。隨著海岸東遷，大豐區(qū)為保障沿海人民生命財(cái) 產(chǎn)平安，先后修建了 5道海堤抵御海潮的侵襲。先后建成大豐閘、王 港閘、三里閘、川東閘、竹港閘、四卯酉閘等大中型排澇擋潮閘以及 擋潮海堤。自把智慧水利建設(shè)作為推進(jìn)水利現(xiàn)代化的重要舉措后，大 豐區(qū)在海堤信息化建設(shè)現(xiàn)狀根底上，利用現(xiàn)代化信息技術(shù)建設(shè)智慧海 堤管理平臺(tái)，以適應(yīng)智慧水利的開展需求。1大豐區(qū)海堤信息化建設(shè)現(xiàn)狀海堤數(shù)據(jù)是決策精準(zhǔn)化、科學(xué)化的有效支撐，局部地區(qū)信息化根底薄 弱，海堤水、雨、潮情數(shù)據(jù)多為人工測(cè)

2、量記錄的書面數(shù)據(jù)，尚未形成 完整的電子數(shù)據(jù)，局部涵閘雖已實(shí)現(xiàn)信息化的有效運(yùn)用，但推廣缺乏。 如局部站點(diǎn)監(jiān)測(cè)設(shè)備落后，測(cè)量數(shù)據(jù)失真，無法為水利決策提供可靠 的數(shù)據(jù)支撐。視頻監(jiān)控技術(shù)可對(duì)工程的人員、設(shè)備、設(shè)施提供有效保 護(hù)，是十分便捷、高效的遠(yuǎn)程管理手段。目前5G+物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已較為 成熟，但局部海堤在無電、無網(wǎng)情況下仍采用相對(duì)落后的視頻錄像采 集上報(bào)技術(shù)，視頻質(zhì)量較差、圖像不夠清晰、傳輸速度較慢，尤其在 局部險(xiǎn)工患段無法做到實(shí)時(shí)采集傳輸，另外監(jiān)控系統(tǒng)尚未采用圖像智 能識(shí)別技術(shù)，不能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)堤閘的遠(yuǎn)程管理。智慧海堤建設(shè)必須高 度重視風(fēng)暴潮的發(fā)生和預(yù)警，推進(jìn)構(gòu)建具有“四預(yù) 1預(yù)報(bào)、預(yù)警、 預(yù)演、預(yù)案

3、）功能的智慧水利體系1。但在海堤信息化建設(shè)過程中， 局部業(yè)務(wù)系統(tǒng)仍采用人工采集錄入運(yùn)行模式，存在應(yīng)用和業(yè)務(wù)融合缺 乏，高新信息技術(shù)應(yīng)用不高等問題，如海堤管理與涵閘遠(yuǎn)程聯(lián)合調(diào)度 能力缺乏，水、雨、潮情數(shù)據(jù)推送處理不及時(shí)，海堤、涵閘站點(diǎn)管理 與控制智能化程度不高等。2智慧海堤管理平臺(tái)建設(shè)總體框架總體目標(biāo)采用B/S的模式，通過對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、GIS 等技術(shù)的系統(tǒng)集成，采用數(shù)據(jù)流交叉組織方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理、信息 查詢與、成果展示等功能，構(gòu)建具有水利全要素映射的數(shù)字化海堤, 建成以抵御海潮為重點(diǎn)的業(yè)務(wù)應(yīng)用，賦能構(gòu)建預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù) 案的“四預(yù)體系，建立實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、智能預(yù)警的海堤平

4、安防御體系2。 建設(shè)智慧化海堤管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)海堤、閘站信息自動(dòng)采集、存儲(chǔ)及數(shù) 據(jù)傳輸處理網(wǎng)絡(luò)化、防災(zāi)減災(zāi)智慧預(yù)警與監(jiān)測(cè)，支撐防潮決策科學(xué)化?？傮w框架根據(jù)大豐區(qū)智慧海堤管理平臺(tái)建設(shè)的總體目標(biāo)、按照“需求牽引、應(yīng) 用至上、數(shù)字賦能、提升能力的總體要求，平臺(tái)采用B/S架構(gòu)，整 體采用前后端別離的微效勞機(jī)構(gòu)模式，方便后期的數(shù)據(jù)共享和擴(kuò)展升 級(jí)需要，后臺(tái)采用SpingBoot搭建，客戶端展示采用vue等主流前端 框架，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和模型數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一管理。具體框架如圖 1所示。3智慧海堤管理平臺(tái)建設(shè)的主要任務(wù)建設(shè)海堤平安數(shù)據(jù)中心硬件設(shè)施上，利用現(xiàn)有的中心機(jī)房和網(wǎng)絡(luò)，通過政務(wù)內(nèi)網(wǎng)連接指揮中 心和堤防管

5、理處。堤防管理處通過VPN連接各閘站，用于數(shù)據(jù)通訊 與傳輸，實(shí)現(xiàn)信息共享、聯(lián)合辦公、視頻會(huì)商、遠(yuǎn)程調(diào)度等。數(shù)據(jù)上， 采用云計(jì)算技術(shù)將大豐區(qū)海堤歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，建設(shè)包括業(yè)務(wù)庫(kù)、 歷史庫(kù)和備份庫(kù)的綜合數(shù)據(jù)中心，對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行分層和信息分類, 包括分類代碼、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、屬性字段等，使海堤數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化、 標(biāo)準(zhǔn)化。源數(shù)據(jù)經(jīng)處理后，按照數(shù)據(jù)分層要求和統(tǒng)一的參考坐標(biāo)，利 用腳本程序，分層創(chuàng)立數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)表結(jié)構(gòu)，并結(jié)合數(shù)據(jù)預(yù)處理階段形成 的對(duì)照表進(jìn)行批量錄入，提高效率。將現(xiàn)有的堤防管理人員信息、各 閘站根底信息、自動(dòng)化運(yùn)行數(shù)據(jù)、工程平安、堤防巡查業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、視 頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、電子化數(shù)據(jù)，按照設(shè)計(jì)好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和標(biāo)

6、準(zhǔn)批量導(dǎo)入到 中心數(shù)據(jù)庫(kù)，建立統(tǒng)一的海堤平安數(shù)據(jù)中心。建設(shè)5G+智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用5G高速網(wǎng)絡(luò)，配合智能圖像識(shí)別攝像頭，利用前期各視頻監(jiān)控 點(diǎn)，進(jìn)行集中組網(wǎng)，各監(jiān)控點(diǎn)與調(diào)度中心監(jiān)控平臺(tái)間利用運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò) 連接，通過運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控視頻的調(diào)用及控制信號(hào)的下發(fā)。視頻 監(jiān)控系統(tǒng)采用智能數(shù)字視頻監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，對(duì)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的 關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行全方位24h不間斷的視頻監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備及系統(tǒng)的 互聯(lián)、互通、互控，完成視音頻及工程預(yù)警信息的采集、傳輸/轉(zhuǎn)換、 顯示/存儲(chǔ)、控制，同時(shí)還提供身份認(rèn)證和權(quán)限管理，保證工程視頻 信息的平安3。通信網(wǎng)絡(luò)采用無線中繼方式組成通信網(wǎng)絡(luò)，無線設(shè) 備采用融合指揮通信系統(tǒng)

7、，集成了基站、核心網(wǎng)、調(diào)度系統(tǒng)等功能, 適用于需要快速部署的應(yīng)急通信場(chǎng)景，通過LTE技術(shù)基站及接收終端 組成局域網(wǎng)絡(luò)，單套無線設(shè)備覆蓋距離廣5km,海堤沿線攝像機(jī)、巡 查定位等設(shè)備通過局域網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸至現(xiàn)場(chǎng)接收設(shè)備，再通過5G 物聯(lián)網(wǎng)上傳到平臺(tái)，智慧海堤通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)如圖2所示。業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)GIS+BIM三維海堤綜合管理系統(tǒng)基于先進(jìn)的BIM技術(shù)，結(jié)合地理 信息GIS、傾斜攝影以及GPS定位技術(shù)，建設(shè)基于BIM的海堤綜合 管理系統(tǒng)4。采用BIM數(shù)字工程海堤建模，把海堤相關(guān)附屬管理工 程進(jìn)行數(shù)字建模，為日常管理、水雨潮情模擬、應(yīng)急指揮、自動(dòng)化控 制提供及時(shí)準(zhǔn)確的信息來源。該系統(tǒng)功能包括：GIS+B

8、IM三維實(shí)時(shí)展 示5,閘站運(yùn)行管理、視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，海潮預(yù)警，應(yīng)急模擬， 綜合信息查詢等，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)，自動(dòng)分析和監(jiān)測(cè)，自 動(dòng)預(yù)警報(bào)警，提供沉浸式的海堤管理場(chǎng)景6。海堤平安與應(yīng) 急指揮系統(tǒng)智慧海堤的建設(shè)必須高度重視風(fēng)暴潮的發(fā)生和預(yù)警，推進(jìn) 構(gòu)建具有“四預(yù)功能的智慧水利體系。通過布設(shè)水文監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí) 現(xiàn)對(duì)風(fēng)暴潮的可視化預(yù)警、動(dòng)態(tài)模擬分析風(fēng)暴潮對(duì)海堤的破壞能力模 擬，為風(fēng)暴潮的防范和應(yīng)急指揮提供決策依據(jù)，保護(hù)海堤附近人員和 設(shè)施平安。提供系統(tǒng)平安與應(yīng)急指揮可視化的防潮預(yù)警：通過三維動(dòng) 態(tài)模擬風(fēng)暴潮預(yù)警，結(jié)合應(yīng)急預(yù)案模擬、分析，搶險(xiǎn)救援指揮，實(shí)現(xiàn) 對(duì)風(fēng)暴潮的可視化預(yù)警、動(dòng)態(tài)模擬，并將

9、分析結(jié)果推送給用戶，提供 輔助決策分析。水雨潮情實(shí)時(shí)報(bào)送系統(tǒng)根據(jù)海堤的實(shí)際需求， 運(yùn)用水文監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、實(shí)時(shí)潮位監(jiān)測(cè)站點(diǎn)對(duì)水、雨、潮情進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)， 通過5G+網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)海堤區(qū)域險(xiǎn)工患段進(jìn)行全時(shí)監(jiān)控，提供潮位、流 量、水雨情實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的展示與查詢，并對(duì)所有水、雨、潮數(shù)據(jù)進(jìn)行處 理，備份，實(shí)現(xiàn)水、雨、潮情實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)全覆蓋，提供高效應(yīng)急指揮技 術(shù)支持，提高海堤防汛減災(zāi)能力。水、雨、潮情實(shí)時(shí)報(bào)送系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如 圖3所示。涵閘自動(dòng)化控制、可視化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過5G+遠(yuǎn)程自 動(dòng)化控制設(shè)備，結(jié)合水、雨、潮情等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，建設(shè)自動(dòng)化閘門調(diào)度 與監(jiān)控系統(tǒng)，及時(shí)防范風(fēng)暴潮影響，保護(hù)堤內(nèi)人員和設(shè)施平安。同時(shí) 在建設(shè)海堤和涵閘過程中，受本地淤漲型海岸和沉降等復(fù)雜地質(zhì)情況 的影響，往往易出現(xiàn)平安隱患，通過現(xiàn)代信息技術(shù)建立監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及 時(shí)掌握海堤、涵閘及其地基土體的變形參數(shù)，消除平安隱患。3.3.5 智能隱患巡檢系統(tǒng)開發(fā)移動(dòng)端APP實(shí)現(xiàn)智慧海堤的高效管理,具體包 括：實(shí)時(shí)瀏覽、查詢海堤根底數(shù)據(jù)；當(dāng)風(fēng)暴潮運(yùn)行出現(xiàn)報(bào)警信息時(shí), 系統(tǒng)通過第三方接口及時(shí)推送到管理人員移動(dòng)端，有助于管理人員及 時(shí)處理；手機(jī)端查詢各涵閘運(yùn)行數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)；通過5G通訊互 聯(lián)，實(shí)現(xiàn)手機(jī)端與指揮中心實(shí)時(shí)連接，進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻會(huì)議；通過手機(jī) 端巡檢地圖，能夠查詢海防設(shè)施屬性與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。4結(jié)語依托自有機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)與效勞器，運(yùn)用5G+物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、遠(yuǎn)程控