福建省水利智慧监测与洪涝预警工程研究中心研究方向

作者: 时间:2021-02-16 点击数:


紧跟国家和行业倡导的信息化、智能化方向,在前期的研究基础上,紧密结合人工智能、5G 等技术,中心在转化技术研发平台和系统集成研发平台两个方面进行深入的创新研究,技术研究方向如下:

1、基于北斗系统的大坝安全实时监测与智能预警技术

水库大坝安全事关人民群众生命财产安全和社会稳定,是安全管理工作的重点。近年来随着监测手段的不断提高,以及以机器学习等为代表的人工智能方法在变形预测和模式识别上的快速发展,数据驱动方法越来越受到研究人员的重视,但基于北斗导航系统的大坝位移自动化监测数据与人工智能预警技术的融合几乎是空白。另外,目前我国还没有一个完善的大坝安全评价标准体系,如何基于大坝安全观测项目建立大坝监控指标库建立预警模型还没有一个可参考的方案。因此,突破全球定位导航系统关键技术上欧美等发达国家对我国实施的严格技术封锁和限制使用,基于我国自主产权的北斗导航系统,研发5G通讯与定位导航融合技术在大坝安全实时监测的应用技术。

        

2、基于人工智能技术的滨海城市洪涝快速预警技术

当前台风风暴潮下的洪涝灾害对人类生产生活和生命安全造成极大的隐患。由于人类活动和自然环境变更,流域水文、地貌特性随时间将不断的变化。传统分析方法主要通过实测或者反演等手段进行相关计算参数的拟定,但参数一经确定,后续的流域特性演变将难以把控。特别是,在台风风暴潮等极端条件下,短历时的强降雨输入时的误差非常大,传统的水文分析模型和城市内涝预测模型的模拟结果往往不可靠,且流域水系连通的物理水网感知设备的高效组网几乎是空白,人工智能技术的落地应用滞后,导致滨海城市洪涝快速预警严重停滞。因此,针对福建省山地、丘陵地貌广泛分布,在台风等强降雨因素长历时持续作用下,流域中经常形成暴涨缓落的洪水这一鲜明的区域特点,研发基于人工智能技术的滨海城市洪涝快速预警技术。

3、基于大数据分析的空天地一体化监测数据智能处理与三维增值服务

为了实现对区域水情变化的快速分析和大坝安全的实时监测,离不开对气候、地质、水情实况、大坝性态的感知体系,数据将涉及流域空间地理信息、气象降雨信息、遥感影像信息、水文信息、河湖管网信息、水利工程数据、灾害隐患信息和工程运维信息等“空天地”水利信息,这些信息具有多源、异构、海量的特点。福建省水利基础设施体系庞大、数量众多,目前仍以人工管理、手工操作为主,管理手段落后,效率低下,无法满足现代水工程管理信息化、智能化的要求,实时预测评价水情和洪涝灾害状态就无从谈起。同时,软件开发和管理应用环节薄弱,重硬件建设轻软件的应用管理运行,造成系统软件的开发、推广和应用上存在较大的缺陷。因此,中心将打造集“基于现代信息通讯技术的快速监测与数据传输、基于大数据和云技术的数据存储与快速计算、基于通讯技术和虚拟技术的智能水感知和水决策”为一体的智慧中枢。

4、基于无人机智能化巡检的河湖库监管技术

无人机通过网络隐患信息采集、视频图像采集等方式,建立河湖库养护安全隐患诊断知识库,对隐患特征不断补充完善,进一步提升AI图像识别模型的训练效果和识别精度。对于不易达到的区域,采用无人机安全快速的进行河、湖、库的定期巡检,由飞行器进行现场拍摄,并将图像和数据信息通过无线传输链路传到中心平台,为指挥人员提供现场信息。同时,采用三维图像重构技术对图像和数据信息进行分析处理,实现河湖库水质的实时预测预报。动态优化各地域河长制业务管理制度和流程,针对潜在的问题和隐患实现真实场景的模拟展现。


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