現代水利發展離不開物聯網技術
張美軍
（徐州市云龍區水利局 江蘇徐州 221005）
摘要：我國水利發展正在由傳統水利向現代水利、可持續發展水利轉變。用現代的治水理念、先進的科學技術、完善的基礎設施、科學的管理手段，去武裝和改造傳統水利，全面推進水利科技創新體系建設，積極構建與現代水利相適應的綜合保障體系。當今計算機、通信、網絡等高新技術即物聯網傳感技術，應為實現水利發展現代化提供堅實的技術基礎和前所未有的發展機會。
關鍵詞：物聯網技術 現代水利 應用
物聯網又稱傳感網，是指通過傳感設備把實物與互聯網相連接，通過信息交換實現智能化識別和管理的網絡。物聯網是繼互聯網之后又一次新技術革命，是溫家寶總理要求的五大必爭產業制高點之一，被認為是推動產業升級、邁向信息社會的“發動機”。現階段我國水利行業發展正在由傳統水利向現代水利、可持續發展水利轉變，水利行業具備發展物聯網得天獨厚的基礎條件。今年中央一號文件指出，力爭通過5年到10年努力，從根本上扭轉水利發展明顯滯后的局面。到2020年，基本建成防洪抗旱減災體系；基本建成水資源合理配置和高效利用體系；基本建成水資源保護和河湖健康保障體系；基本建成有利于水利科學發展的制度體系。水利發展會在物聯網技術浪潮中全面受益，應抓住重大戰略機遇，在國內率先發展行業物聯網。
1 水利行業具備發展物聯網的先發優勢
物聯網的核心是傳感系統。由于自身需求和技術特點原因，水利行業對傳感器的應用時間長、范圍廣、種類多，積累了豐富的傳感器研發、生產和應用經驗，為未來物聯網建設打下了良好基礎。水利行業發展物聯網的先發優勢具體體現在以下幾個方面。
一是專業傳感器技術得到了長足發展。水利行業具有安全要求高、空間跨度大、野外作業多等特點，在幾十年前就已經開始使用自動化以及半自動監測逐步代替人工操作，發展了類型豐富、性能可靠、各具特點的多種傳感器。例如，從傳感原理上可以分為應變式、振弦式、差阻式、光柵式等，從應用范圍上可分為工程安全監測、水質監測、水文監測、水土保持監測等，監測物理量包括位移、溫度、壓力、視頻以及多種水質指標等。
二是傳感網絡系統的實際應用已有相當規模。目前，水利、交通、公安等是使用傳感網絡較多的部門，其中尤以水利行業歷史最悠久、應用最廣泛，涉及工程安全、防汛抗旱、水文水質、水土保持、農田水利等各個方面。在傳感網絡的支撐下，水利部門建成了覆蓋全國的實時水情計算機廣域網、水利信息骨干網等通信網絡，并開展了水量調度、水文預報、水利電子地圖、決策支持、自動化辦公等方面的深入研究。可以說，水利部門已經初步建立了行業物聯網的雛形。
三是形成了完整的傳感網絡產業鏈。受益于國家主管部門的高度重視和持續支持，傳感監測網絡已經成為水利行業的重要支撐力量，并帶動了相關軟硬件產業的飛速發展。目前，我國水利行業已形成了從傳感器到二次采集設備、網絡設備、中央監控設備的研發、封裝、測試、生產、應用和系統集成的完整產業鏈條，涌現出一批產品過硬、技術先進、有獨立知識產權的創新型企業和科研單位，為未來水利行業物聯網的產業化發展奠定了堅實基礎。
2 物聯網建設將全面推動水利行業發展
物聯網作為繼互聯網之后的又一次信息技術革命，必將和互聯網一樣對水利行業產生深遠影響。與傳統的信息技術相比，物聯網技術將使水利監測的廣度、深度、密度和精確度都發生革命性的提升，進而對更高層次的科學研究和生產應用產生深遠影響，使從前做不了的事情做得成，從前做的粗的事情做得好。
首先，水利行業監測能力將獲得全方位的提升。在可預見的未來，傳感器的精度、可靠性、監測頻次、環境適應能力、集成度都會顯著改進，而功耗則會大幅降低，形成更加細分的傳感器家族。同時，由于市場需求的爆發式增長和核心技術的產業化，傳感器成本將會大幅降低，從現在動輒幾千上萬元的工業品轉變成價格低廉的民用品，將使同等預算下傳感器的分布密度更高、覆蓋面積更廣、網絡規模更大，真正形成無所不包無所不知的監控網絡。
其次，監測系統的建設模式將發生革命性的改變。目前典型的傳感網絡建設模式是在監測斷面布設若干只傳感器，由于信號傳輸距離所限往往要在現場建設監測站放置采集設備，同時配套供電和通訊設施，不僅施工難度大、工期長、成本高，而且還經常要現場維護和管理。物聯網的建設將會徹底改變這一局面，自供電、自采集、自聯網傳感器的全面普及會大大簡化監測系統的建設模式，并極少需要人員現場管理維護，顯著提高工程建設的速度和效率。
第三，物聯網的上層應用將會取得重大進步。傳感網絡性能的全方位提升，會使以往僅僅停留在概念的應用成為可能，使誤差較大的科技手段更加實用，全面帶動行業技術進步。例如，各種水利模型參數能夠更加精準的率定和修正，有效降低模型計算誤差；工程調度將真正實現實時化和智能化；突發性事故的預測將更為精確和及時，處理能力顯著增強；工程安全預警更為嚴密和全面等等。
3 發展水利物聯網的建議
水利物聯網的建設是大勢所趨。目前物聯網產業正在從萌芽期走向成熟期，應抓住機遇及早謀劃，為率先實現水利行業物聯網做好準備。
第一，做好發展水利物聯網的前期工作。從政策和技術兩個層面積極開展水利物聯網的先期籌劃和儲備，在適當時機研究制定行業物聯網建設規劃，開展行業物聯網的整體架構及子系統概念設計，緊密跟蹤國內外核心技術的研究進展，組織科研單位開展核心器件與水利專業要求相結合的產業化科研攻關，并協調相關部門籌備制定水利物聯網技術標準。
第二，穩步推進水利物聯網示范工程建設。示范工程建設是對行業物聯網的技術驗證和經驗積累，有利于篩選出最佳技術方案，避免大規模實施中出現重大失誤。此外，示范工程還是推動行業物聯網建設的催化劑，使技術優勢眼見為實，直接調動建設物聯網的積極性。
第三，引導和扶持水利物聯網企業發展壯大。水利物聯網建設不僅要提高行業的技術水平和管理能力，也要服務于全國物聯網產業發展戰略大局。目前我國水利傳感設備生產企業的技術實力與國外同類企業相比還有一定差距，要利用物聯網建設的機遇加倍呵護和扶持本土企業迎頭趕上，搶占技術制高點，擴大市場份額，并逐步向國外市場以及交通、建設、能源等其他行業擴展，為我國物聯網產業戰略貢獻力量。
參考文獻：
[1]《明確目標注重實效全面提升水利信息化水平》――
[2]《關于加快水利改革發展的決定》――
[3]物聯網知識講座――
