淺談工業4.0時代“智慧水文”的發展趨勢

方星萍

【摘要】德國政府提出工業4.0高科技戰略計劃，對工業提出更高要求，中國也積極推進以“互聯網+制造”為主的新工業。隨著信息獲取與分析技術的快速發展，特別是物聯網、大數據、云計算等先進技術手段，遙測、遙感、網絡、數據等技術的大范圍應用，實現了從數據采集、數據傳輸、數據儲存到數據分析、數據服務的全面信息化、智能化，有力的促進了水文數據的采集和處理技術的發展。水文數據的準確性和時效性關系著相關應用領域做出決策的信息支持和正確性保證。推進信息采集的自動化，充分應用移動通信、衛星通信、空天遙感、物聯網及智能感知等技術，形成快捷準確的水文信息感知和傳輸系統。推進數據分析的智能化，更加注重對基礎數據的分析研究，提煉水文產品附加價值，充分發揮水文的“智庫”功能。推進信息服務的現代化，建立集水文、水環境、河道監測，及水文預報、水文水資源分析計算、河道泥沙分析等為一體的綜合應用服務平臺。

【關鍵詞】工業4.0；水文；自動化；信息；采集

引言

改革以來，我國經濟水平得到長足進步，各項事業取得了巨大的進步與發展。水文事業作為國民經濟的基礎性行業，服務于農業，在水資源合理調節與利用，防洪減災，與國民經濟的各行業密切相關，為滿足國民經濟發展過程中對水資源的巨大需求，保障國民經濟的可持續發展作出了突出的貢獻，同時也取得了不小的進步。但同時我國水資源有限，環境承載能力較弱，人口基數大，隨著國民經濟的持續高速發展，城市化進程的不斷加快，現有的水資源無法滿足發展的需求，如何更加合理、高效的分配有限的水資源，優化資源分配，實現利益最大化，成為水文信息提取與分析相關研究亟待解決的問題。通過科技創新，結合工業4.0發展思維，推進水文信息采集的自動化，推進水文數據分析的智能化，推進水文信息服務的現代化，才能從根本上支撐水文事業的發展，保障國民經濟的可持續發展。

1、水文現代化

水文現代化即結合無線通信技術以及變頻技術，充分運用計算機技術通過物聯網、大數據、云計算等先進技術手段，實現從數據采集、數據傳輸、數據存儲到數據分析、數據服務的全面信息化、智能化。能夠實現對儀器儀表的精確定位，對復雜的測量情況進行理清，對于出現的定位誤差能夠自動進行修復，自動測量、并且生成測量結果。提供自動測控和手動測控兩種功能，在自動模式下，系統能夠一次性完成對幾十個甚至幾百個測試點的數據的采集，短時間內完成分析和計算，對數據的合理性檢查，針對不確定的結果，對于其不確定的程度進行測算和明確，最后形成測量結果的圖標，為信息的使用者提供更為精確的數據。在特殊的情況下不適合使用自動測控功能，可以利用手動模式進行測算，保證系統在任何環境下都能夠得到充分的利用。

2、工業4.0背景下“智慧水文”的發展

通過研究以物聯網和制造業服務化為特征的工業4.0，指出信息物理系統在引領智能制造的過程中發揮的重要作用，工業4.0必定改變現有的工業結構，智能制造業將又一次煥發出新的生命。在工業4.0時代的推動下，智能制造業必將又一次煥發出新的生命力，主要體現在智能工廠設備將實現高度的自動化，系統具備靈活、能實時應對各種事件的功能，保證過程徹底優化。同時，這種優勢不僅體現在特定條件下，而且在網絡環境下實現橫向的最優化。借助物聯網，智能工廠，實現人、機、物的有機結合。在工業4.0時代，智能發揮著重要作用，工業4.0的到來必然改變現有的工業結構，必將又一次煥發出新的生命力。“智慧水文”作為工業4.0時代下催生的一項新興事業，推進信息采集的自動化，充分應用移動通信、衛星通信、空天遙感、物聯網及智能感知等技術，形成快捷準確的水文信息感知和傳輸系統。推進數據分析的智能化，更加注重對基礎數據的分析研究，提煉水文產品附加價值，充分發揮水文的“智庫”功能。推進信息服務的現代化，建立集水文、水環境、河道監測，及水文預報、水文水資源分析計算、河道泥沙分析等為一體的綜合應用服務平臺。

2.1 推進水文信息采集的自動化。從工業4.0的發展實際出發，結合工業4.0時代下工業現代化發展趨勢，積極推進水文信息采集的自動化，作為水文信息采集系統的基礎，現代化的水文傳感器是實現水文信息自動化采集的關鍵要素。降雨量、水位、流量、水質、蒸發、泥沙等自動化儀器，應當加大投資力度，促進研發，積極進行推廣與應用。在水文傳輸設備方面需要結合互聯網形成快捷準確的傳輸系統，結合衛星通信、空天遙感、移動通信、物聯網及職能感知技術、形成更高效的水文信息感知系統。

2.2 推進水文數據分析的智能化。從工業4.0的發展實際出發，結合工業4.0時代下工業現代化發展趨勢，積極推進水文數據分析的智能化，通過建立水文信息采取與處理的“智庫”系統，充分利用其功能，對基礎數據做更加深入的分析研究，得到具有利用價值的研究結論，服務于現實水文相關工作，提煉水文產品的附加價值。加大投資力度，促進“智庫”系統的建設，推進水文數據分析的智能化。

2.3 推進水文信息服務的現代化。從工業4.0的發展實際出發，結合工業4.0時代下工業現代化發展趨勢，積極推進水文信息服務的現代化，通過建立綜合應用服務平臺，將集水文、水環境、河道監測，及水文預報、水文水資源分析計算、河道泥沙分析等融為一體進行綜合分析，發揮集水文數據采集，分析和服務于一體的水文信息系統更好的應用于實際生產生活中。

3、結語

隨著工業4.0的提出與發展，世界范圍內掀起了再工業化浪潮，在工業4.0中最核心與最關鍵的是信息化在制造業中的應用，“智慧水文”事業也越來越受到重視，通過物聯網、大數據、云計算等先進技術手段，實現從數據采集、數據傳輸、數據存儲到數據分析、數據服務的全面信息化、智能化。工業4.0時代“智慧水文”的發展必然影響到中國的國民經濟發展，影響到中國各項基礎事業的發展。

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