智慧水务如何助力生态流域建设

更主动的服务，过去模型、公式都是人指令它做什么，今后系统要主动地提醒人，主动地推送，更主动地服务，而不是被动接受人的指令。更科学的决策包括这个智能的感知、仿真、诊断、预警、调度、处理、控制，智能化也包括两个方面，一是传统的教科书上的公式模型做出一套推断，这些人的知识交给机器，另外一方面要大数据、物联网，搞人工智能没有样本这样逐步的自学习，让自己发现知识挖掘知识，通过大数据和传统模型互相交验互相把关，使决策更客观更科学，见图3。

模型系统做流域，智能诊断，但现在有的系统都事后向决策者报告，今后的系统是要提前量、早预知、早预警，这样的系统更高级，主动发现问题智能诊断。

智能预报包括对自然水循环和社会水循环的各要素，从短期、临近期逐渐向中期长期做一些预测和展望，属性除了传统的水量和水质以外，要增加效率、各种微生物重金属这方面的内容。

智慧水务的核心引擎，见图4，基于自然社会二元水循环的动态范式构建流域二元水循环及时伴生的过程综合模型，通过尺度的转换和耦合集成实现对流域二元水循环及其伴生的水环境、水生态三大系统全方位的耦合模拟。

智慧水务的目标是要突破传统的模式，体现现在水工业的风范，建立具有高展示度，高集成性高智慧化的综合平台，形成水务数据、水工业数据中心，展示中心、监控中心、调度中心和管理中心，见图5。

管理主要基于全流域、全区域、全城市、全项目区的管理，信息全掌握，展示也要立体，基于GIS、精密地形的基础上，调配是一个全过程，不是拘泥于一个环境，一个侧面，预警也对远期、中期、临期当前期这些进行全方位的预警，控制要全自动，输出也要全方位，既有向社会老百姓公布的信息，也有向青少年做科普信息，也有向决策者做建议方案的信息，也专业人员提供的信息，不同用户信息会给出不同的推送。

这是智慧水务的架构，从感知—网络层—应用—决策—反馈—评估—后评估的功能总体架构，是水循环的全过程立体检测系统，空、天、地、网(见图6)。举个例子，城市大马路上不起眼的井盖，现在有很多人研究，为什么呢?井盖处于地面和地下的交界面，向下可以感知地下管网，看暴雨的时候河流制的溢流情况，喷出的水柱多高，水质怎么样。向上，地面上下雨时候可以看积水时间和深度，几十个井盖可以测积水范围。最小的城市也有一万个井盖，所以这样就形成了大数据，把地面、地下信息交互，立体感知系统要结合自己的工作，将井下水位、路面积水等设备集成在井盖中，这是智能井盖的工作。

自动控制体系、工业互联的理念和智慧水务的架构，制造工厂完全是自控，从激光精度的加工到零件的运输装配，到货架的自动提取，到运输车辆的无人导航，这就是未来制造业，向智能化方面发展，主动创新把工业互联理念和智慧水务架构结合起来。最后，智慧水务建设的成果体现在6个“一”上，“一张网，一张图、一中心，一平台，一本帐，一标准”，具体就是统一，不要形成数据孤岛、信息孤岛，不要形成互相矛盾的信息，有一个内核引擎的大数据关联，关联出来的大数据，互相协调和互相补充。

本文根据王浩院士在“第八届中国水业院士论坛”上的发言整理而成，未经本人审阅。

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