智能预警技术在水利安全管控方面的运用研究
摘要
关键词
智能预警技术;水利;安全管控
正文
引言:在水利工程领域,安全事故隐患的发现、整改以及消除,是影响安全生产形势稳定的重要因素,故而如何提升水利安全监管效率,成为水利行业所面临的重要问题。而且,随着工业化、城镇化、农业现代化的加快推进,各种水安全问题也日益凸显,特别是近些年来极端天气增多、旱涝频发,水利工程安全风险也随之增大。因此,在水利领域推进智能预警技术的应用研究具有重要意义,其能够降低人为、环境因素对设施的影响,提高水利安全管控效率,还能够推动水利工程行业的现代化转型,稳定提高工作效率和质量。
一、智能预警技术在水利安全管控中的意义
(一)提高水利工程智能化程度
随着水利工程建设的快速发展,水利工程安全管控水平不断提升,但与此同时也暴露出一些问题。一方面,部分水利工程建设规模较大,对安全管控水平提出了更高要求。另一方面,原有安全管控模式已无法满足现代化水利工程建设需要,因此构建水利安全管控智能预警系统成为必然选择。智能预警技术是一种应用人工智能技术的自动化、智能化信息系统,可以根据不同的预警级别和要求对多种信息进行分析处理,从而实现对各种风险因素的准确识别和及时预警,极大提高了水利安全管控的智能化程度。另外,依托于智能化预警技术还能不断研发和应用新型技术,构建适配的信息化系统,逐渐实现水利工程的转型发展,突出智能化优势[1]。
(二)分析并利用历史数据
通过数据分析和挖掘,水利智能预警系统能够快速地处理和分析来自水利大数据的信息,为相关业务提供决策支持,还可以识别异常情况,例如在降雨、洪水和干旱期间识别出异常情况。然后,智能预警系统可以对这些异常情况进行深入分析,并对潜在的风险进行评估。由此可见,基于历史数据的分析不仅可以更好地了解未来天气趋势和环境变化对水利系统的影响,还可以预测即将到来的极端天气事件对水利系统造成的影响。另外,在处理和分析数据时,智能预警系统将提供详细的信息,其信息种类也会逐渐提升,包括但不限于泵站、水闸、河道运行参数,同时还可以利用监测设备获取和分析水位、水质和泥沙含量等参数,综合利用后实现提前预警。
(三)实现实时的检测与评估
水利工程管理中,对工程的安全管理是非常重要的,通过对其进行实时监测,可以及时发现问题并采取措施。同时,可以通过在水利安全管控中使用智能预警技术,提升安全管控的全面性和科学性。换而言之,水利工程安全管控系统采用了先进的智能预警技术,可以实时监控、分析、处理和报警等,将风险信息准确传递,同时根据水文地质、水利工程建筑物等多个方面的特点,利用现代化的通信技术以及计算机网络技术来实现对工程的有效管理。另外,通过水利安全管控系统中智能预警技术的使用,可以实现对水利工程安全进行精确评估,如确定泄漏、渗漏情况,同时结合数据分析水质异常情况,确定工作的优先级,从而确保水利工程能够在规定的时间内发挥应有的作用。
(四)提高设备运维质量
水利设备运维质量直接影响着工程安全,传统的人工巡视监测设备运维管理方式存在效率低、运维质量不高等问题[2]。采用智能预警技术,可以将监测数据进行实时采集、存储,并通过云计算和人工智能等技术进行分析和处理,从而为水利工程提供预警信息。而后,在水利工程正常运行中,水利设备可以通过智能预警技术来实现对其的实时监测,如果设备出现故障或发生异常情况,则系统会自动发出警报信息,提醒运维人员进行及时的检修,有效减少人力、物力等方面的消耗,提升设备运维效率,降低运维成本。另外,借助智能预警技术还能实现风险的预测分析,确定潜在问题,实现预先性管理。
二、智能预警技术在水利安全管控中的内容
(一)智能视频监控技术
智能视频监控系统是利用人工智能技术,实现对视频图像的自动检测、识别、跟踪和分析,同时借助图像识别技术,辅以智能视频监控系统,可以对视频图像进行智能化处理,发现异常情况并进行提示。如可以在监控现场的无人值守区域内实现自动巡逻、自动识别、自动报警。而在水利安全管控中应用智能视频监控技术主要是通过将传统的安防监控与人工智能相结合,利用计算机视觉技术对水利安全管控现场进行24小时实时监控,并对现场的实时情况进行记录、存储、传输和分析,从而杜绝隐患的进一步发展。另外,须知智能化视频监控技术是新时期的产物,具有高效的性能,同时其结构复杂,如第一代视频监控技术主要依靠光学成像技术,借助摄像头和电视墙成像,二代技术则依靠数字压缩、编码技术和芯片技术,核心设施为DVR和DVS,三代技术则主要依靠计算机视觉技术,所以在应用时需要考虑自身需求和条件,使用性价比最高的一项,稳定工作成效。
(二)物联网技术
在水利安全管控中,基于物联网技术的智能预警技术能够通过感知层、网络层、应用层等多种网络设备的应用,实现对水利安全隐患的实时监测,并将监测数据实时传输到汇聚分析中心,通过分析处理后及时预警。其中,感知层是物联网中最基础的一部分,是数据采集的前端;网络层主要完成对感知数据的处理工作;应用层是物联网系统中最核心的部分,该部分主要负责数据传输。借此,通过无力啊我那个技术可以在水务设备、管网的位置安装传感器,通过实时采集和传输数据,实现对水利工程的全面监测面对水压、水位和水质等参数进行科学监测,并将监测所得数据进行云端存储,为后续的预测和决断提供数据支撑,减少误差问题[3]。
(三)大数据技术
随着社会发展,信息数据呈现爆发式增长,数据信息在生产、生活中发挥着越来越重要的作用。对此,随着水利安全管控系统的不断建设和完善,大量的水利信息数据被收集并存储在信息系统中。但目前我国水利安全管控系统数据存储相对分散,难以实现有效整合,故而为提高水利安全管控效率,必须充分利用大数据技术,将水利安全管控数据进行整合和分析,并通过人工智能算法,实现水利安全管控系统自动识别并分析预警信息,为水利安全管理提供科学指导和决策依据,全面提升水利安全监管效率和水平。另外,借助大数据技术还可以实现数据的建模和分析得到具有代表性的结果,从而提高管理成效。
(四)机器学习技术
机器学习是一种模拟人脑工作机制的算法,能够将数据转化为有用的信息,从而使计算机做出更加准确的预测,后续随着大数据、云计算等技术的发展,机器学习技术已经逐渐应用到水利安全管控中。如,在水利安全管控中,可以应用机器学习技术对水库等水利工程进行预报预测,从而为水库调度决策提供支持。而后,可以应用机器学习技术实现建模分析,得出水利工程的发展方向,并对水旱灾害预警信息进行预测分析,从而为防汛抗旱提供支持。此外,还可以应用机器学习技术对水利安全管控中的风险进行预测分析,确定变化趋势,从而提高工作效率。
三、智能预警技术在水利安全管控中的运用策略
(一)构建具有关联性的信息网络
水利工程安全管控中信息网络建设与其他工程项目相比,具有较高的难度,同时也具有更高的价值。从信息收集的角度来看,需要实现对多源数据的充分整合,构建起包含各类监测信息、预警信息等内容在内的智能化信息网络[4]。对此,需要对物联网、互联网等现代技术进行应用,从而确保预警信息能够被及时获取。而后,在水利安全管控工作中,要构建起完善的物联网网络体系,确保物联网技术与各类传感器实现融合,从而实现对监测数据、预警信息等内容的获取。另外,需要实现系统之间的协作,如利用GPRS数据远程监测系统、洪水预报调度系统和视频监控系统的融合,构建布局分散,但运行关联的配置方案,降低运行成本,将信息网络的价值充分呈现。
(二)实现可视化指挥
在水利安全管控工作中,通过使用智能预警技术,可以实现对水利工程的可视化指挥,从而实现对水利安全风险的有效管控。对此,通过使用智能预警技术,可以有效提升水利工程管理方案的科学性和全面性,因为借助智能预警技术,可以实现对水利工程运行过程中的各项数据进行实时监控,从而及时发现问题,为方案变更提供技术支持,保证水利工程在安全运行状态下。另外,利用智能预警技术,工作人员可以搭配使用红外全景成像预警雷达、双光谱视频跟踪仪、地理信息系统和生产数据采集传感器等设施,实现对信息的科学利用,同时还能利用雷达引导视频跟踪仪完成实时的图像获取和锁定,据此安排工作人员进行施工处理,可以显著提高指挥科学性,降低不必要的损失[5]。
(三)实现智能决策
水利安全管控中的智能预警技术,是一种将多种先进技术进行融合的方法,在对工作模式进行优化之后,可根据不同的预警等级和标准,通过科学、合理的分析手段,对未来一段时间内的气象水文变化情况、硬件设施运行情况进行预测,从而使水利部门及时掌握自然灾害、安全事故的发展趋势,并根据当前情况做出相应决策。另外,还可通过对数据、信息进行分析与整合,实现数据采集、传输、存储、分析等多个环节的无缝衔接,将数据整合后的结果及时反馈给相关部门,避免出现处理延误的情况。另外,借助信息化技术可以实现智慧综合管理,以数据为核心,利用传感器等设施,完成基础数据收集和比对分析,后借助计算机专家系统,完成历史数据的提前预警和决策,促使安全管控效率显著提升。
(四)创建综合管理平台
在水利安全管控中应用智能预警技术,必须创建综合管理平台,在综合管理平台中实现对水利安全管控的信息与数据收集、存储与分析。对此,综合管理平台的创建要以数据中心为核心,并基于物联网、大数据等技术构建一套完善的综合管理平台,通过这一平台实现对水利安全管控的信息采集等功能,并通过平台对水利安全管控信息进行实时监控。而后,在综合管理平台中应设置水利安全管控应用系统,通过该系统能够实现对水利安全管控信息与数据的查询、统计与共享等功能,从而实现对水利安全管控信息进行高效管理。另外,借助综合管理平台,可以实现无人船系统、水库测绘和抢险救援等工作的融合,实现智能控制、安全运行,同时还能结合实际情况,实现整体调整,避免出现设备不适配的情况。
(五)培养专业人才
智能预警技术在水利安全管控中的运用,离不开高素质人才的参与,在实际运用的过程中,要加强人才的培养,以促进其适应新时代发展的要求[6]。对此,要加大对人才的引进力度,积极与高校和科研机构建立合作关系,为其提供更多、更好的学习机会,不断提升人才自身的专业水平和综合素质。而后,要加大对人才的培养力度,建立起科学合理的考核体系,将其作为日常管理工作中的重要内容。另外,还要重视对人才的考核工作,确保其实际工作能力较强,能够适应工作的变化。
结束语:综上所述,国家对水利行业安全管理的要求越来越高,不仅要求水利行业的安全管理人员要有高度的安全意识,还要求安全管理工作要有前瞻性、科学性。对此,在新时期新技术、新设备层出不穷的背景下,要想实现水利行业的全面、协调、可持续发展,就需要水利行业积极引进先进技术与设备。而后,在此过程中结合当前的工作情况及具体需求,采取有效措施进行体制完善与改进,为水利行业发展提供有力保障。
参考文献
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[6]王春雨,张志民,刘静.智能预警技术在水利安全管控方面的应用[J].黑龙江水利科技,2019,47(12):160-164.
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