AI智慧水务解决方案

基于人工智能的智慧水务解决方案2018年9月17日，受今年第22号强台风“山竹”登陆广东带来持续性强降水影响，

广东多地暴雨，广州市成暴雨的集聚中心，出现水浸街现象。资

讯番禺如意三马路情况广州番禺大石礼村南大路上车成船2目录1.浅谈智慧水务3.

案例分享2.方案介绍401浅谈智慧水务51.1水行业的定义水行业是指人类社会在自然水循环和社会水循环过程中由水利、水务、市政、环保、海洋等涉水行业各利益相关方构成的产业链。大气水地表水土壤水地下水国土水

利农业环

保气

象海

洋水环保水安全水利用水生态万物互联人工决策数字化业务协同互联互通监测预警部分自动机器支持人工操作50-90年代智慧水务是应用云计算、物联网、大数据、移动互联网和人工智能等新一代信息技术，对水务对象及水务活动进行更全面的感知

，更主动的服务，更协同的管理，更科学的决策，更自动的控制，和更及时的应对，促进水务治理体系和治理能力现代化的新理念和新模式。1.2智慧水务的定义和理解智慧化智能化应急指挥5级4级3级2级

1级0级6现代水利数字水利智慧水务信息化自动化机械化人工操作人工操作50年代之前强人工智能弱人工智能深度学习知识图谱实时计算

智能控制

物联感知辅助决策风险评估

监测监控传统水利工程水利名称农田水利2012年2017年机器学习图像识别预测预报自动测报层级6级部分全自动资源水利2007年1998年水务智慧化管理将借助大数据、云计算、物联网、移动互联网、人工智能等技术，

实现实时监控、供排水趋

势预测、突发事件预警及应急处置等功能，有效地提升了城市供排水智能化管理水平。政府的支持力度将对智慧

水务行业的发展规模、发展速度带来很大影响，海绵城市、“水十条”、水资源税改革的试点、“PPP+资产证券化”

等政策的发布都有助于智慧水务行业的快速发展。未来智慧水务的演进将呈现以下趋势：1.3智慧水务的发展趋势趋势五：

跨部门数据共享，助力水务精细化管理目前，水务行业已经在一定程度上实现了精细化、动态

化管理，但是还存在范围不广、程度不深、实时性不够、设施不完善等不少问题，行业精细化、动态化长效管理机制仍未真正形成。实施水务行业精细化、动态化管理，能够有效整合现有力量，优化资源配置，提高效率，加

快推进水务现代化建设。趋势二：新技术应用加速，利好智慧水务发展智慧水务借助新一代无线网络、物联网、云计算、大数据、人工智能等信息技术，从水务产业源头的水源水库等到中端的供水站到终端的用户，所有的环节都处于监控监测之下，相关数据自动采集，并能对供水变化趋势预测及应对、突发事件预警及应急处置等辅助决策功能，

能有效提升城市水务管理智慧化水平。趋势三：

PPP+资产证券化，助力智慧水务建设PPP既是一种融资方式，同时更是一种治理方式。PPP模式的必将对智慧水务产业产生深远影响。截至2017年1月，财政部入库PPP涉水项目（包括污水处理、水利、供排水、水环境综合治理、海绵城市、地下综合管廊等）

超过80%采用PPP模式。趋势四：

供水和污水处理，并购重组将加速目前，重资产集团已经成为智慧水务投资和运营的中坚

力量，重资产集团通过合资经营、收购兼并等手段积极扩大水务市场份额，形成了跨区域规模化经营的格局。着PPP模式的深化和推进，伴随而来就是智慧水务行业集中度将进一步提升。趋势六、

政策、法规出台，助力智慧水务标准化国务院关于印发“十三五”国家信息化规划的通知（国发〔2016〕73号）、国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知（国发〔2017〕35号）、水利部印发《关于推进水利大数据发展的指导意见》（2017.5）等等。趋势一：

城镇化稳步推进，水务设备智能化随着水务一体化、精细化管理的推进，海绵城市、“水十条”等项目中，实时在线、低功耗、低成本、高可靠、小型化的新型智能监测监控设备（远传水表、智能井盖、

监测浮标、无人机/船等），逐步占据主流市场。78

02

产品介绍-物联网与智慧水务2.0针对物联网如海量联接、超低功耗、智能控制的需求，江河瑞通&IBM联合创新实验室提出了基于6LoWPAN、LoRa、ZigBee、

RFID以及MQTT等技术的RW-IOT物联网解决方案，能够为用户打造一个涵盖水利、水务、环保、农业、气象、国土、海洋等涉水行业的统一物联网云平台，解决设备的统一接入与互联、信息监测、智能监控等全生命周期管理的问题，实现水安全、水利用、水环保、水生态管理的智慧化。2.12016年，瑞通面向智慧水务提出“云+端”的水行业物联网解决方案江河瑞通物联网云平台大数据分析、行业模型等行业特种智能终端水量、水质监测等江河瑞通物联网云平台v2.0+9ESRI地图

微信102.2瑞通物联网云平台物联网云平台RTongCloud数据质量分析和治理服务认知计算服务大数据分析与行业模型应用云

端统计模型

行业模型

专家模型分析应用组件服务模型池服务认知计算IBM云地图数据统计报表112.3江河瑞通-物联网与智慧水务2.0：“云+水务大脑+端”模式智慧城市水务大脑瑞通模型库云平台

瑞通大数据分析平台瑞通物联网云平台水量调度

水质调度工程调度12治污水防洪水排涝水清水常规调度再生水雨洪水应急调度2.4智慧水务蓝图--“蓝绿交织、清新明亮、水城共融”节水优先，空间均衡，系统治理，两手发力以水定城、以水定地、以水定人、以水定产--呼唤“一图掌控、五水共治、三水联调、河长监管”生活用水农业用水工业用水

环境用水水资源承载能力水环境承载能力

节水潜力（四定原则：

“以供定需”）资源调度月旬周日实时地表水

地下水

外调水年际

年内季度月保供水

抓节水供水能力需水预测实施三大应用基于统一数字化基础平台和智慧水务大数据中心，推进精准

治理、运营管理和惠民服务等智慧水务综合管理服务体系的

建设和完善，并与水务三防监控指挥中心实现协同联动。建设两个中心建设智慧水务大数据中心和水务三防监控指挥中心，其中智

慧水务大数据中心包括智慧水务大脑、大数据应用服务平台、统一地图服务、云开发平台和云基础设施服务；水务三

防监控指挥中心与政府运行管理中心相互协同，形成高效、

便捷的水务一体化管理服务体系构建统一支撑构建涵盖全面感知体系、通信网络和计算存储资源的集约化

智慧水务支撑体系，结合云计算、云存储、云网络和云安全

能力，为新型智慧水务建设统一提供计算、存储、网络、物

联感知等资源服务。强化两个保障建立“防御、监测、预警、治理、评估”五位一体的网络安

全保障体系，构建满足智慧水务建设需求的标准规范体系。2.5智慧水务整体架构--“两个中心、三大应用、统一支撑、两个保障”1314

03案例分享（1）物联网云平台，已为全国200多家单位提供监测设施设备运维云服务。15（2）物联网云平台，已为全国28个城市提供供排水管网监测预警云服务。16更多模型

…

某区域溃口后洪水淹没模拟计算17（3）模型库平台，已为国内50+个项目提供模型计算云服务。模型库平台--行业模型构建和应用的生态系统，

已接入国内高校、研究院等15家单位持续提供优质模型。原始图像

训练前182017年，联合研发将在人工智能领域创新，

IBM

VIQ产品在水行业落地，

提供基于视频图像的智能化分析预警解决方案。江河瑞通&IBM联合创新实验室，利用IBM在工业领域积累，扩展模型识别自然水体及相关内容。

IBMVisual

InspectionforQuality

(VIQ)-

基于IBM开发的深度学习算法对产品图像进

行缺陷特征分类学习；-

可扩展算法和图像数据集，

以满足新的产品

缺陷检测需求；（4）江河瑞通&IBM联合创新实验室，将在人工智能领域联合研发和创新训练后1.实时掌握管网内运行现状，并进行评估，为分析预测溢流点和易

涝点提供数据支撑；2.可实时获取排水管网的液位/流速信息，动态掌握排水管网状态，辅助科学调度；3.可及时提供预警信息，为排涝抢险赢得时间；4.信息实时推送，减轻人工蹲守值班的劳动强度，提高调度、养护、排涝、防汛等工作效率。案例一、智能井盖案例-技术难点及解决问题智能井盖遥测终端基于物联网技术，克服了井盖屏蔽信号的难题，可配置高性能超声波探头、雷达测速仪、可燃气体报警传感器等多种传感器设备，集数据的采集、存储、无线传输于一体的智能设备。19单击此处添加段落文本单击此处添加段落文本单击此处添加段落文本单击此处添加段落文本单击此处添加段落文本单击此处添加段落文本单击此处添加段落文本单击此处添加段落文本单击此处添加段落文本单击此处添加段落文本单击此处添加段落文本单击此处添加段落文本单击此处添加段落文本单击此处添加段落文本单击此处添加段落文本单击此处添加段落文本单击此处添加段落文本单击此处添加段落文本单击此处添加段落文本单击此处添加段落文本单击此处添加段落文本案例一、智能井盖案例-硬件实施窨井内：潮湿、有腐蚀性马路边：施工不方便污水里：不明杂质多防腐，防护等级IP68设备体积小，安拆方便;锂电池供电，不

立杆，不破路;低功耗，

使用寿命1年以上非接触超声波探头，

防声波干扰算法，监测数据更加可靠20案例一、智能井盖案例-软件技术深于务20智16

管12进监行市系南的用智系慧统管通网过的智”能云监”和，

数，

终分端析到管云排的水无能缝力隙、传排输水。瓶颈、管网潜在问题，支持水位超高预警。APP部分功能展示21案例二、图像识别案例-南沙智慧三防平台系统项目在本项目中使用图像识别产品，是基于江河瑞通-IBM联合创新实验室的技术成果。主要是将自然水体的识别通过机器学习建模，其水体异常、拥堵物、排污等场景的准确识别能力已经达到95.7%。在方法论、技术架构、设计理念等方面均已做到领先水平。项

目

中

实

际

解

决

的

问

题22对任意一副获取的标尺图像，系统能够自动识别出图像中标尺的刻度，并转换成实际水位或开度，根据设定的预警阈值，进行预警判断并向用户推送预警信息，数据可直接为业务应用辅助决策。（能够替代传统人工观测水尺）

联排联调场景：标尺/水位图像识别

水尺识别闸门开度标尺识别案例二、图像识别案例

联排联调场景：标尺/水位图像识别

瑞智云案例二、图像识别案例对任意一副获取的标尺图像，系统能够自动识别出图像中标尺的刻度，并转换成实际水位或开度，根据设定的预警阈值，进行预警判断并向用户推送预警信息，数据可直接为业务应用辅助决策。（能够替代传统人工观测水尺）水尺识别闸门开度标尺识别给客户创造的价值：城市供水安全保障能力提升8%；节约水资源量1000多万立方米；再生水利用超过30%，改善了城区水环境。案例三、项目案例-北京市水资源统一调度平台2015年9月，北京市水务局以南水北调水

源进京为契机，

基于“量水发展”理念，

围绕

水资源“宏观决策、业务支撑、保障应急、公

众服务”四方面的要求，建设了北京市水资源

统一调度平台，初步形成了与“三环碧水绕京

城，五水联调保供给”相适应的业务化管理能

力，辅助解决南水北调水进京后多水源联合调

度和全市水资源精细化管理问题。场景1：城市水资源情势分析25场景2：城市生活用水配置调度（地表水、地下水、外调水三水联合调度）场景4：城市环境用水配置调度（再生水、雨洪水和清水联合调度）场景3：城市生产用水配置调度（再生水和清水联合调度）

案例三、项目场景-水资源规划配置（年际水量分配）

传统方式：以需定供（粗放）创新方式：以供定需（基于BigData的精细化配置）如何在有限的计量监测下，算清水资源总量？水资源可开发利用量？如何实现用水总量控制？水资源承载能力如何？节水潜力如何？生产用水外

调

下

水

生活人均用水量指标工业万元GDP用水量指标

农业用水量指标生产用水生活用水生态用水生态用水生活用水再生水水资源状况时空分布农

业用

水工业

用

水可开发利用量经济社会发展水资源承载能力水环境承载能力供用水结构水资源总量雨洪水清

水

人口预测(城镇居民、农村)GDP预测(增长率)节水潜力以水定城、以水定地、以水定人、以水定产城市水务数据大脑

占水资源总量的百分比清水

雨洪水需水量供水量

缺水量

缺水率8007006005004003002001000地

表

水现状

2020年

2030年再生水水量单位

：亿m

3

缺水率：

%2627案例三、项目场景-实时水量水质联合调度计算案例四、智慧南沙三防项目-大数据分析在三一防个态界势展主示要各包类含的台预风警相信似息路径（暴对雨比、分台析风、、图

涝水）尺以识及别各、物预联警网信监息测类设、备基于（雨水量系站管、网水图位的站预、智能管

警网信、息潮统位计站、）重等点预镇警街信排息水，管同网时水结位合监气控象、数河据涌、水物位资曲数线据等功提能供模信块息。支撑。28能够基于图谱关系快速抽取某一对象（测站或事件）的重点关联信息（如上下游测站、精细化降雨预测预报成果、应急预案等），并关联至分析成果进行展示，帮助用户了解