智慧水利防汛联合调度平台

一、产品概述

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       在气候变化加剧、极端天气频发的背景下,城市内涝、流域性洪水、干旱缺水等水安全事件对人民生命财产安全和经济社会运行构成了日益严峻的威胁。传统水利防汛工作长期面临"数据散、感知弱、决策慢、协同难"的痛点:监测站点各自为政,雨情、水情、工情、险情数据难以实时汇聚;防洪调度多依赖人工经验与纸质预案,面对突发汛情往往响应滞后;流域上下游、左右岸、城镇与乡村之间缺乏统一指挥与联合调度机制。

       针对上述问题,江苏中盈高科智能信息股份有限公司推出了智慧水利防汛联合调度平台。该平台以"区域统筹、城镇一体"为总体构想,构建水利防洪抗旱的新格局,以"数字化场景、智慧化模拟、精准化决策"为技术路径,紧紧围绕智慧水利"四预"(预报、预警、预演、预案)系统的总体功能定位,补充完善水利基础数据采集体系,实现水利全要素"一张图"综合展示,建设具备预报、预警、预演、预案能力的现代化防汛指挥体系,全方位打造水利防汛指挥联合调度平台,实现水利工作"实时监管、科学预测、精准控制、高效处置"的建设目标,全面提升水利工作在经济建设、社会管理、生态文明等领域的服务保障能力。

二、建设背景与总体定位

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       水利是国民经济的命脉,防汛抗旱是水利工作的重中之重。近年来,国家相继出台一系列政策文件,明确要求推进智慧水利建设,以流域为单元,构建"数字孪生流域",实现物理流域与数字流域的虚实映射、实时交互。智慧水利防汛联合调度平台正是这一战略在区域与城镇层面的具体落地。

       平台的总体定位可以概括为"一个格局、三条路径、四大功能":

·     一个格局:即"区域统筹、城镇一体"的水利防洪抗旱新格局。打破行政边界与部门壁垒,将流域、城市、乡镇的防洪工程与监测资源纳入统一调度视野。

·        三条路径:以数字化场景夯实数据底座,以智慧化模拟支撑科学推演,以精准化决策驱动高效行动。

·        四大功能:围绕智慧水利"四预"系统,建设预报、预警、预演、预案四大核心能力,形成闭环的防汛指挥链条。

三、核心功能详解

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1. 水利基础数据采集与感知补强

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       平台首先补齐水利基础数据采集系统的短板。通过在水库、河道、堤防、闸站、排涝泵站、易涝点等关键节点部署水位、流量、雨量、视频、工情等多元感知设备,并结合已有的水文站网,构建空天地一体化的监测感知网络。所有监测数据实时回传,形成覆盖"雨—水—工—险"全链条的动态数据底座,为后续的模拟与决策提供第一手资料。

2. 水利全要素"一张图"综合展示



       平台将流域地理信息、水利工程分布、监测点位、防汛物资、抢险队伍、隐患点、避灾场所等要素在数字底图上统一叠加,形成水利全要素"一张图"。指挥人员在一块大屏上即可总览全域态势:哪里在下暴雨、哪条河超警戒水位、哪个闸站正在排涝、哪支队伍待命,一目了然。一张图既是态势感知的窗口,也是指挥调度的操作台。

3. 预报——科学预判水情趋势

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       依托气象数值预报、水文模型和实时监测数据,平台对降雨产流、河道洪水演进、水库来水、城市内涝积水等进行多尺度预报。短临预报聚焦未来几小时的暴雨落区与强度,短期预报覆盖未来数日的流域洪水过程,为提前预置力量、预泄腾库提供时间窗口。

4. 预警——分级分类精准触达

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       当预报或实测指标突破阈值,平台自动生成预警信息,并按照行政区划、影响对象、风险等级进行分级分类。预警通过平台大屏、移动端、短信、广播等多渠道精准推送至相关责任人和社会公众,确保"预警到户、责任到人",最大限度争取转移避险时间。

5. 预演——数字孪生情景推演

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       这是平台最具技术含量的环节。基于数字孪生与水利专业模型,平台可在虚拟空间中复刻真实流域,输入不同的降雨情景、调度方案(如某闸开度、某泵站启停、某水库下泄流量),快速模拟洪水演进与淹没范围,对比不同方案的成灾损失。指挥人员得以在"开战之前先打一遍",选出最优调度策略。

6. 预案——可执行的作战手册

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       平台将纸质预案数字化、结构化,形成"情景—响应—行动"联动的预案库。一旦触发特定预警级别,系统自动匹配对应预案,明确响应流程、责任部门、处置措施与资源调配清单,并通过任务派发推动预案从"墙上"落到"行动上",实现由经验调度向规则调度的转变。

四、技术架构

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       平台采用"端—边—云"协同的分层技术架构:

· 感知层:各类水位、雨量、流量、视频、位移等物联网终端,以及已有的水文、气象站点。

· 网络层:依托 4G/5G、光纤、LoRa 等混合组网,保障偏远地区数据可靠回传。

· 平台层(云):基于微服务与数据中台构建,包含数据接入、存储计算、模型引擎、GIS 引擎、规则引擎与可视化引擎,支撑高并发实时处理与弹性扩展。

· 应用层:面向指挥中心的"一张图"决策大屏、面向业务人员的 Web 工作台,以及面向巡查员与公众的移动端应用。

       在技术选型上,平台融合物联网、大数据、数字孪生、人工智能与地理信息系统(GIS)等前沿技术,通过标准化接口与上下级平台、应急、气象、城管等部门系统对接,避免形成新的数据孤岛。

五、应用场景与成效

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       平台可在多种场景下发挥关键作用:

· 流域防洪联合调度:统筹水库、堤防、闸站、蓄滞洪区,实施上下游联合调度,削峰错峰,保障干支流安澜。

· 城市内涝防御:联动排涝泵站、闸阀与交通、城管部门,动态调度排水能力,缩短积水消退时间。

· 干旱与突发水事件应急:在枯水期或突发污染、溃坝等事件中,快速生成处置方案与资源调度建议。

· 日常监管与练兵:平时用于水利工程运行监管、预案推演与人员培训,战时一键切换至实战指挥。

       其成效集中体现为"实时监管、科学预测、精准控制、高效处置":监管从被动巡查看见向主动实时感知转变;预测从定性经验向定量模型转变;控制从人工分散向联合精准转变;处置从层层上报向一键直达转变。最终,水利工作在经济建设、社会管理、生态文明三大领域的服务保障能力得到系统性提升。

六、产品优势

1. 全局统筹,打破壁垒。以区域统筹、城镇一体为理念,实现跨层级、跨部门、跨流域的联合调度,扭转各自为战的被动局面。

2. 四预闭环,科学决策。"预报—预警—预演—预案"形成完整闭环,以数字孪生推演替代盲目试错,显著降低决策风险。

3. 一张图统揽,高效协同。全要素可视化让指挥员"看得见、调得动",多方力量在同一态势下协同作战。

4. 平战结合,长效赋能。既服务汛期实战,又支撑日常监管与练兵,提升水利体系的韧性与智能化水平。

5. 开放兼容,易于集成。标准化架构便于与既有系统对接,保护既有信息化投资,支撑持续演进。

七、结语

       智慧水利防汛联合调度平台不是一套孤立的软件系统,而是水利治理体系与治理能力现代化的重要载体。它以数据驱动重塑防汛指挥流程,以数字孪生拓展人类认知与决策的边界,让防汛从"人防"走向"智防"。在极端天气常态化的大背景下,这样的平台将成为守护江河安澜、保障城乡安全的坚实数字屏障,也为"数字中国""智慧水利"战略的纵深推进提供可复制、可推广的实践样本。

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