现代水利发展离不开物联网技术
张美军
（徐州市云龙区水利局 江苏徐州 221005）
摘要：我国水利发展正在由传统水利向现代水利、可持续发展水利转变。用现代的治水理念、先进的科学技术、完善的基础设施、科学的管理手段，去武装和改造传统水利，全面推进水利科技创新体系建设，积极构建与现代水利相适应的综合保障体系。当今计算机、通信、网络等高新技术即物联网传感技术，应为实现水利发展现代化提供坚实的技术基础和前所未有的发展机会。
关键词：物联网技术 现代水利 应用
物联网又称传感网，是指通过传感设备把实物与互联网相连接，通过信息交换实现智能化识别和管理的网络。物联网是继互联网之后又一次新技术革命，是温家宝总理要求的五大必争产业制高点之一，被认为是推动产业升级、迈向信息社会的“发动机”。现阶段我国水利行业发展正在由传统水利向现代水利、可持续发展水利转变，水利行业具备发展物联网得天独厚的基础条件。今年中央一号文件指出，力争通过5年到10年努力，从根本上扭转水利发展明显滞后的局面。到2020年，基本建成防洪抗旱减灾体系；基本建成水资源合理配置和高效利用体系；基本建成水资源保护和河湖健康保障体系；基本建成有利于水利科学发展的制度体系。水利发展会在物联网技术浪潮中全面受益，应抓住重大战略机遇，在国内率先发展行业物联网。
1 水利行业具备发展物联网的先发优势
物联网的核心是传感系统。由于自身需求和技术特点原因，水利行业对传感器的应用时间长、范围广、种类多，积累了丰富的传感器研发、生产和应用经验，为未来物联网建设打下了良好基础。水利行业发展物联网的先发优势具体体现在以下几个方面。
一是专业传感器技术得到了长足发展。水利行业具有安全要求高、空间跨度大、野外作业多等特点，在几十年前就已经开始使用自动化以及半自动监测逐步代替人工操作，发展了类型丰富、性能可靠、各具特点的多种传感器。例如，从传感原理上可以分为应变式、振弦式、差阻式、光栅式等，从应用范围上可分为工程安全监测、水质监测、水文监测、水土保持监测等，监测物理量包括位移、温度、压力、视频以及多种水质指标等。
二是传感网络系统的实际应用已有相当规模。目前，水利、交通、公安等是使用传感网络较多的部门，其中尤以水利行业历史最悠久、应用最广泛，涉及工程安全、防汛抗旱、水文水质、水土保持、农田水利等各个方面。在传感网络的支撑下，水利部门建成了覆盖全国的实时水情计算机广域网、水利信息骨干网等通信网络，并开展了水量调度、水文预报、水利电子地图、决策支持、自动化办公等方面的深入研究。可以说，水利部门已经初步建立了行业物联网的雏形。
三是形成了完整的传感网络产业链。受益于国家主管部门的高度重视和持续支持，传感监测网络已经成为水利行业的重要支撑力量，并带动了相关软硬件产业的飞速发展。目前，我国水利行业已形成了从传感器到二次采集设备、网络设备、中央监控设备的研发、封装、测试、生产、应用和系统集成的完整产业链条，涌现出一批产品过硬、技术先进、有独立知识产权的创新型企业和科研单位，为未来水利行业物联网的产业化发展奠定了坚实基础。
2 物联网建设将全面推动水利行业发展
物联网作为继互联网之后的又一次信息技术革命，必将和互联网一样对水利行业产生深远影响。与传统的信息技术相比，物联网技术将使水利监测的广度、深度、密度和精确度都发生革命性的提升，进而对更高层次的科学研究和生产应用产生深远影响，使从前做不了的事情做得成，从前做的粗的事情做得好。
首先，水利行业监测能力将获得全方位的提升。在可预见的未来，传感器的精度、可靠性、监测频次、环境适应能力、集成度都会显著改进，而功耗则会大幅降低，形成更加细分的传感器家族。同时，由于市场需求的爆发式增长和核心技术的产业化，传感器成本将会大幅降低，从现在动辄几千上万元的工业品转变成价格低廉的民用品，将使同等预算下传感器的分布密度更高、覆盖面积更广、网络规模更大，真正形成无所不包无所不知的监控网络。
其次，监测系统的建设模式将发生革命性的改变。目前典型的传感网络建设模式是在监测断面布设若干只传感器，由于信号传输距离所限往往要在现场建设监测站放置采集设备，同时配套供电和通讯设施，不仅施工难度大、工期长、成本高，而且还经常要现场维护和管理。物联网的建设将会彻底改变这一局面，自供电、自采集、自联网传感器的全面普及会大大简化监测系统的建设模式，并极少需要人员现场管理维护，显著提高工程建设的速度和效率。
第三，物联网的上层应用将会取得重大进步。传感网络性能的全方位提升，会使以往仅仅停留在概念的应用成为可能，使误差较大的科技手段更加实用，全面带动行业技术进步。例如，各种水利模型参数能够更加精准的率定和修正，有效降低模型计算误差；工程调度将真正实现实时化和智能化；突发性事故的预测将更为精确和及时，处理能力显著增强；工程安全预警更为严密和全面等等。
3 发展水利物联网的建议
水利物联网的建设是大势所趋。目前物联网产业正在从萌芽期走向成熟期，应抓住机遇及早谋划，为率先实现水利行业物联网做好准备。
第一，做好发展水利物联网的前期工作。从政策和技术两个层面积极开展水利物联网的先期筹划和储备，在适当时机研究制定行业物联网建设规划，开展行业物联网的整体架构及子系统概念设计，紧密跟踪国内外核心技术的研究进展，组织科研单位开展核心器件与水利专业要求相结合的产业化科研攻关，并协调相关部门筹备制定水利物联网技术标准。
第二，稳步推进水利物联网示范工程建设。示范工程建设是对行业物联网的技术验证和经验积累，有利于筛选出最佳技术方案，避免大规模实施中出现重大失误。此外，示范工程还是推动行业物联网建设的催化剂，使技术优势眼见为实，直接调动建设物联网的积极性。
第三，引导和扶持水利物联网企业发展壮大。水利物联网建设不仅要提高行业的技术水平和管理能力，也要服务于全国物联网产业发展战略大局。目前我国水利传感设备生产企业的技术实力与国外同类企业相比还有一定差距，要利用物联网建设的机遇加倍呵护和扶持本土企业迎头赶上，抢占技术制高点，扩大市场份额，并逐步向国外市场以及交通、建设、能源等其他行业扩展，为我国物联网产业战略贡献力量。
参考文献：
[1]《明确目标注重实效全面提升水利信息化水平》――
[2]《关于加快水利改革发展的决定》――
[3]物联网知识讲座――
