像人类大脑一样思考 ，“袋鼠云防汛大脑”让防汛更智慧

我国是世界上水情最为复杂、江河治理难度最大、治水任务最为繁重的国家之一。

2020年7月12日零时,在鄱阳湖标志性水文站星子站的水位井内,湖水漫过一道红色标记——“1998年洪水位22.52M”,这标志着时隔22年,我国最大淡水湖水位突破有水文记录以来的历史极值。

7月16日,位于中国北方黄河流域的壶口瀑布进入汛期,宽40米、落差30米的主瀑布和周围的小瀑布连成一片。

中国水利部日前发布信息称,全国已有33条河流发生超历史洪水,共有433条河流发生超警以上洪水,涵盖长江、黄河、珠江等流域。随着中国从南到北全面进入主汛期,防汛抗洪、抢险救灾、安全生产等工作处于关键阶段。

近年来,随着大数据、物联网、云计算等新一代技术的发展,智慧水利站上舞台。2018年中央一号文件中,水利部提出的水利九大业务和水利监督业务需求,都有提及智慧水利。

一、大数据平台为基,可视化呈现的“防汛大脑”

什么是“防汛大脑”?“简单地说,就是运用大数据、物联网、机器学习和人工智能算法等技术技术,建设防汛指挥决策平台。据数据显示,在暴雨台风等极端天气下,人工智能的预测速度和精度将显著优于传统模式,能为防汛、救援决策争取宝贵时间。

袋鼠云作为国内领先的数据中台服务商,至今已经服务过多家政府单位,其中包括金华、宁波、慈溪等水利部门,打造出“防汛大脑”解决方案。

“防汛大脑”以袋鼠云自主研发的云原生一站式数据中台PaaS“数栈DTinsight”为基座,帮助水利部门建设自己的大数据共享服务中心;最终通过一站式可视化开发平台“Easy[V]”开发智慧水利可视化大屏,建立防汛大脑指挥中心,实现“业务场景构建-关联数据抽取-大数据中心-可视化设计-防汛大脑指挥中心”一站式智慧水利大数据分析应用。整个实现流程中需要通过专业化的视角围绕核心业务深入分析问题及指标、需要清晰的业务思维来设计信息的展现逻辑与布局、需要大数据分析算法及专业算法支撑大数据分析。

因汛情数据来源于监测站点、AIoT设备等多种渠道,防汛工作涉及多个部门协作,整体数据的整理和使用上需要做到跨系统、跨部门,数据开发工作面临数据来源广、业务系统繁多、实时性要求高、计算量大等难题。数栈则可完美解决以上难题,实现一站式搭建数据中心,大大降低数据开发门槛。此外,数栈的实时数据处理速度达到亚秒级别,深度融合气象、建设、国土、民政、交通等部门的防汛数据,与算法模型结合后可实现实时智能预警。

由于防汛工程复杂、多变、指标繁多,将数据分析结果经过数据可视化手段直观呈现出来,使得数据价值更加直观、可见,也大大提升防汛决策指挥。袋鼠云的Easy[V]是一款可视化开发平台,通过组件拖拽、图层、画布等可视化操作方式即可快速创造出美观酷炫的数据大屏,通过灵活多样的图表形式实时地对数据进行可视化展现,方便洞察复杂业务背后的数据本质,帮助管理者及时发现问题,指导相关决策。

二、案例:“金华防汛大脑”

金华地处浙江中部、钱塘江上游,具有“七山二水一分田”的复杂地貌,全市有水库815座、山塘3500多座,分别占全省的1/5、1/4,集雨面积15平方公里以上的河流245条,每年汛期流域性洪水、小流域山洪、地质灾害、城镇内涝等灾害多发频发。

“金华防汛大脑”项目是运用大数据分析、数据可视化等技术,建设“金华防汛大脑”指挥决策平台,通过深入挖掘全市多年积累的水、雨、灾情历史数据,结合汛情监测、预警和指挥调度体系,并与气象、水文、建设、国土、民政、交通等部门的防汛数据资源深度融合,分析研判汛情风险,预测灾害发展趋势,科学制定灾害应对方案,提高防汛指挥决策水平,减少洪涝台旱灾害带来的损失。

建设难点

(1)数据来源广:包括但不限于水雨情数据、工情数据、气象数据、水利普查数据、山洪灾害数据、基础资料、测量数据、外系统成果数据等;

(2)数据类型丰富:既有结构化数据,又有文档、图片、视频等非结构化数据;

(3)数据及计算量大:系统需要对大中型水库、重点小型水库、重点防洪城镇进行洪水分析;

(4)实时性要求高:系统对各类数据信息进行集成展示和联动交互查询。

解决方案

打通金华已建成的防汛实时信息发布系统、山洪灾害监测预警平台、洪水风险图系统、水库标准化运行管理平台等,深入挖掘多年积累的水、雨、灾情历史数据,结合汛情监测、预警和指挥调度体系,并与气象、水文、国土、民政等部门数据资源深度融合,分析研判汛情风险,预测灾害发展趋势,当发生预警时,用直观、醒目的视觉语言提醒值班人员及时响应处置等。

对太平洋上生成的台风,预测模拟台风规模和走向,掌握台风实况数据,以及预测台风期间带来的全市降雨,江河水位和水库水位的情况。

对防汛重点村进行监控,利用可视化,直观展示重点村的降雨情况、各村值班信息、涉灾人员分析,帮助开展应急转移避险和抢险救灾决策工作,保障物资抢险队伍的科学调配。

“防汛大脑”可分析研判汛情风险,预测灾害发展趋势,协助水利部门科学制定灾害应对方案,提高防汛指挥决策水平,减少洪涝台旱灾害带来的损失。从更高层面实现暴雨、台风的精准预警预报,从而做到“防灾减灾,心中有数”。通过防汛大脑的升华优化,实现事件分析向事态分析的转变,由智能向智慧转变,结合多方信息,进行大数据多维度推演,根据推演结果,对未来可能发生的灾情进行预警,并提供指挥调度方案,实现机器自主决策。

在今年的防汛抗洪中,众多前沿技术大显身手,一系列“黑科技”全方位帮助防汛抗洪工作,有效提高了预警抢险的机动性和时效性。科技进步旨在造福人类,我们在抗洪抢险中每多争取一秒,就能拯救出更多的家庭、挽回更多的损失。洪水无情人有情,愿灾情早日结束,愿同胞早日回归家园。