随着社会经济的发展,人们对河湖生态环境的要求日益提高。习总书记关于建设造福人民的幸福河的重要指示精神,为河湖治理指明了方向。在各地积极推进幸福河湖建设的大背景下,传统的河湖管理模式已难以满足新时代的需求。 当前,河湖管理面临着诸多挑战,如水域岸线监管难度大、水生态环境监测不及时、防洪排涝预警能力不足等。而智慧化技术的飞速发展,为解决这些问题提供了新的契机。通过引入物联网、大数据、人工智能等先进技术,能够构建全方位、多层次的河湖管护体系,实现河湖管理的精细化、科学化、智能化,提升河湖治理体系和治理能力现代化水平。
幸福河湖智慧化建设方案旨在打造一个集监测、管理、决策、服务于一体的综合性智慧平台,通过前端硬件设备与后端软件系统的协同运作,实现对河湖的全面感知、实时监控、智能分析和高效管理。前端硬件设备主要包括电子界桩和智能语音宣教卡口,后端软件系统涵盖数据采集与传输、数据分析与处理、业务应用等多个模块。方案将充分结合各地实际情况,以需求为导向,以应用为核心,为幸福河湖建设提供有力的技术支撑。
一、前端硬件设备
电子界桩:在河湖岸线边界处设置电子界桩,内置高精度定位模块、传感器和通信模块。通过定位技术精准确定河湖岸线边界,传感器可实时感知界桩是否被移动、破坏等异常情况,并将数据通过通信模块及时上传至智慧河湖大脑中枢平台。一旦发现界桩异常,系统立即发出预警,通知相关管理人员前往处理,有效防止非法侵占河湖岸线行为,保障河湖岸线资源的合理利用。
智能语音宣教卡口:在河湖周边主要出入口、人流密集区域安装智能语音宣教卡口。该卡口集成图像识别、语音播报、信息发布等功能。当有人经过卡口时,图像识别系统自动识别人员信息,根据不同的身份(如居民、游客等),语音播报系统自动播放相应的河湖保护知识、安全提示等内容。同时,卡口的信息发布屏幕可展示河湖实时水质、水位等信息以及近期的河湖治理成果,提高公众对河湖保护的认知度和参与度。
无人船:作为移动监测设备,搭载有摄像机、声纹监测仪、水质水文传感、喇叭等多种传感器,灵活穿梭于复杂水域,实现水质指标快速测定、水文数据精准勘测、生态状况智能巡查、人类活动监测与宣教、水域及周边生态环境违法事件核实等,还能在应急救援中快速响应,其能拓展监测范围、提升数据时效性、降低成本,为幸福河湖建设中的水质监测、生态保护、应急处理等提供有力支撑。
无人机:作为空中监测手段,可搭载相关设备对河湖岸线进行全方位巡查,识别 “四乱” 问题、涉河违规建设项目,监测行洪蓄洪空间,助力 “清四乱” 和防洪安全保障;能掌握岸线植被、湿地生态等情况,监测水土流失、河口生态功能变化,辅助巡查禁渔政策落实,查看非法捕捞行为;其灵活机动、覆盖范围广,可快速响应突发情况,实时传输数据至管理平台,与 “天空地水工” 一体化监测感知体系融合,减少人工成本,弥补地面巡查不足,为河湖执法监管、生态保护等提供高效技术支撑,推动幸福河湖建设科学化和精准化。
二、后端管理平台
数据采集与传输:各类前端硬件设备采集到的数据,通过有线或无线通信网络实时传输至智慧河湖大脑中枢平台。电子界桩和智能语音宣教卡口感知的人类活动监测数据、设备状态数据及周边环境数据、水质监测传感器采集水质指标数据、无人机和视频监控设备采集的河湖实景画面等都能快速、准确地汇聚到平台,确保数据的及时性和完整性。
数据分析与处理:利用大数据分析技术和 AI 算法模型,对采集到的海量数据进行深度挖掘和分析。通过对水质数据的长期监测和分析,可预测水质变化趋势,及时发现水质异常情况;结合水文数据和气象数据,运用洪水模拟模型,能够准确预测洪水发生的时间、范围和强度,为防洪决策提供科学依据;通过对视频图像数据的智能分析,可自动识别非法排污、侵占河道、违规垂钓等行为,提高监管效率。
三、业务应用:
河道管护:实现对河道日常巡查、保洁、维修养护等工作的信息化管理。通过移动终端 APP,巡河人员可实时记录巡查情况,包括发现的问题、位置、照片等,平台自动生成巡查报告和问题整改工单,派发至相关责任部门,跟踪整改落实情况,形成闭环管理。
防洪预警:建立完善的防洪预警体系,实时监测水位、流量等水文数据,结合气象预报信息,提前发布洪水预警信息。通过短信、APP 推送、广播等多种渠道,将预警信息及时传达给沿岸居民和相关部门,为防洪抢险争取宝贵时间。
生态评估:构建河湖生态健康评价模型,综合考虑水质、水量、水生态等多方面因素,定期对河湖生态系统进行评估,为河湖生态修复和保护提供决策支持。
公众参与:开发公众服务 APP 和微信小程序,提供巡河打卡、问题举报、意见反馈、文化导览等功能,鼓励公众积极参与河湖保护,形成全民共治的良好氛围。
应急调度:在发生突发水事件时,如洪水、水污染事故等,通过平台实现对各类资源的统一调度和指挥,包括抢险队伍、物资、设备等,提高应急处置能力。
文化展示:利用 AR、VR 等技术,在平台上展示河湖的历史文化、自然风光、治理成果等,打造线上线下相结合的河湖文化体验场景,提升河湖的文化内涵和吸引力。