人工智能和智能装备在黄河治理中的应用研究

Value Engineering
0引言
黄河流域的地理气象、水砂运移等十分的复杂，所以其是世界上河性治理难度较高的河流之一，其具有非线性动力学系统，所以需要依靠人工智能和智能设备来解决黄河复杂系统运行存在的问题。

打造人工神经网络模型，完善综合防汛预警体系，同时构建完整的流域产业链，以其基础框架为基准，打造空天地一体化的大数据平台，使得黄河流域的生态恢复速度变得更快。

高效解决其潜在的发展问题，发挥出智能装备及人工智能在黄河流域治理当中所产生的作用，让黄河流域能够保持良好的发展状态，落实黄河流域生态保护战略思想。

1计算机人工智能技术
计算机人工智能技术就是借助计算机来模仿人脑的工作形式，解决客观世界存在的问题等，计算机会由多类数据模型共同组建而成，借助信息处理器来获取信息，解决问题。

人的思维主要有直观性以及逻辑性两类，其中，逻辑性思维需要做好准备，依据逻辑规则进行推理，把信息转变成为概念性的符号，结合符号运算规律推理得出结果。

直观性的思维能够把分布式存储当中的数据信息整合在一起，形成结果，直观性思维会把多类分散性的存储信息整合在一起，瞬时产生解决问题的思路以及办法，模拟人类思维，构成计算机人工神经网络模型。

现阶段，人工智能技术已经能够广泛地投用到水利领域之中，在一些发达
国家会用其技术来监测流域的降雨、径流、含沙量等情况，对水环境实行科学化的管理，我国黄河水利委员会也开始借助神经网络技术来预测黄河下游河道冲淤状况。

2人工智能和智能装备在黄河治理中的应用2.1工程概况
为了能够深度地探究人工智能和智能装备在黄河治理当中的应用要点，本文以黄河山东数字孪生平台为例如图1，进行探究该项目会将各要素整合在一起，构成信息感知网。

2627处视频监控点实时监控628公里河道，219架无人机空中巡航黄河工程，176套“1+8+30+121+N ”（省局、8市局、30个县局、121个基层段所及堤防工程防汛现场）远程会商系统五级全线贯通、实时扫描，形成山东黄河信息敏锐感知的“末梢神经”。

运用遥感影像和根石探测技术，不间断采集了海量可持续输出、可持续进化、可持续升级的第一手源数据，上传存储至云黄河（山东）积累形成近40Tb 的数据资产，丰富了L2-L3级数据底板，建成山东黄河流域1.7万平方公里L2级数据底板，获取东平湖水上、水下一体化数据；高标准完成济南段、滨州惠民段等4处重点河段L3级数字孪生场景和潘庄闸、庞口闸等10处涵闸精细化实景模型。

2.2数字孪生山东黄河建设2.2.1“2+N ”智能业务系统合理应用数字孪生、云计算、人工智能等多类高新技术，构建自愈功能较强的数字孪生黄河，实现精准化决策、——————————————————————
—作者简介:刘国凤（1980-），女，山东东营人，本科，高级工程师，
主要从事水利信息化、电子政务、大数据应用等研发
工作。

人工智能和智能装备在黄河治理中的应用研究
Research on the Application of Artificial Intelligence and Intelligent Equipment in Yellow River Regulation
刘国凤LIU Guo-feng
（山东黄河河务局黄河河口管理局，东营257091）
（Shandong Yellow River Affairs Bureau Yellow River Estuary Management Bureau ，Dongying 257091，China ）
摘要:人工智能就是把计算机技术以及设备整合在一起，构成一个有机体，实现理解能力、学习能力等的发展目标，可以感知、获取、保存信息，在一定环境下形成自适应行为，人工智能技术的创新应用能够持续推进我国各个行业的发展进程，实现深化改革的发展目标，黄河流域生态保护需要依靠人工智能以及智能装备。

本文主要以我国黄河山东数字孪生平台为例，深度探究人工智能和智能装备在黄河治理当中的应用要点，提出建立支撑保障系统、践行“双高六出”等的观念，制定出黄河治理新模式，使得技术和管理能够更好地融合在一起，为我国后续所开展的黄河综合治理工作提供经验，以供借鉴。

Abstract:Artificial intelligence is the integration of computer technology and equipment into an organism,achieving the development
goals of understanding and learning abilities.It can perceive,acquire,and save information,and form adaptive behavior in a certain environment.The innovative application of artificial intelligence technology can continue to promote the development process of various
industries in China and achieve the development goal of deepening reform.The ecological protection of the Yellow River Basin relies on artificial intelligence and intelligent equipment.This article mainly takes the Shandong Digital Twin Platform of the Yellow River in China as an example to deeply explore the application points of artificial intelligence and intelligent equipment in the Yellow River governance.It proposes the establishment of a support system,the implementation of the concept of "double high and six out",and develops a new model for Yellow River governance,enabling technology and management to be better integrated,providing experience for China's subsequent
comprehensive Yellow River governance work.
关键词:人工智能；智能装备；黄河治理；应用措施
Key words:artificial intelligence ；intelligent equipment ；Yellow River governance ；application measures 中图分类号:TP18
文献标识码:A
文章编号:1006-4311（2023）23-035-03
doi:10.3969/j.issn.1006-4311.2023.23.012
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智能化模拟等发展目标，获取经济社会信息、干支流水等多项内容，映射全要素状况，更新并进行信息动态交互。

以数字化场景为基准，建立多时空尺度的模型，升级各类模型以及云服务，并针对一维及二维水力学模型进行封装改造，建立黄河数字模拟仿真模型库。

如图2初步建立黄河中下游洪水预演系统，针对水利对象以及水流关系等多项内容来完善黄河知识图谱，建立知识平台，以其平台来支撑各项流域决策工作的开展。

充分整合现有的资源，创设信息共享机制，充实河湖管理相关业务功能，满足河湖管理业务应用需要。

借助遥感等多项技术，明确水生态、河湖等的治理要点，将其管理内容融入至专业监管系统之中，提高监管工作信息化水平。

2.2.2建立支撑保障体系建立五级视频会商制度，优化用水申请、指挥、调度等多项工作，并采取全流程业务网上办理的工作模式，实时监测供水系统以及设施的管理现状。

对总引水量进行分级以及分时段的监管，在线处理各类问题，构成巡查观测记录，了解涵闸工程质量以及项目施工进展状况。

布局大数据中心，规范统一水利对象编码，完成4类45项基础水利对象建模，集成2627路视频监控、70余路遥测水位站监测数据；试点无人机巡检平台，实现全局219架无人机统一管理、统一调度，通过接力巡航、图像快拼算法，可较短时间绘制高清版二维河道影像图。

构建物联网感知平台，高效采集全域视频监测等多类数据信息，并对这部分数据信息进行整合和共享。

2.3践行“双高六出”理念
为了能够持续性推进山东治黄信息化事业的发展，需要践行“双高六出”的工作理念。

首先，要全面从严治党。

将“第一议题”的制度落实到实处，多次开展专题会议，以“文明创建，党风廉政建设”等多项工作内容入手，落实上级各项决策部署任务，按时完成换届选举，优化调整党支部结构等，要致力于构建山东黄河党建示范区局直样板。

其次，要丰富党务业务的融合内涵。

构建科技评审系统，分析和其项目相关的业务发展需要，调整工作流程，要实时更新业务管理模式，和其他区域业务联结构成联通新纽带，将文化融合的魅力更好地展现出来，建立示范品牌。

同时进行全域通信网络的保障处理，借助五级视频会商体系，完善各项防汛工作调度检查内容，采取24小时双人联动值班值守的工作模式，让安全度汛工作能够顺利地开展。

再次，要释放河地融合叠加效应。

积极开展和该项目内容相关的研究工作，创新黄河现代信息技术的应用方式，联合申报“1+N+X ”黄河流域高质量发展等课题，并组织开展黄河流域民生保障与灾害治理研讨会议。

构建专业化运维团队。

保障视频会商系统运行的稳定性以及安全性，应对其潜在的危险隐患，针对洪水防御等关键节点进行演练。

最后，要迈出民主发展步伐。

持续性地做好意识形态及信访维稳等多项工作，对内部所实行的财务制度进行优化和调整，将制度落实到实处，并实时进行预算执行管控，推行民
图1云黄河(山东
)
图2L2级多源多维数据融合
展示图
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主管理理念，加强档案规范建设，提高公文质量，强化安全生产工作责任，将安全生产专项检查制度落实下去，使得全年安全生产无事故，优化专业结构配置情况。

强化基础设施，拓宽经营创收渠道，并培养专业人员素质素养，让山东治黄业务能够深度融合，激发数据创新应用能力。

2.4走深走实云黄河建设
首先，要优化数字衍生平台项目。

多部门要发挥出协同的作用，构建完善的平台模型，丰富视频智能算法，同时构建水资源特色模型，提高预报以及预警的精确度，利用知识平台，构建完善的历史规则库以及业务规则库等，这样预案实行的可操作性以及科学性才会变得更高。

其次，要提升信息感知网功能作用。

借助遥感影像、智能解译等多项技术来实行大规模尺度的动态监管，彰显出无人机的作用，并对工程结构、沉降应力等实行动态化的监管，提升整体根实监测水准，不断拓宽项目监测的范围，并对产生变化的数据信息进行深度的分析，升级通信传输形式，做好网络边界防护管控措施。

优化设备数据接入能力，扩展设备接入范围，充实物联感知平台，实现全域感知设备通信连接和设备控制的看、管、控一体化管理；提升数据汇聚、数据管理和多维分析能力，建设山东黄河全要素数据引擎、数据资源池、语义数据模型和大数据服务引擎，高标准建强山东黄河数据中心，实现数据资源横向集成、纵向贯通、全局共享的运作模式。

3智能装备创造流域发展新需求
现阶段，我国社会经济发展速度较快，这就使得相关的生产方式以及管理模式产生了极大的变化，社会市场对于综合能耗方面提出的要求变得越发的严苛，这就使得人工智能和智能装备的发展受到了社会各界的关注以及重视。

传统的管理模式会被智能装备以及机器人所取代，把智能技术和社会各个领域方面的内容，深度地融合，会使得水利行业适配能力变得更强，同时加速相关政策落地速度。

近些年来，我国黄河流域经济社会发展任务越发的繁重，其所提出的供水安全要求、防洪安全要求等任务越来越重，必须要构建现代化黄河治理体系，提高黄河治理能力，将智能装备引入到其中，大力开展智能装备的研发工作，实现12座引黄涵闸改建工地现场管理的数据驱动、情景模拟、动态管控、智慧决策目标。

且随着我国5G技术的推进，机器人以及智能装备产品的适用范围越来越广，需要不断提升工程管理以及维修养护的质量，凸显出管理及维护智能化的作用，让黄河治理能够朝向智慧化、系统化的方向不断发展，利用现有的感知条件重塑水利行业发展模式。

4人工智能和智能装备孕育黄河治理新模式
4.1新技术前瞻
自动化技术、云技术等是当前我国科技革命的重要变革内容，其技术已经被广泛地渗透至了我国各个领域之中，特别是在水利行业，这部分先进的管理技术以及信息技术对黄河治理工作的开展会起到极大的有益作用，要借助其技术进行创新，改良智能维修养护、智能装备开发应用等多项工作。

智能化、数字化是黄河流域生态保护的发展目标，各个管理单位要及时创新管理体系，将智能装备和人工智能深度融合，加速智能装备的研发速度，以此来开创出人工智能在黄河流域治理当中的发展新路径。

4.2技术突破与管理融合
在黄河防洪工程治理当中，机械设备及机器人等并不能完全代替员工进行决策及思考，同时其也无法结合外界环境的变化快速进行反应，所以需要打破技术方面的束缚，将其和管理体系等融合在一起。

首先，是在大数据建设方面。

人工智能系统在使用时，需要以大规模的数据支撑为基准，开展数据信息的分析及判断工作，所以需要把人工智能投入至黄河防洪工程管理范畴之中，并构建黄河防洪工程管理相关的知识数据平台，积累丰富的数据信息。

其会包含水资源开发与利用、河道特性以及防洪工程尺寸等多项内容，把这部分信息相融合，构成治黄工艺，且随着各项新技术以及材料的研发，治黄工艺也会变得越来越完善，计算机专业以及智合专业人员要共同完成黄河治理大数据建设等多项任务，搭创数据库框架，开放数据输出以及输入等路径，结合治黄专业知识所设定的逻辑关系，推测并建立数据逻辑关系。

其次，是在机器视觉技术方面。

机器视觉就如同人类的眼睛一般，想要由其来取代传统的职工巡查防洪工作形式，就需要高效的应用图像识别技术以及传感器等，利用这部分软件来采集并预处理图像信息，发挥出其具备的匹配以及诊断等多项功能。

最后，是在专家系统建设方面。

专家系统尤为适合黄河治理体系，其会以知识为基准构建而成，在治黄专家那里获取信息，解决其潜在的问题，模拟专家处理问题时的思维方式，其会汇集整合各类领域专家的实践经验，所以其工作效率会比较高，同时还具备准确、迅速等的作业优势。

在解决问题时，也不会受到外界其他因素的干扰和影响，所以不会存在遗忘等的隐患问题，时长不会受到限制，能够进行复制以及推广，是用于黄河治理的优秀实践路径，并且专家系统可以将多领域以及行业的知识经验相整合，发挥出专家协同的作用，一同来解决重大问题。

黄河治理工作的开展并不是一蹴而就的，其需要丰富的治黄经验来支撑，其会涵盖水资源使用与保护工程管理等多项内容，要建设合理的专家系统，用其来解决复杂性的问题。

5结语
综上所述，在信息技术时代变革的背景下，人工智能和智能装备在黄河治理当中的作用越发的显著，要在其装备及技术的作用下保护黄河流域，将其渗透至生态环境的各个方面，贯彻新的发展观念，以创新为动力，统筹政策制度以及工程经济等，要加速构建数字原生流域。

并积极开展防洪保安全、水资源集约节约等多项工作，让黄河保护治理能够朝向数字化的方向发展转型。

参考文献院
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