南水北調(diào)工程是一項(xiàng)運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、改造自然、改變?nèi)祟?lèi)生存環(huán)境、保護(hù)生態(tài)平衡和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的跨流域的宏偉工程。旨在緩解北方水危機(jī)，實(shí)現(xiàn)南北經(jīng)濟(jì)齊飛，其深遠(yuǎn)意義為世人矚目。如此偉大的壯舉，依托的究竟是怎樣的高科技技術(shù)呢?物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在南水北調(diào)中線(xiàn)工程中具體應(yīng)用情況如何?又有哪些值得改進(jìn)及完善的地方呢?NB-IoT在南水北調(diào)中線(xiàn)工程項(xiàng)目應(yīng)用中是否可行?在近日深圳會(huì)展中心舉辦的《第二屆中國(guó)NB-IoT產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟高峰論壇》會(huì)議上，中國(guó)科學(xué)院無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)與通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用測(cè)試部部長(zhǎng)張武雄博士在以《面向南水北調(diào)中線(xiàn)安全防護(hù)的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用》為主題的分享中為我們做了詳細(xì)的講解。

　　中國(guó)科學(xué)院無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)與通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用測(cè)試部部長(zhǎng)張武雄博士

　　據(jù)張博士介紹，南水北調(diào)中線(xiàn)工程南起丹江口水庫(kù)，跨長(zhǎng)江、淮河、黃河、海河四大流域，途徑河南、河北、直達(dá)北京團(tuán)城湖和天津外環(huán)河。全長(zhǎng)1432Km，其中，河南河北明渠1277Km，北京段暗渠80Km，天津段暗渠155Km,中線(xiàn)工程總投資約2000億，于2014年12月正式通水，目前，該工程為北京、天津、石家莊、鄭州等城市提供了約60%的城市供水。

　　張博士稱(chēng)，從整個(gè)南水北調(diào)中線(xiàn)工程建設(shè)情況來(lái)看，主要面臨三大安全問(wèn)題：

　　第一、工程安全。

　　一方面是由于全線(xiàn)渠道較長(zhǎng)，由于南水北調(diào)中線(xiàn)工程是從丹江口水庫(kù)146米的水位自流輸水，通往北京和天津，全線(xiàn)沒(méi)有水庫(kù)蓄水，所以只能通過(guò)控制性的建筑來(lái)進(jìn)行管控，據(jù)統(tǒng)計(jì)，南水北調(diào)中線(xiàn)工程有明渠1277公里、控制性建筑物318座、橋梁1256座、左排469座。另一方面，工程安全檢測(cè)難度大。全線(xiàn)共計(jì)約80000多只傳感器用來(lái)檢測(cè)渠道滲流滲壓、位移、沉降等。

　　第二、供水安全。

　　一方面，由于水質(zhì)安全保障要求高，必須是II類(lèi)水質(zhì)進(jìn)京，而水源地的水質(zhì)保障、沿線(xiàn)點(diǎn)面污染控制難度大、突發(fā)事故易造成水質(zhì)污染等。同時(shí)，還對(duì)水量安全保障要求高。閘門(mén)調(diào)度實(shí)時(shí)性、全線(xiàn)水面線(xiàn)控制、水位流量檢測(cè)精度等方面要求都特別高。

　　第三、人身安全。

　　一是外部入侵風(fēng)險(xiǎn)大，工程與當(dāng)?shù)毓?、鐵路、河流交叉多，呈管理開(kāi)放態(tài)勢(shì)，外人進(jìn)入渠道戲水釣魚(yú)，易生意外。二是現(xiàn)有防護(hù)手段不夠。全線(xiàn)“無(wú)人值班、少人職守”、先進(jìn)防護(hù)技術(shù)應(yīng)用較少。

　　針對(duì)以上三大安全難題，能否用最新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)從容應(yīng)對(duì)?張博士認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在南水北調(diào)中線(xiàn)工程中的應(yīng)用仍存在以下挑戰(zhàn)：

　　1，監(jiān)控環(huán)境復(fù)雜：超長(zhǎng)距離、超大范圍、各種建筑以及自然、人文環(huán)境不同。

　　2，南水北調(diào)中線(xiàn)工程在安陽(yáng)以北以后會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)冰塞冰壩，同時(shí)沿途流經(jīng)伏牛山、太行山區(qū)等洪水多發(fā)地區(qū)、全線(xiàn)與400多個(gè)河流交叉，以及穿越膨脹土，濕陷性黃土等地質(zhì)條件惡劣地區(qū)等。

　　3，傳感器類(lèi)型復(fù)雜：地質(zhì)氣象、水質(zhì)水文、工程、入侵、災(zāi)害/突發(fā)事件。南水北調(diào)中線(xiàn)工程共計(jì)79種傳感器。

　　4，數(shù)據(jù)融合復(fù)雜：地質(zhì)氣象、水質(zhì)水量、入侵等多種不同行業(yè)應(yīng)用傳感器、不同的數(shù)據(jù)格式、不同處理架構(gòu)以及不同的管理平臺(tái)。

　　5，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)復(fù)雜：南水北調(diào)中線(xiàn)工程大多數(shù)都是經(jīng)過(guò)郊區(qū)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋差，采用多網(wǎng)共存協(xié)作，如管錢(qián)網(wǎng)絡(luò)、WIFI網(wǎng)絡(luò)、蜂窩移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)以及無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)等。

　　6，運(yùn)營(yíng)平臺(tái)復(fù)雜：需要將工程、水質(zhì)、水量、入侵檢測(cè)、地質(zhì)氣象、視頻檢測(cè)等管理平臺(tái)、設(shè)備控制平臺(tái)進(jìn)行集成。

　　同時(shí)，針對(duì)這種種挑戰(zhàn)，張博士也分享了自己的一些主要研究及應(yīng)用成果。如WoT監(jiān)控平臺(tái)的研發(fā)及應(yīng)用，電子圍欄、視頻智能分析的應(yīng)用、以及異構(gòu)多模網(wǎng)關(guān)的研發(fā)等。

　　WoT監(jiān)控平臺(tái)

　　其特征是采用WoT技術(shù)，遵守REST架構(gòu)約束，提供符合Restful風(fēng)格的API，采用WoT中間件技術(shù)，完成對(duì)全線(xiàn)近8.5萬(wàn)只/70多種各種不同類(lèi)型傳感器數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)。

　　入侵監(jiān)控功能：視頻與電子圍欄聯(lián)動(dòng)監(jiān)控

　　視頻智能分析功能：橋梁拋物監(jiān)測(cè)

　　異構(gòu)多模網(wǎng)關(guān)研發(fā)

　　其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)前端傳感器各種數(shù)據(jù)與信息的收集，以及保障數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、可靠傳輸。

　　張博士認(rèn)為，在南水北調(diào)中線(xiàn)工程建設(shè)之初，NB-IoT還沒(méi)有出現(xiàn)。NB-IoT出現(xiàn)以后，對(duì)NB-IoT在南水北調(diào)中線(xiàn)工程中應(yīng)用的可行性，張博士的考慮是應(yīng)該解決現(xiàn)有傳感網(wǎng)應(yīng)用的幾大問(wèn)題：

　　1，供電問(wèn)題

　　2，通信問(wèn)題

　　3，成本問(wèn)題

　　4，可靠性問(wèn)題

　　5，專(zhuān)業(yè)知識(shí)問(wèn)題

　　“NB-IoT功耗低，未來(lái)也將有一些穿透地下的能力，能大大的減少成本投入。未來(lái)在在南水北調(diào)中線(xiàn)工程中是肯定會(huì)有大的應(yīng)用的!”張博士如是說(shuō)。

　　張博士最后強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)不再僅僅只是一個(gè)通信技術(shù)或者計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，它未來(lái)絕對(duì)是一個(gè)跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的一個(gè)集合，一定要把對(duì)當(dāng)前行業(yè)最了解的這批人的知識(shí)用起來(lái)。把這個(gè)數(shù)據(jù)更好的處理起來(lái)，才能得到更好的一些應(yīng)用?！?/p>

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