智慧灌區(qū)是依托物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生等前沿技術(shù)，針對傳統(tǒng)灌區(qū)管理粗放、水資源利用率低、決策依賴經(jīng)驗等痛點打造的一體化解決方案。其核心目標是響應 “節(jié)水優(yōu)先” 方針與水利改革發(fā)展總基調(diào)，實現(xiàn)灌區(qū)引水、輸配水、灌溉、運維全流程數(shù)字化管控，通過 “感知 - 分析 - 決策 - 執(zhí)行” 閉環(huán)管理，提升水資源利用效率、降低人工成本、保障糧食安全，助力灌區(qū)從 “經(jīng)驗驅(qū)動” 向 “數(shù)據(jù)驅(qū)動” 的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型。
系統(tǒng)采用分層模塊化設(shè)計，構(gòu)建穩(wěn)定、可擴展的技術(shù)體系，核心分為五層：
- 感知層：部署多普勒超聲波流量計、雷達水位計、土壤墑情傳感器、高清攝像頭等設(shè)備，實時采集水位、流量、墑情、氣象、設(shè)備狀態(tài)等全要素數(shù)據(jù)。
- 傳輸層：依托 4G、北斗、LoRa 等多網(wǎng)融合通信技術(shù)，搭配太陽能供電與防雷設(shè)施，確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸，支持斷網(wǎng)緩存、網(wǎng)絡恢復后自動補發(fā)。
- 數(shù)據(jù)層：構(gòu)建統(tǒng)一數(shù)據(jù)倉庫，整合水情、工情、農(nóng)情、氣象等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，通過清洗、校驗、融合處理，為上層應用提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)支撐。
- 支撐層：提供 GIS 地圖服務、數(shù)字孿生建模、AI 算法模型、報表管理等基礎(chǔ)支撐，包含水資源配置、輸配水、旱情預報等專業(yè)模型庫。
- 應用層：覆蓋管理端與用戶端，包含智能調(diào)度、實時監(jiān)測、運維管理、水費計收等核心業(yè)務模塊，支持 PC 端、移動端多終端訪問。
- 全要素實時監(jiān)測：動態(tài)監(jiān)控水位、流速、流量、土壤墑情、氣象參數(shù)及閘壩、泵站等設(shè)施運行狀態(tài)，異常數(shù)據(jù)自動告警。
- 智能水資源調(diào)度：結(jié)合作物需水模型與 AI 算法，自動生成灌溉計劃，遠程調(diào)控閘門、泵站，實現(xiàn)分區(qū)分時定量精準配水。
- 工程運維管理：通過 “運維一張圖” 派發(fā)巡檢工單，支持設(shè)備遠程升級、故障上報與全生命周期管理，降低人工巡檢壓力。
- 水權(quán)與計費管理：支持水權(quán)登記、階梯水價核算、水費在線繳納與查詢，為農(nóng)業(yè)水價改革提供數(shù)據(jù)支撐。
- 可視化與預警：基于數(shù)字孿生與 GIS 技術(shù)實現(xiàn)灌區(qū)全景可視化，構(gòu)建 “預報 - 預警 - 預演 - 預案” 風險防線，快速響應旱澇、設(shè)施故障等突發(fā)事件。
- 全景可視，一屏掌控：融合 BIM、GIS 與數(shù)字孿生技術(shù)，打造 “灌區(qū)一張圖”，實現(xiàn)工程設(shè)施、水流路徑、運行狀態(tài)的立體化展示。
- 閉環(huán)管理，自主決策：形成 “數(shù)據(jù)采集 - 智能分析 - 精準調(diào)度 - 執(zhí)行反饋” 全鏈條閉環(huán)，無需人工干預即可完成灌溉策略優(yōu)化。
- 多層協(xié)同，服務便捷：支持管理部門縱向聯(lián)動與跨部門橫向協(xié)同，同時為農(nóng)戶提供用水查詢、充值、遠程控制等一站式移動端服務。
- 節(jié)水增效，成效顯著：相比傳統(tǒng)灌溉模式，水資源利用率提升 15%-40%，大幅減少人工成本，降低設(shè)備故障率。
- 物聯(lián)網(wǎng)感知融合：集成多種高精度傳感設(shè)備，支持明渠、管道等多場景量測，測量誤差率低于 2%，適應復雜水文環(huán)境。
- AI 與大數(shù)據(jù)賦能：通過機器學習挖掘歷史數(shù)據(jù)規(guī)律，精準預測需水量與旱澇風險，優(yōu)化調(diào)度方案，提升決策科學性。
- 數(shù)字孿生仿真：構(gòu)建與物理灌區(qū)同步映射的數(shù)字孿生體，支持水流動態(tài)推演、調(diào)度方案預演，為決策提供直觀參考。
- 高可靠易擴展：采用模塊化與開放式架構(gòu)，遵循行業(yè)標準規(guī)范，支持設(shè)備靈活接入與功能升級，適配不同規(guī)模灌區(qū)需求。
