南水北調(diào)工程是一項運用現(xiàn)代科學技術(shù)、改造自然、改變?nèi)祟惿姝h(huán)境、保護生態(tài)平衡和促進經(jīng)濟發(fā)展的跨流域的宏偉工程。旨在緩解北方水危機，實現(xiàn)南北經(jīng)濟齊飛，其深遠意義為世人矚目。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)中線工程中具體應(yīng)用情況如何?又有哪些值得改進及完善的地方呢?NB-IoT在南水北調(diào)中線工程項目應(yīng)用中是否可行?在近日深圳會展中心舉辦的《第二屆中國NB-IoT產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟高峰論壇》會議上，中國科學院無線傳感網(wǎng)與通信重點實驗室應(yīng)用測試部部長張武雄博士在以《面向南水北調(diào)中線安全防護的物聯(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的講解。

　　中國科學院無線傳感網(wǎng)與通信重點實驗室應(yīng)用測試部部長張武雄博士

　　據(jù)張博士介紹，南水北調(diào)中線工程南起丹江口水庫，跨長江、淮河、黃河、海河四大流域，途徑河南、河北、直達北京團城湖和天津外環(huán)河。全長1432Km，其中，河南河北明渠1277Km，北京段暗渠80Km，天津段暗渠155Km,中線工程總投資約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，從整個南水北調(diào)中線工程建設(shè)情況來看，主要面臨三大安全問題：

　　第一、工程安全。

　　一方面是由于全線渠道較長，由于南水北調(diào)中線工程是從丹江口水庫146米的水位自流輸水，通往北京和天津，全線沒有水庫蓄水，所以只能通過控制性的建筑來進行管控，據(jù)統(tǒng)計，南水北調(diào)中線工程有明渠1277公里、控制性建筑物318座、橋梁1256座、左排469座。另一方面，工程安全檢測難度大。全線共計約80000多只傳感器用來檢測渠道滲流滲壓、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類水質(zhì)進京，而水源地的水質(zhì)保障、沿線點面污染控制難度大、突發(fā)事故易造成水質(zhì)污染等。同時，還對水量安全保障要求高。閘門調(diào)度實時性、全線水面線控制、水位流量檢測精度等方面要求都特別高。

　　第三、人身安全。

　　一是外部入侵風險大，工程與當?shù)毓?、鐵路、河流交叉多，呈管理開放態(tài)勢，外人進入渠道戲水釣魚，易生意外。二是現(xiàn)有防護手段不夠。全線“無人值班、少人職守”、先進防護技術(shù)應(yīng)用較少。

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

　　1，監(jiān)控環(huán)境復雜：超長距離、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)中線工程在安陽以北以后會經(jīng)常出現(xiàn)冰塞冰壩，同時沿途流經(jīng)伏牛山、太行山區(qū)等洪水多發(fā)地區(qū)、全線與400多個河流交叉，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，傳感器類型復雜：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)中線工程共計79種傳感器。

　　4，數(shù)據(jù)融合復雜：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。

　　5，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)復雜：南水北調(diào)中線工程大多數(shù)都是經(jīng)過郊區(qū)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋差，采用多網(wǎng)共存協(xié)作，如管錢網(wǎng)絡(luò)、WIFI網(wǎng)絡(luò)、蜂窩移動通訊網(wǎng)絡(luò)以及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等。

　　6，運營平臺復雜：需要將工程、水質(zhì)、水量、入侵檢測、地質(zhì)氣象、視頻檢測等管理平臺、設(shè)備控制平臺進行集成。

　　同時，針對這種種挑戰(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

　　其特征是采用WoT技術(shù)，遵守REST架構(gòu)約束，提供符合Restful風格的API，采用WoT中間件技術(shù)，完成對全線近8.5萬只/70多種各種不同類型傳感器數(shù)據(jù)的監(jiān)測。

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

　　視頻智能分析功能：橋梁拋物監(jiān)測

　　異構(gòu)多模網(wǎng)關(guān)研發(fā)

　　其目標是實現(xiàn)對前端傳感器各種數(shù)據(jù)與信息的收集，以及保障數(shù)據(jù)的實時、可靠傳輸。

　　張博士認為，在南水北調(diào)中線工程建設(shè)之初，NB-IoT還沒有出現(xiàn)。NB-IoT出現(xiàn)以后，對NB-IoT在南水北調(diào)中線工程中應(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)用的幾大問題：

　　1，供電問題

　　2，通信問題

　　3，成本問題

　　4，可靠性問題

　　5，專業(yè)知識問題

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

　　張博士最后強調(diào)說：“未來物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)不再僅僅只是一個通信技術(shù)或者計算技術(shù)的發(fā)展，它未來絕對是一個跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的一個集合，一定要把對當前行業(yè)最了解的這批人的知識用起來。把這個數(shù)據(jù)更好的處理起來，才能得到更好的一些應(yīng)用?！?/p>

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