物博成果基于 IoT 和流式计算的“智慧河流”系统

Posted 2021-04-24 世界物联网博览会

在备受瞩目、华彩绽放的9月，来自全球30多个国家和地区的产业界、学术界、金融界、政界等各界权威人士于物博会首日晚共同见证了世界物联网博览会新技术新产品新应用成果发布会盛况。由中国工程院院士、中国互联网协会理事长邬贺铨，中国科学院院士、著名激光与非线性光学专家姚建铨，加拿大皇家科学院院士、加拿大滑铁卢大学终身教授杨恩辉等多位专家组成的评审专家组从全球范围内征集的一千多个项目中评选出1个特别奖、10个金奖、20个银奖、30个优胜奖。

我们将在此为您分篇介绍推送本次新技术新产品新应用成果发布会的获奖项目，下面就跟着“物小联”一起深度了解全球物联网最新领先成果吧。

隆重开启金奖：基于 IoT 和流式计算的“智慧河流”系统

金奖

项目名称：基于 IoT 和流式计算的

             “智慧河流”系统

实施单位：河海大学计算机与

               信息学院

                     江苏省水利厅

                     中国电信股份有限公司

                      江苏分公司

河海大学是一所拥有百年办学历史，以水利为特色，工科为主，多学科协调发展的教育 部直属全国重点大学，是实施国家 “211工程”重点建设、国家优势学科创新平台建设、一 流学科建设以及设立研究生院的高校。一百年来，学校在治水兴邦的奋斗历程中发展壮大， 被誉为“水利高层次创新创业人才培养的摇篮和水利科技创新的重要基地”。

中国电信江苏公司定位于“智能管道的主导者、综合平台的提供者、内容和应用的参与 者”，着力推进网络智能化、业务生态化、运营智慧化，努力做领先的综合智能信息服务运 营商，筑力网络强省，服务社会民生。作为省内主体骨干通信运营商，公司拥有独特的固网 资源、覆盖最完善的宽带网、领先的移动互联网，向客户提供多种类综合信息服务，引领建 设物联网、大数据等智能平台，积极落实“互联网+ ”行动，有足够能力承担“互联网+ ”安 全体系建设。

兴水利，治水患，解国忧，保民安。水利事业自古至今事关国家命脉，从大禹治水到李 冰修堰，再到恢弘的三峡大坝、南水北调工程莫不如此。近年来，受气候变化与人类活动的 影响，“多灾并发、重灾频发，时空异常、旱涝急转”的状况，远远超出了以往的认识和经 验，水患灾害直接影响国家社会经济的发展和人民群众的生命财产安全。

信息化作为非工程措施，在现代水利中将发挥更加重要的作用。以物联网、云计算、大 数据、虚拟现实为代表的IT新技术蓬勃发展，为构建新型的、智慧化的水利信息化应用提供 了新的实现方式，为突破传统水利信息化的瓶颈提供了新的途径，为国家减灾救灾注入了新 的生机和活力。

河海大学计算机与信息学院、江苏省水利厅与中国电信江苏公司联合研发的“智慧河流 ”系统，是在南京市六合区水务局的全力支持下，以滁河的管理业务为应用背景，以全球覆 盖最优的800M黄金频段、覆盖最广的NB-loT网络为支撑，综合利用传感器、流式计算、 3D虚拟现实等先进技术，在国内率先研发的一个具有智慧化特征、面向全河段的应用系统。

整个系统的体系架构所提出的“智慧河流”体系结构分为感知识别层、网络构建层、基 础设施层、平台与中间件层以及应用服务层。感知识别层包括多源数据的感知、采集、控制 和能量控制机制，如各类传感器（水位、水质、雨量、流量等）和控制机等，该层是“无处 不在的感知”的基础。

网络构建层是实现物-物互联的重要基础设施，主要由各类网络组成，包括各种通信网络 （NB-loT、4G LTE）与互联网形成的融合网络，作用是把感知识别层所采集的数据接入网 络，该层是“更广泛的互联互通”的实现基础。

基础设施层、平台与中间件层以及应用服务层均基于以云计算为代表的大规模分布式处理 平台之上。基础设施层对应与云计算模型的基础设施即服务层，用户可以根据需要动态的整 合、调整资源以适于业务流程。在平台与服务层，包括诸多相关的业务系统、模型库和知识 库等，例如水位预测模型、防汛预案等。通过对各类业务系统、模型库和知识库进行集成，实 现成具体的业务服务、中间件或服务工作流，以供上层应用软件所调用。Flink是为构建平台 层提供了并行化、实时计算的处理机制。

应用服务层主要提供了多样化的展示界面或接口，将数据的处理结果及时反馈，供用户分 析和决策。

用户可在虚拟现实环境中以无人机的视角对滁河全河段进行“沿河巡查”，漫游方式多样 化，相比于水利领域传统展示场景的局部性、交互方式简单、视角单一等，所实现的虚拟现 实的滁河场景交互功能丰富、数据内容齐全。场景由物联网、传感器所获取的实时水文数据 驱动，供用户做出即时的查询、分析和决策。

河海大学计算机与信息学院、江苏省水利厅、中国电信江苏公司等单位强强联合，攻坚克 难，最终实现了 “感知滁河、重现滁河、决策滁河、生态滁河”的既定目标，该系统已成为 “智慧河流”、“智慧水利”建设的典型示范应用，取得了里程碑式的成果，也为丰富物联 网生态化，建设智慧城市、美丽中国贡献了一份力量。