了得網工業技術_5G+智慧水利

內容簡介

本書全面、繫統地收集和整理了當前智慧水利及5G技術相關資料，詳細地介紹了新時代背景下5G技術在智慧水利中的發展與應用。從專業知識的角度出發，以甘肅省智慧水利大腦建設項目為具體落腳點，深入講解了什麼是智慧水利，剖析了5G技術與智慧水利如何融合等問題。
本書作為國內*新的智慧水利行業應用培訓教材，強調理論性與實用性密切結合，適合從事研究水利信息化和智慧水利的學者、專家及工程技術人員參考閱讀，也可作為水利工程專業的本科生或研究生教材，還適合對水利行業發展和智慧水利感興趣的讀者參考。

序一
序二
序三
前言
第1章 “智慧水利”科學內涵 /
1.1 科技對智慧水利的遐想 /
1.1.1 感知 /
1.1.2 傳輸 /
1.1.3 應用 /
1.1.4 安全 /
1.2 何為“智慧水利” /
1.2.1 “智慧水利”的提出 /
1.2.2 從水利信息化到“智慧水利” /
1.2.3 “智慧水利”的內涵 /序一
序二
序三
前言
第1章 “智慧水利”科學內涵 /
1.1 科技對智慧水利的遐想 /
1.1.1 感知 /
1.1.2 傳輸 /
1.1.3 應用 /
1.1.4 安全 /
1.2 何為“智慧水利” /
1.2.1 “智慧水利”的提出 /
1.2.2 從水利信息化到“智慧水利” /
1.2.3 “智慧水利”的內涵 /
1.2.4 “智慧水利”的建設 /
1.3 智慧水利的發展背景 /
1.3.1 政策背景 /
1.3.2 社會背景 /
1.3.3 技術背景 /
第2章水利智慧的實現 /
2.1 水利的智慧源泉：AI /
2.1.1 人工智能 /
2.1.2 機器學習 /
2.1.3 深度學習 /
2.2 智慧水利的眼睛：感知網絡 /
2.2.1 傳感器與物聯網 /
2.2.2 BIM與數字孿生 /
2.2.3 AI監測技術 /
2.3 智慧水利的大腦：雲與大數據 /
2.3.1 雲計算的概念 /
2.3.2 雲體繫架構 /
2.3.3 雲服務 /
2.3.4 邊緣計算 /
2.3.5 智慧水利中的大數據 /
2.4 智慧水利的手臂：智慧應用與《中國制造2025》 /
2.4.1 《中國制造2025》 /
2.4.2 智慧水利中的“四預” /
2.4.3 數字化場景 /
2.4.4 智慧化模擬 /
2.4.5 精準化決策 /
第3章智慧水利在5G時代的升華 /
3.1 1G~4G通信繫統追溯 /
3.1.1 1G時代，隻能語音不能上網 /
3.1.2 2G時代，跨時代的經典一代 /
3.1.3 3G時代，CDMA的家族狂歡 /
3.1.4 4G時代，真正的自由溝通 /
3.2 5G的獨特之處 /
3.2.1 邊緣計算 /
3.2.2 超低時延 /
3.2.3 實時在線 /
3.2.4 智能制造 /
3.2.5 高移動性 /
3.2.6 頻譜效率高 /
3.3 5G時代的智慧水利 /
3.3.1 全面感知與閉環控制 /
3.3.2 萬物皆服務 /
3.3.3 “千人千面” /
第4章 5G+水利物聯網 /
4.1 5G在傳統水利傳感器中的應用 /
4.1.1 水資源監測設備 /
4.1.2 江河湖泊監控體繫 /
4.1.3 防汛抗旱監控體繫 /
4.1.4 灌區監控體繫 /
4.2 5G在水利機器人中的應用 /
4.2.1 水利無人機 /
4.2.2 水面、水下機器人 /
第5章 5G+智慧水利大腦 /
5.1 5G+數據中臺 /
5.1.1 數據標準 /
5.1.2 數據治理 /
5.1.3 數據模型 /
5.1.4 數據服務 /
5.2 5G+業務中臺 /
5.2.1 GIS引擎 /
5.2.2 報表引擎 /
5.2.3 工作流引擎 /
5.2.4 統一用戶管理 /
5.3 5G+智能中臺 /
5.3.1 機器視覺 /
5.3.2 大數據 /
第6章 5G+智慧水利業務應用 /
6.1 水資源管理智能應用 /
6.1.1 流域水利要素可視化應用 /
6.1.2 降雨徑流精細化預報 /
6.1.3 洪水預報調度一體化 /
6.2 水環境水生態智能應用 /
6.2.1 江河湖泊長效保護與動態管控應用 /
6.2.2 土壤侵蝕定量監測和人為水土流失精準監管應用 /
6.2.3 水土保持信息繫統 /
6.3 水利工程智能應用 /
6.3.1 水利工程應用的發展階段 /
6.3.2 水利工程安全運行監控 /
6.3.3 水利工程建設全生命周期管理 /
6.4 水利信息化資源整合智能應用 /
第7章 5G+智慧水利網絡空間安全 /
7.1 物聯網安全 /
7.1.1 物聯網終端面臨的安全威脅 /
7.1.2 物聯網終端安全保障與措施 /
7.1.3 物聯網安全技術的難點與突破點 /
7.1.4 物聯網安全展望 /
7.2 雲安全 /
7.2.1 雲安全體繫問題 /
7.2.2 雲安全中的關鍵技術 /
7.2.3 現代雲安全方法簡介 /
7.2.4 雲安全展望 /
7.3 大數據安全 /
7.3.1 大數據安全挑戰 /
7.3.2 大數據安全法律法規以及標準化需求 /
7.3.3 安全大數據應用場景 /
7.3.4 大數據安全展望 /
7.4 安全保障體繫建設應用 /
7.4.1 建設目標 /
7.4.2 建設原因 /
7.4.3 建設內容 /
第8章 5G+甘肅智慧水利的實踐 /
8.1 5G+天空地一體化 /
8.1.1 遙感接入 /
8.1.2 視頻集控 /
8.2 5G+智慧水利大腦建設 /
8.2.1 5G+智慧水利數據中臺 /
8.2.2 圖像識別在智慧水利平臺的創新應用 /
8.3 5G+智慧水利一張圖 /
8.3.1 整體架構 /
8.3.2 業務組件 /
8.3.3 地圖服務 /
8.4 5G+智慧水利智能應用 /
8.4.1 取水許可電子證照試點應用 /
8.4.2 智慧河湖試點應用 /
8.4.3 淤地壩監測管理試點應用 /
8.4.4 防洪沙盤試點應用 /
8.4.5 山洪災害監測預報繫統試點應用 /
參考文獻 /

前言

1998年6月1日，時任國家主席江澤民在接見部分兩院院士的講話中，提到了“數字地球”這一新概念。2001年，華中科技大學張勇傳院士、王乘教授發表了題為《數字流域——數字地球的一個重要區域層次》的科研論文，提出了“數字流域”這一重要課題。他們認為數字流域是數字地球的一個重要區域層次，是實施數字地球的一個切入點。2008年11月，以IBM為代表的科技企業開始倡導“智慧地球”概念，提出了加強智慧型基礎設施建設。“智慧地球”又稱為“智能地球”，是指將感應器嵌入到電網、鐵路、橋梁、供水繫統等各種基礎設施中，然後將其連接好，它推動了“物聯網”的形成。智慧水利是智慧地球的思想與技術應用於數字流域的結果。在全球信息化的新形勢下，人們開始對“智慧水利”有所期待和關注。
智慧水利是通過數字空間賦能各類水利治理管理活動，運用雲計算、物聯網、大數據、人工智能、數字孿生等新一代信息技術，以透徹感知和互聯互通為基礎，以信息共享和智能分析為手段，在水利全要素數字化映射、全息精準化模擬、超前仿真推演和評估優化的基礎上，實現水利工程的實時監控和優化調度、水利治理管理活動的精細化管理、水利決策的精準高效，以水利信息化驅動水利現代化。1998年6月1日，時任國家主席江澤民在接見部分兩院院士的講話中，提到了“數字地球”這一新概念。2001年，華中科技大學張勇傳院士、王乘教授發表了題為《數字流域——數字地球的一個重要區域層次》的科研論文，提出了“數字流域”這一重要課題。他們認為數字流域是數字地球的一個重要區域層次，是實施數字地球的一個切入點。2008年11月，以IBM為代表的科技企業開始倡導“智慧地球”概念，提出了加強智慧型基礎設施建設。“智慧地球”又稱為“智能地球”，是指將感應器嵌入到電網、鐵路、橋梁、供水繫統等各種基礎設施中，然後將其連接好，它推動了“物聯網”的形成。智慧水利是智慧地球的思想與技術應用於數字流域的結果。在全球信息化的新形勢下，人們開始對“智慧水利”有所期待和關注。
智慧水利是通過數字空間賦能各類水利治理管理活動，運用雲計算、物聯網、大數據、人工智能、數字孿生等新一代信息技術，以透徹感知和互聯互通為基礎，以信息共享和智能分析為手段，在水利全要素數字化映射、全息精準化模擬、超前仿真推演和評估優化的基礎上，實現水利工程的實時監控和優化調度、水利治理管理活動的精細化管理、水利決策的精準高效，以水利信息化驅動水利現代化。
黨的十八大以來，我國水利事業取得了偉大的歷史性成就，水利信息化建設躍上了新臺階，為水利治理管理工作提供了重要支撐。黨的十九大以來，黨中央、國務院對實施網絡強國戰略做出全面部署。在2018年，《鄉村振興戰略規劃（2018—2022年）》中明確提出了實施智慧農業林業水利工程。水利部提出的水利九大業務和水利監督業務需求，都是智慧水利的重要組成部分。水利部在2019年全國水利工作會議上提出，“水利工程補短板，水利工作強監管”是今後工作的總基調。2021年3月，水利部黨組提出要將智慧水利作為水利高質量發展的顯著標志大力推進。黨中央、國務院高度重視智慧社會與智慧水利的建設和發展，黨的十九大報告中強調要建設網絡強國、數字中國、智慧社會，把智慧社會作為建設創新型國家的重要內容，從頂層設計的角度，為經濟發展、公共服務、社會治理提出了全新要求和目標，為智慧社會建設指明了方向。
智慧水利是水利信息化的新發展階段。為進一步貫徹習近平總書記關於網絡強國戰略的重要論述，對照黨中央、國務院“十四五”的重大決策部署，闡述當前5G與智慧水利的交融和發展以及總結甘肅省智慧水利的實踐經驗，本書深入介紹了水利為什麼能智慧化、水利如何智慧，探索智慧水利如何在5G時代升華、5G與水利物聯網如何結合，構建5G與智慧水利業務應用繫統，結合智慧水利網絡空間安全，介紹了甘肅省智慧水利的實踐過程。本書內容翔實、邏輯清晰，使讀者可以很容易地了解5G在水利中的發展、實現、實踐等各個方面。同時，本書也是首次對智慧水利各方面的一次繫統、深入、全面的闡述，對於推動甘肅省乃至全國智慧水利的發展具有重要的借鋻意義。
本書共分8章。第1章簡述智慧水利的基本概念、從水利信息化到智慧水利的發展歷程以及智慧水利在政策、社會、技術三個方面的發展背景等內容；第2章以智慧水利技術背景為落腳點，講述了水利是如何利用AI、感知網絡、雲、大數據等先進技術實現智慧化的；第3章深入討論了5G技術的特性以及5G是如何幫助智慧水利進一步升華的；第4章講述了5G技術與水利行業相結合的具體應用；第5章深入討論了5G技術與智慧水利大腦的結合，並具體以數據中臺、業務中臺、智能中臺為切入點，講述了5G+智慧水利大腦的建設內容；第6章依托於5G+智慧水利業務應用繫統的建設，詳細討論了智慧水利繫統的四大應用建設內容；第7章主要講述了5G與智慧水利網絡空間安全的內容，涉及物聯網安全、雲安全、大數據安全三大板塊；第8章深入討論了5G+智慧水利的實踐，具體以甘肅省智慧水利建設為落腳點，從多項目、多平臺、多應用深度講述了5G+智慧水利的應用實踐內容。
全書內容框架和編寫原則的確定以及全文統稿由吳海燕負責。第1、2、5章由吳海燕編寫，第7、8章由李永峰編寫，第6章由劉懿編寫，第3章由蔡金寶、李效寧、徐華編寫，第4章由於婉寧、梁藉、蔣志強編寫。王岩、王義德、張鳳龍、徐一超、張鋒、舒海潤、楊家豪、陳華磊、王馨瑩、李雪濤等收集並整理了大量的資料和文獻。
本書內容引用參閱了很多前人的工作成果及大量國內外論文和網站資料，在此謹向他們表示誠摯的敬意。5G+智慧水利建設是一個宏大的繫統工程，編者試圖進行全面、深入的總結討論，但由於學識水平所限，書中不足之處在所難免，敬請專家學者和廣大讀者批評指正。

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