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项目 04

内涝智治

浙江省水利厅科技项目。基于监测数据与智能模型的城市内涝防治系统, 为预警预报、风险研判与应急调度提供科技支撑。

内涝防治 预警预报风险研判
内涝智治

项目背景

滨江区临江,受外江水位顶托影响,强降雨期间城市内涝风险突出,汛期易出现城区积涝。 过往防汛工作高度依赖人工巡检与经验研判,降雨前缺少预警预演,降雨中监测处置效率偏低,降雨后复盘沉淀不足。

破解城市 “看海” 痛点,项目以“科学预报、系统预防、精准减灾”为目标,建设内涝智治平台。 围绕该业务诉求,由本人作为项目负责人,牵头申报并获批浙江省水利厅科技项目,支撑平台落地建设。

让滨江“看海”成为历史

本人职责

作为甲方代表,担任本项目业务侧负责人,立足防汛业务视角统筹需求与方案评审, 把控 AI 工具的能力边界,协同乙方完成平台建设与业务验收。

  • 业务需求挖掘:梳理内涝治理降雨前‑降雨中‑降雨后完整业务链路,对接水利、交通、城管等相关部门进行业务调研,输出业务需求与项目目标。
  • 产品架构评审:评审确认「数字孪生底座‑智能分析‑业务应用」三层产品架构,对齐各方预期,保障方案贴合政务防汛真实业务
  • AI 模块业务约束定义:面向 AI 视频积水识别、AI 多源风险研判,输出业务侧约束,定义风险因子、风险阈值、降噪规则,评审乙方算法输出效果,对齐防汛业务实际。
  • 人机协同规则制定厘清水利仿真、物联感知、AI 分析、业务人员四者权责;明确 AI 仅作为辅助研判工具,预警、调度处置的最终决策权归属业务人员,规避 AI 误报加重一线人员负担。
  • 业务场景方案校验:评审智慧排水、道路积水治理、涵洞智能限行三大业务场景,校验仿真、硬件传感器、AI 在各场景的主次关系,拒绝为了技术噱头强行堆砌 AI 能力。
  • 项目落地业务验收:跟进乙方迭代开发,组织业务部门试用验证,完成业务侧验收。

需求分析

内涝防治是一条覆盖 降雨前 — 降雨中 — 降雨后 的完整业务链条, 传统经验化防汛模式在全业务链路均存在明显短板。围绕链条逐段排查, 每个短板都直接对应真实的淹没事故与安全隐患。

业务痛点

降雨前
  • 痛点:预排调度依靠经验、缺少量化依据
降雨中
  • 痛点:感知薄弱,险情发现滞后
  • 痛点:跨部门协同割裂,处置效率低
降雨后
  • 痛点:缺少数字化复盘,治理无法闭环
根因分析

内涝防治的瓶颈并非“雨太大”,而是“经验管理”向“整体智治”的转变滞后—— 数据分散在部门、判断停留在经验、处置依赖人工协调,缺少一套覆盖预报、预警、处置、复盘全链条的智慧治水体系。

业务目标与需求

围绕 「让滨江不再看海」,打通全流程闭环:

  • 降雨前:实现精细化风险预判,支撑排灌站预排调度。
  • 降雨中:补齐积水感知,实现风险分级预警、多部门协同处置、公众避险提示。
  • 降雨后:完整留存事件记录,输出涝点分析支撑工程改造。

产品开发

以需求为输入,产品按 “数字孪生底座 — AI 智能分析能力 — 业务应用能力” 三层能力 自下而上构建:底层把 “雨、路、河、泵、江” 搬进数字世界,中间层引入 AI 工具完成多源数据的识别与研判,把孪生底座的数据转化为分析结论, 顶层承载面向政府业务人员的场景化应用,形成预测预警、协同处置、复盘沉淀的完整闭环。

场景设计

围绕 河道管网、城市道路、下穿通道 三类治理对象,建立“调度—识别—管控”全周期能力。

智慧排水
河道管网排灌站
预排调度 腾挪库容 提升承载
主要依靠水文水动力仿真推演
道路积水治理
城市道路低洼路段
积水
识别
预警
派单
智能
调度
现场
处置
复用 AI 视频识别能力补充积水感知来源
涵洞智能限行
下穿通道铁路涵洞
监测 限行 告知
以物联水位传感器为主,AI 风险研判为辅助

技术与应用能力分层

三大业务场景共享同一套能力栈:底层底座输出 “数据与推演”,中间层借助 AI 工具完成识别、多源融合,产出 “分析与研判”,顶层承载 “协同与闭环”,层间通过统一的数据与事件接口衔接。

① 底层 · 数字孪生公共底座

为全部业务场景提供基础数据与模拟推演能力。

  • 数字孪生体构建对地形地貌、河道管网、闸站、积水点、感知设备做全域数字化映射;汇聚地理、气象、物联、视频数据,形成数字底座。
  • 耦合仿真计算能力底座之上部署一维 / 二维耦合水动力模型;接入气象数据,推演河道水位、积水范围深度,输出排灌站调度参考。
数字孪生体构成示意
数字孪生体 · 地形地貌 / 河道 / 管网 / 排灌闸站 / 感知设备全域映射
② 中间层 · 智能分析能力

消费孪生底座输出的数据,产出分析结果。

  • AI 视频视觉分析复用现有路面监控识别路面积水,弥补硬件传感器点位不足。
  • AI 多源综合风险研判由 AI 完成仿真、监测、视频告警多源信息的融合计算分析,输出红橙黄灰四级风险等级,辅助处置预案的自动匹配。

人机约束:积水推演依靠水利仿真,实况数据依靠物联感知监测,现场积水依靠 AI 摄像头识别;AI 仅做多源异构数据的综合风险研判,规避单一信息源误报。

视频监控
监测数据
仿真结果
AI分析
风险等级
安全
告警事件
  • 火炬大道下穿通道17:21
  • 聚财路地铁口16:54
  • 时代河17:36
多源融合分析 · 监控视频 + 监测数据 + 仿真结果 → AI 分析 → 风险等级 / 告警事件
③ 顶层 · 业务应用能力

面向政府业务人员,实现业务闭环。

  • 多部门事件协同能力统一事件中心,完成预警分发、任务派单、处置留痕;对接浙政钉联动多部门;联动设备与高德、短信完成公众避险告知。
  • 事件复盘沉淀能力归档降雨全量处置数据,形成积水点 “一点一方案”,反向推动市政工程改造。
三层能力协同的业务闭环流程
业务闭环 · 改事后处置为事前预警

产品落地

本防汛内涝智治平台已完成全功能上线落地,面向滨江全域河道、路段、下穿通道实现常态化防汛数字化管控,历经台风、多场短临强降雨实战检验,完整跑通降雨前预判‑降雨中处置‑降雨后复盘业务闭环,推动防汛模式从经验防汛转向数据治水。

1. 技术能力落地成效

平台成功落地「水利仿真、物联感知、AI 智能研判」三位一体的智能防汛能力:依托水动力仿真实现降雨前置推演;通过全域物联设备实现雨情、水位实况实时监测;依托 AI 视频识别补充路面感知盲区,并通过 AI 多源融合研判模型完成四级风险分级,实现机器辅助、人工业务决策的智能防汛模式,有效降低单一数据源误报缺陷。

内涝智治平台能力总览
能力总览 · 水利仿真、物联感知、AI 研判一体化支撑

2. 业务场景落地成效

三大核心场景均投入实战应用:智慧排水实现降雨前库容预调度;道路积水治理实现积水识别、告警、派单、处置全闭环;涵洞智能限行实现低洼通道风险预警与公众避险联动。

平台累计处置内涝预警 50 余次,将内涝平均处置时长从 2 小时压缩至 1 小时以内,严重积水点下降 65% 以上,补齐传统人工巡检响应滞后的短板。

50+
成功处置内涝预警 50 余次
1 小时
内涝处置时效从平均 2 小时缩短为 1 小时内
65%+
严重积水点减少 60% 以上

3. 整体业务价值

平台落地后,改变过往纯经验、人工巡检的传统防汛模式,通过仿真预判、物联实测、AI 辅助研判多源融合,推动防汛从事后处置升级为“事前预判、事中管控、事后复盘”全流程数字化。

同时平台实战沉淀的复盘数据反向支撑 “一点一策” 隐患治理与防汛工作机制优化;项目通过省级联合验收,形成可向外复制推广的数字防汛试点成果。

内涝智治平台封面
价值总结 · 可复制的数字防汛试点成果

平台迭代

内涝智治完成实战验证后,依托经过实战检验的数字孪生底座、AI 研判能力、人机协同规则,进一步迭代建设“数智治水系统”

复用已落地底座能力,横向拓展智慧河道、智慧排水、设施设备管理、水质环境监测等多业务子模块

将内涝场景沉淀的「AI 辅助研判、人工最终决策」产品设计思路,迁移至管网巡检、水质异常识别等其他业务场景,实现一套底座支撑多类水利业务,完成从单一内涝场景向全域治水平台的演进。

系统搭建统一业务驾驶舱,对各业务域监测数据、风险指标、事件总览做集中聚合展示,实现多场景统一观测与统一入口

数智治水系统业务功能全景
数智治水系统 · 一套底座支撑多类水利业务

复盘思考

上学期间,主要预测方式是水文水动力仿真,研究生的很多时间都在建模、调参;

IoT 兴起后,感知设备被大规模布设,源源不断的实测数据增加了决策者的安全感;

AI 时代的当下,各行各业寄希望于用 AI 解决一切业务问题;

我意识到:不应迷信单一技术,尤其不能盲目迷信“最时髦”的那一种。
     要保证产品落地可用,需要多源证据的交叉验证与融合研判,从而提升产品的可信度与实战能力。

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