大数据技术在调水工程运行管理中的应用.pdf

工 程 技 术INDUSTRIAL INNOVATION 产业创新研究139作者简介：车进福，男，山东烟台人，工程师；研究方向：工程施工、工程管理。大数据技术在调水工程运行管理中的应用车进福（山东省调水工程运行维护中心牟平管理站，山东烟台 264100）摘要：科学技术不断进步和发展，大数据技术被应用于各行各业，调水工程运行管理也不例外。运用大数据技术不仅可以科学分析和研究调水工程数据，从中提取出有价值的数据信息，而且还能为调水工程运行管理决策提供可靠参考，提升调水工程管理决策的科学性。文章主要阐述了大数据技术、水利大数据以及调水工程大数据的特点，解析大数据技术应用调水工程运行管理中的重要意义，并探究大数据技术在调水工程运行管理中的具体应用，旨在提高调水工程的运行管理水平。关键词：大数据技术；调水工程；运行管理；水利大数据一、引言我国水资源分布不够均衡，通过调水工程可以解决缺水地区的水资源短缺问题，确保我国水资源空间均匀分布。调水工程不仅承担着供水任务，而且具有防洪、发电等多种功能。另外，调水工程的规模较大，工程涉及范围较广，水资源输送距离较远，加上地质条件、自然环境等因素的影响，调水工程运行存在较大难度。为了实现调水工程的有序运行，提高调水工程的安全性，相关部门需要优化水资源调度方案，精准控制各个水闸泵站，并且实时监测水质水情。大数据技术在数据采集、分析和研究方面有着显著优势，在经济社会发展中有着巨大应用潜力，将这一技术应用于调水工程，可以科学有效地分析工程运行管理中的问题，提升运行管理水平，保障工程调度的安全性和高效性。二、大数据技术与水利大数据（一）大数据技术在科学技术飞速发展的形势下，大数据技术得到人们的广泛关注。因其具有强大的数据分析功能得到了各个行业的研究和运用。大数据指的是海量数据，具有价值密度低、数据量巨大等明显特征。随着社会经济的发展，大数据技术的应用前景更加广阔。从理论层面分析，大数据技术是完成对海量数据的采集与存储后并进行整合与研究。从技术层面分析，大数据技术需要运用分布式架构实现数据信息的存储，并且建立大规模并存处理数据库或者文件系统，借助云计算平台对其进行数据挖掘与分析，从而实现实时交互查询。大数据的应用可以实现对海量数据的挖掘与研究，将数据资源的潜在价值充分挖掘出来，促使数据增值。对于调水工程而言，大数据技术的应用不仅有助于工程管理人员树立新型数据思维，而且还能为运动管理预测和决策提供可靠参考1。（二）水利大数据水利大数据是指大数据技术在水利行业中的应用。水利工程管理部门在日常生产中会产生大量的数据，包括水温实测信息、水利科学专项研究数据以及其他相关活动产生的数据。这些数据中大部分实用价值不高，管理人员需要应用大数据技术对这些数据进行科学分析，发现这些水利数据中蕴含的规律本质，不仅能够实现内部数据的共享和数据交互，而且可以为相关管理人员提供可靠的参考信息。随着信息采集技术、遥感技术等技术的普及应用，水利数据量更为庞大，包含气象、水文、地形地质等水利相关数据。要想在短时间内对这些数据进行汇集、整合、存储与分析，仅仅依靠常规分析方法是远远不够的，需要应用大数据技术，在这一技术的辅助下实现水利内部数据共享与交互，从而提升运动管理决策的科学性。与传统数据分析方法相比，水利数据分析方法可以基于海量数据进行总体分析和研究，同时还能跨部门、跨专业进行数据分析与研究，不断拓宽数据利用维度2。工 程 技 术产业创新研究 2023.6 第12 期140（三）调水工程大数据特点物联网等信息技术的发展，促使调水工程数据采集能力有了显著提升，然而数学要素和空间尺度更为复杂。在调水工程运行管理中，数据来源更加广泛，数据类型更加复杂，调水工程的数据呈现出增速迅猛、多源异构等特点，具体如下：其一，规模庞大。调水工程的规模较大，在运行管理过程中，伴随时间的累计工程数据量增长速度飞快，数据规模巨大。其二，多源异构。在实际运行过程中，调水工程数据既有来自水文、气象等方面的实测信息，又有调水区、受水区等辅助信息，数据来源非常广泛，多源数据产生的同时，数据的结构和关系是非常复杂的。其三，数据增速快。信息技术的应用提升了调水工程运行管理水平，对整个调水过程的监测密度明显提升，各个环节的指标也不断增多，数据呈现出几何级增长态势。其四，信息价值高。在实际运行管理中，相关管理人员依赖于运行数据进行相应的业务决策与处理，对于工程安全、资源配置等方面都有较高的信息价值。其五，实时性要求。通过实时监测调水工程运行数据，能够快速辨析出险情并做出应急决策，因此数据需要符合实时性要求。三、大数据技术应用调水工程运行管理中的重要意义（一）有助于水利数据的实时动态采集对于调水工程运行管理而言，很多数据需要在水库、渠道等危险系数较高的环境下采集，采集过程会涉及倒虹、涵洞等建筑物，不仅路线长而且难度大。而将大数据技术应用到实际运行管理中，关于运行管理的监测数据大多是借助计算机和信息技术实现，在大数据技术的辅助下，外部监测数据可以实现自动化采集，免去了人工采集和记录的烦恼。另外，借助大数据技术，还可以实现恶劣环境下的数据实时动态采集，有效提升数据信息获取效率3。（二）有助于提升数据的精准化采集在工程运行管理中，相关管理人员需要将采集到的数据信息整合起来，进行综合性的分析和研究，这一过程是在计算机的辅助下完成。然而伴随计算机的更新升级，尤其是大数据技术的应用，涌现出多种新颖的计算分析方法。与这些计算分析方法相比，传统分析方法需要花费较多的时间，而且很有可能出现误差。因此，借助大数据技术进行数据计算和分析，能够有效提升计算分析的高效化和精准性，为调水工程运行管理提供科学的参考依据。（三）有助于提高工程管理决策的科学性近几年信息技术高速发展，大数据技术不断应用到调水工程运行管理中，实现了技术与管理的有机融合。在大数据技术手段的辅助下，调水工程运行管理数据得到及时有效的识别与分析，从海量数据中筛选出有价值的数据信息，将所得数据与水文情况结合，为实际运行管理工作提供了更多有价值的数据。四、大数据技术在调水工程运行管理中的应用（一）数据汇集整合为了更好地开展调水工程运行管理，相关管理人员需要采集和整合不同来源的异构数据。通常异构数据来源分为采集数据、其他系统数据和部门交换数据等类别，在数据汇集的基础上，将这些数据统一纳入数据库，并且按照业务需求进行数据项的梳理与整合，借助建模的方式实现数据共享。数据整合是对多源数据进行的统一整理，梳理数据之间的关联，使得海量数据具有一定的规范性和一致性。在具体整合中，对于那些规则化的调度数据，管理人员应当根据相关业务处理规则建立对象实体关系，并且将其中的数据关联起来；对于那些复杂程度较高的数据，管理人员应当运用抽取等手段将来源不同的数据链接起来，实现对这些数据信息的有效运用4。（二）数据存储为了有效解决调水工程信息孤岛等问题，管理人员应当重视数据存储，根据实际需求建设调水工程数据中心，统一对数据进行管理和应用。在建设数据中心之前，运行管理人员应当制定出规范性的数据存储标准，建立完善的数据编码体系。在数据存储中，管理人员应当借助大数据技术和统一的技术架构进行数据存储，进一步提升数据使用率。在建设数据中心时，管理人员需要对现有存储数据进行梳理，明确各类数据间的内在逻辑关联，根据实际业务需要设计数据资源目录，促使数据接口、编码的有机统一。同时，管理人员应当设定统一的数据整合规则，建立健全的数据校验机制，借助先进信息技术设置数据资源的统一访问。另外，管理人员应当开发数据存储云平台，实现数据的统一存储5。（三）数据分析在调水工程运行管理中，利用大数据技术能够进行数据分析时，需要不断创新大数据分析应用能力和工程运行管理实践，促使调水工程运行管理目标的高质量实现。在具体运行管理实践中，借助大数据技术对现场调水数据的分析与研究，需要提升管理运行人员的实践管理能力，根据实际应用情况设定运行管理指标，从而提升应用水准，促使调度运行目标的实现。另外，在运行管理期间，管理人员应当建立完善的数据共享机制，通过汇总和整理水库管理信息，包括水文、气象、流量等信息，借助大数据技术进行数据分析与处理，确保数据的完整性。具体而言，在进行数据分析过程中，管理人员需要将调水工程沿线的分中心、管理站有机联系起来，构建各部门间的数据共享机制，有效提升数据共享效率，进一步提升运行管理的科学性。工 程 技 术INDUSTRIAL INNOVATION 产业创新研究141（四）数据预测调水工程运行管理过程中，应用大数据技术进行运行管理数据的研究，可以预测出可能存在的影响，结合调水工程特点和数据规律实现精准化预测，尤其是对防汛抗旱等进行预测，起到一定的灾害预判作用。在运行管理中需要进行水资源的配置，借助大数据技术对运行数据进行分析，通过合理分配水资源对调水工程沿线地区对水资源的需求进行综合性的考量。在实际水资源分配过程中，管理人员需要利用大数据技术进行充分的预测，通过分析明渠、涵洞等信息进行精准化查询，从而实现数据的精准预测。比如，在调水工程运行管理中，利用智能手机等管理软件对运行管理数据进行集中化的整合与汇总，根据数据资源对水闸、泵站等运行情况进行全方位的分析与预测，有效提高运行管理的精准性6。五、大数据技术在工程运行管理中的典型应用场景大数据技术为调水工程运行管理提供了全新思维，根据实际运行管理需求，该技术主要有以下几种典型应用场景：其一，工程安全管理。调水工程涉及的范围比较广，具有线路长、规模大等特性。在调水工程运行管理中，确保工程安全性是工程得以运行的前提。大数据技术在工程安全管理中的应用，能够对地形、水文等数据信息进行综合性的分析与研究，结合工程管理需要建立工程安全管理的数据库，在数据整合与分析过程中，实现对调水工程的安全监测与诊断，从而提升工程管理的安全性。其二，水环境监测管理。应用大数据技术进行水环境监测时，其信息来源主要依赖于移动社交平台上的水污染事件。通过这一技术深入挖掘社交平台上的相关信息资源，在对这些数据信息挖掘、提取和分析的基础上，为相关部门进行水环境监测提供科学可靠的依据，最大化地避免水污染事件的发生。另外，在水资源保护方面，通过将一些重工业等特殊行业的用水数据纳入工程数据体系中，对这些数据进行全方位的监测与分析，促进水资源监管体系的健全和完善，从而有效提升水资源利用效率。其三，水量优化配置管理。在调水工程运行管理中，如何实现水量的优化配置与管理，成为管理人员需要重点解决的问题。在大数据技术的辅助下，工程管理人员可以对受水区的用水需求变化情况、水源区来水变化情况等进行科学预测，通过对水量调度信息等数据的全面分析与研究，制定出科学完善的水量调度方案，更好地满足受水区的用水需求，进而提升用水保障率。其四，洪灾预警管理。以往的洪灾预测主要是将雨量监测站设立到目标区域，通过分析实时降雨量预测未来降雨情况，借助水文模型开展对洪水相关数据的预测，然而这种方式存在洪水预测精准性不高等问题。大数据技术的应用，能够对暴雨洪水展开综合性的分析与研究，根据理念洪涝灾害数据信息做出精准性预测，从而有效提高洪水的预见性。其五，旱灾预警管理。应用大数据技术对卫星遥感、江河水位等数据信息进行挖掘和整合，依据所得数据建立旱灾预测模型，能够对旱情旱灾做出科学有效的预测。在此基础上优化和完善水库蓄水，最大化降低旱灾发生的概率，从而提升旱灾预警管理水平，保障调水工程水源的正常供给。六、结语综上所述，大数据技术在调水工程运行管理中有着明显的技术优势。调水工程数据是水利工程运行管理的核心，在运行管理过程中需要管理人员对调水工程数据进行综合性的分析与处理。通过大数据技术的应用，不仅可以增强调水工程数据的价值，而且能够更好地满足调水工程运行管理需要。参考文献：1 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