智慧水利是水利信息化發(fā)展的高級階段,通過集成傳感器、通信網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能等先進技術(shù),實現(xiàn)對水利對象及活動的透徹感知和全面互聯(lián),為水安全、水資源、水環(huán)境、水生態(tài)等領(lǐng)域的水利業(yè)務(wù)提供精細(xì)化管理、智能化決策和泛在化服務(wù),從而全面提升治水能力,保障經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。
政策推動:
國家“十四五”規(guī)劃綱要明確提出“構(gòu)建智慧水利體系,以流域為單元提升水情測報和智能調(diào)度能力”。
水利部組織編制了《數(shù)字孿生流域建設(shè)技術(shù)大綱(試行)》,以指導(dǎo)智慧水利建設(shè)的具體實施。
各地政府也積極響應(yīng)中央政策,結(jié)合地區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀,因地制宜地頒布地區(qū)智慧水利工程建設(shè)規(guī)劃政策。例如,甘肅省提出支持智慧水利等融合基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè);廣東省則推進智慧水利和數(shù)字孿生水利建設(shè)。
市場趨勢:
智慧水利市場近年來發(fā)展迅速,市場規(guī)模持續(xù)擴大。根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2025-2030年中國智慧水利行業(yè)發(fā)展前景及投資趨勢預(yù)測研究報告》顯示:據(jù)統(tǒng)計,2023年水利建設(shè)完成投資達(dá)到11996億元,2024年更是達(dá)到1.35萬億元,創(chuàng)歷史新高。這一投資力度不僅體現(xiàn)在傳統(tǒng)水利工程的建設(shè)上,更體現(xiàn)在智慧水利等新興領(lǐng)域的快速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計,2023年我國智慧水利市場規(guī)模增長至200.5億元左右,有望在2026年增長至362.06億元。
預(yù)計2025年我國水利行業(yè)信息化投資占比將達(dá)到2.2%,考慮到水利整體投資水平目前已達(dá)萬億規(guī)模,屆時智慧水利的市場規(guī)模將超過兩百億。
三、智慧水利行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈與關(guān)鍵技術(shù)
產(chǎn)業(yè)鏈:
智慧水利產(chǎn)業(yè)鏈上游涵蓋感知層和傳輸層。感知層是智慧水利對涉水區(qū)域進行感知、識別和信息采集的基礎(chǔ)性物理設(shè)施網(wǎng)絡(luò);傳輸層是智慧水利實現(xiàn)無縫連接、全方位覆蓋的重要保障性網(wǎng)絡(luò)集群。
中游主要為平臺層,主要功能是承載各類智慧水利應(yīng)用并推動成果轉(zhuǎn)化。
下游應(yīng)用層涵蓋了水資源管理、防汛指揮、供水管理、排水管理、農(nóng)水管理等多個領(lǐng)域。
關(guān)鍵技術(shù):
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù):物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智慧水利的核心之一。通過在水庫、河道、泵站等關(guān)鍵節(jié)點部署傳感器和監(jiān)控設(shè)備,實現(xiàn)對水文、水質(zhì)、氣象等信息的實時監(jiān)測和采集。
大數(shù)據(jù):大數(shù)據(jù)能幫助預(yù)測水資源需求,優(yōu)化水資源配置。
云計算技術(shù):云計算技術(shù)為智慧水利提供了強大的數(shù)據(jù)處理和存儲能力。通過構(gòu)建云平臺,可以實現(xiàn)對水利數(shù)據(jù)的集中管理和共享,提高數(shù)據(jù)利用效率。
人工智能技術(shù):人工智能技術(shù)在智慧水利中的應(yīng)用日益廣泛。通過機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等算法,可以對水利數(shù)據(jù)進行深度挖掘和分析,發(fā)現(xiàn)潛在的問題和風(fēng)險。
數(shù)字孿生技術(shù):數(shù)字孿生技術(shù)是智慧水利建設(shè)的核心與關(guān)鍵。通過數(shù)字孿生技術(shù),水利工程師可以實時監(jiān)控和模擬整個水網(wǎng)系統(tǒng),實現(xiàn)精確的資源分配和災(zāi)害預(yù)警。
智慧水利市場呈現(xiàn)出多元化的競爭格局。大型水利設(shè)備制造商、信息技術(shù)服務(wù)商、水利規(guī)劃設(shè)計單位以及科研機構(gòu)等多元主體共同參與,形成了一定的競爭與合作關(guān)系。國有企業(yè)憑借其技術(shù)優(yōu)勢和豐富的項目經(jīng)驗,在市場份額中占據(jù)主導(dǎo)地位。然而,隨著市場競爭的加劇,民營企業(yè)和外資企業(yè)的市場份額也在逐漸提升。
智慧水利項目已經(jīng)覆蓋了水資源管理、防汛指揮、供水管理、排水管理、農(nóng)水管理等多個領(lǐng)域。通過智慧水利的建設(shè),實現(xiàn)了對水資源的精準(zhǔn)管理、高效利用和智能調(diào)度,促進了水利行業(yè)的綠色、可持續(xù)發(fā)展。例如,數(shù)字孿生技術(shù)在水庫管理中能夠構(gòu)建出水庫及其周邊環(huán)境的數(shù)字鏡像,為管理者提供直觀、全面的信息展示和決策支持。
六、智慧水利行業(yè)未來發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)
發(fā)展趨勢:
隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展,智慧水利系列產(chǎn)品將會持續(xù)探索如何實現(xiàn)與新興技術(shù)的深度融合。
智慧水利產(chǎn)品數(shù)字化和智能化程度也將進一步提升,國內(nèi)智慧水利市場規(guī)模將不斷擴容。
面臨的挑戰(zhàn):
數(shù)字孿生等技術(shù)仍處于快速發(fā)展階段,技術(shù)體系尚不完善,缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
數(shù)據(jù)共享機制尚不健全,數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象嚴(yán)重;同時,數(shù)據(jù)安全也面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
信息技術(shù)方面的人才儲備相對不足,需要加強人才培養(yǎng)和引進工作。
智慧水利行業(yè)具有廣闊的市場空間和發(fā)展前景。然而,也面臨著諸多挑戰(zhàn)和問題需要解決。未來,隨著技術(shù)的不斷進步和政策的持續(xù)推動,智慧水利行業(yè)將迎來更加廣闊的發(fā)展前景。
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