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| 內容簡介： |
南水北调工程具有线路长、交叉河流众多、沿线地质条件复杂等特点，使得工程事故诱因众多、分布广泛。传统应急管理方法已经无法满足这种超长距离输水工程的应急管理要求，需要充分利用新一代信息技术来构建“平战结合”的应急管理模式。
本书在南水北调中线工程已有信息化基础之上，围绕如何对应急管理的关键业务进行智能化改造，提出和构建合适的实施方案，达到实用好用的效果。作者在书中梳理和分享了相关工作的一些经验与思考，旨在为广大的水利工程信息化从业人员提供启发。
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| 關於作者： |
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华北水电大学副校长，教授，博导。研究方向为计算机图形学与虚拟现实。长期从事水利与计算机研究工作，承担国家和省部级项目十余项，以第d一完成人身份获河南省科技进步奖2项，对水利行业信息化需求有深刻认识。近些年承担的相关科研项目包括：水利部公益性行业科研专项项目“小流域山洪地质灾害预测预报关键技术”（201301034）（排名第2）、国家科技重大专项“面向南水北调工程安全的传感器网络技术研发”（2014ZX03005001-004）（子课题主持人）、水利部课题“水利行业监管风险评价研究”（20190204）（主持人）。
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| 目錄：
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目录
前言
第1 章 新一代信息技术介绍· 1
1.1 信息与信息技术· 1
1.1.1 信息的定义· 1
1.1.2 信息技术的发展历程· 2
1.2 新一代信息技术· 3
1.2.1 物联网、大数据、云计算 3
1.2.2 虚拟现实 13
1.2.3 人工智能 15
1.3 新一代信息技术赋能水利行业 18
1.3.1 数字黄河 18
1.3.2 国家防汛抗旱指挥系统· 21
1.3.3 数字孪生水利建设 23
第2 章 中线工程应急管理现状与需求· 26
2.1 应急管理的基本概念与发展历程 26
2.1.1 应急管理的基本概念 26
2.1.2 应急管理的发展历程 27
2.2 中线工程运行管理概况 28
2.2.1 中线工程简介 28
2.2.2 中线工程运行期面临的事故风险· 30
2.3 中线工程的应急管理体系 35
2.3.1 中线工程应急管理体制· 36
2.3.2 中线工程应急管理机制· 38
2.3.3 中线工程应急管理法制· 39
2.3.4 中线工程应急预案 40
2.4 中线工程应急管理的技术需求 43
2.4.1 风险监测与预警· 43
2.4.2 应急演练 46
2.4.3 应急决策 47
2.4.4 应急管理平台 49
第3 章 中线工程安全风险智能预警 51
3.1 基于工程安全大数据的风险预警概述· 51
3.1.1 数据驱动的风险预警的理论依据· 51
3.1.2 工程安全风险智能预警框架构建· 52
3.2 工程安全监测异常识别模型· 54
3.2.1 基于安全监测数据的结构异常识别原理· 54
3.2.2 结构异常识别模型构建· 55
3.2.3 案例分析 57
3.3 工程巡查文本判别分析模型· 59
3.3.1 基于深度学习的巡查问题判别原理 59
3.3.2 工程巡查问题判别模型构建 60
3.3.3 案例分析 61
3.4 风险智能评估预警模型 63
3.4.1 基于命名实体识别的危险源辨识· 63
3.4.2 基于模糊逻辑的风险评价 64
3.4.3 案例分析 67
3.5 小结· 70
第4 章 中线工程虚拟演练培训· 71
4.1 虚拟演练概述 71
4.1.1 虚拟演练的概念· 71
4.1.2 虚拟演练的应用方式 72
4.2 虚拟演练应用的构建方法 74
4.2.1 虚拟演练应用的构建流程 74
4.2.2 场景建模与渲染· 76
4.2.3 动画模拟 78
4.2.4 交互设计 79
4.3 高填方渠道管涌演练应用的设计与实现 81
4.3.1 高填方管涌演练流程 81
4.3.2 渠道场景的构建· 82
4.3.3 管涌模拟 89
4.3.4 决策交互 91
4.4 小结· 95
第5 章 中线工程风险防控知识图谱的构建与应用 96
5.1 知识图谱概述 97
5.2 中线工程风险防控知识图谱构建 98
5.2.1 应急预案体系分析 98
5.2.2 知识图谱构建流程 99
5.3 中线工程风险防控知识图谱的应用 112
5.3.1 风险评估· 112
5.3.2 智能问答· 114
5.3.3 应急方案生成 118
5.4 小结 127
第6 章 中线工程应急指挥管理系统建设· 128
6.1 系统介绍 128
6.1.1 建设背景与意义 128
6.1.2 建设目标与内容 129
6.2 系统架构 130
6.2.1 总体架构设计 130
6.2.2 系统部署与运行环境 132
6.3 应急准备 133
6.3.1 组织体系· 133
6.3.2 应急预案· 135
6.3.3 物资设备· 136
6.4 监视检查 138
6.4.1 综合监视· 138
6.4.2 值班管理· 139
6.4.3 专项巡查· 141
6.5 预警响应 142
6.5.1 预警通知· 142
6.5.2 自动告警· 142
6.5.3 临时备防· 144
6.6 应急指挥 145
6.6.1 应急事件一张图 145
6.6.2 会商会议· 146
6.6.3 应急处置· 147
6.7 小结 148
参考文献· 149
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前言中国是一个水资源严重短缺的国家，人均水资源量仅为世界人均水平的1/4，加之水资源时空分布不均，区域上“东多西少，南多北少”，时间上“夏秋多，冬春少”，水资源承载能力不足已经成为制约区域经济可持续发展的主要因素之一。调水工程是实现我国水资源优化配置和开发利用的重要手段，通过长距离调水工程实施跨地区、跨流域的调水，是构建国家水网、实现空间均衡、缓解水资源供需矛盾、促进区域经济协调发展和保护生态环境的重要途径。确保工程安全是各项生产活动得以开展的基本前提，长距离调水工程在发挥巨大工程效益的同时，其工程安全也面临着严峻的风险形势，不仅需要在建设期克服诸多施工困难，满足可靠度设计要求，更需要在运行期有效地应对复杂运行环境带来的不确定性影响，减少突发事故发生带来的各种损失。在迫切的现实需求驱动下，防范和化解长距离调水工程安全风险事故成为水利工程管理领域的重要研究对象。“十一五”以来，国家科学技术部围绕中线一期工程开展了三十余项关键技术攻关科研课题，其中不乏对工程典型病害监测预警和应急管理方面的研究成果，但早期研究主要面向工程技术层面，对信息化的关注不足。近些年，各行各业都在发展数字经济，数字化治理成为赋能工程运行管理的主要手段之一，在现有工程运行管理信息化的基础上，探索构建智能化应急管理模式顺应了时代的发展要求。随着“智慧水利”和数字孪生水利工程建设目标的提出和推动，包括调水工程在内的各类水利工程在数字化、网络化、智能化建设等方面都取得了积极进展，不仅为水利工程各项业务的数字化转型和智能化应用提供了良好的基础，也将构建具有“四预”功能的水利工程安全运行管理作为了新的要求和方向。在当今数字化转型时代背景下，探索通过智能化手段对工程运行中各类业务数据进行有效的挖掘分析，研究支撑应急管理关键环节的模型方法，是提升长距离调水工程安全管控能力的重要途径，具有合理性、可行性和机遇性。本书主要围绕如何运用物联网、大数据、人工智能和虚拟现实等技术提升南水北调中线工程（下文简称中线工程）应急管理水平进行论述。首先，书中详细阐述了这些新兴技术的概念和基本原理，并且对中线工程应急管理的现状和信息化需求进行分析，这有益于读者们理解作者的工作背景。然后，结合作者近些年的研究经历和研究成果，介绍这些新兴技术在中线工程运行维护和应急管理中的落脚点，从而以点带面地展示新一代信息技术在水利工程应急管理中的应用效果和发展前景，以期能够给水利信息化相关从业者带来启发。本书内容以相关研究成果为主，这些研究得到了横向课题“水利工程智能预警与演练培训研究”、国家自然科学基金项目“数字孪生驱动下城市公共基础设施建造服务化绩效治理机制研究”（72271091）、河南省科学院科技开放合作项目“面向水灾害的应急预案智能生成与增强显示”（220901008）、2022 水利部重大科技项目“基于数字孪生及VR/AR 的洪涝灾害应急抢险关键技术与应用示范”（SKS-2022029）等项目的资助。本书的编写还得到了中国南水北调集团中线有限公司槐先锋、陈晓璐、李建锋等，华北水利水电大学闫新庆、刘扬、杨礼波、李慧敏，以及博士研究生王立虎、卢汉康、王喆，硕士研究生杜江岳、程彭圣男、刘岩、谢歌、施文军、仝晓阳、仵迪、郑佳琪等的帮助和支持。在此对各位的付出表示感谢。由于作者的水平有限，本书内容如有不当之处，敬请读者批评指正。作者2024 年8 月于北京
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