防洪水、防溺水,甘肅的AI治水大考
黃河是世界上最古老、最復(fù)雜的河流之一,水患治理可以追溯到大禹治水,在最近的23年里,黃河整個流域的GDP增長了7倍以上,發(fā)展的背后離不開黃河流域的水利工程建設(shè)。
洮河,是黃河上游右岸最大支流。臨洮,由此得名。2023年,臨洮聯(lián)合百度智能云和甘肅大河科技公司,共同建設(shè)了甘肅省首家縣級智慧水利平臺,開啟臨洮縣水利數(shù)字化、信息化、智能化的建設(shè)。自此,臨洮縣水務(wù)管理有了“智慧大腦”。
這是他們用AI與死神賽跑,筑起數(shù)字堤壩的故事。
防溺水,他們與死神賽跑
“救下來了!”
6月的一個凌晨,臨洮縣水務(wù)局的工作人員和百度智能云項目團隊興奮的分享這個好消息。

當?shù)孛窬诮拥紸I監(jiān)測告警后迅速前往現(xiàn)場實施救援
15分鐘前,臨洮水務(wù)中心響起刺耳的警報,監(jiān)控大屏顯示,一位少年跨過護欄在市區(qū)中天橋邊緣徘徊。值班人員立刻與公安部門聯(lián)系,經(jīng)過民警的耐心勸導(dǎo),少年最終被拉回安全區(qū)。
阻止這場悲劇的,是臨洮水務(wù)局與百度智能云共同搭建的國內(nèi)首個“人工智能防溺水應(yīng)急救援體系”。
臨洮,臨洮河而建,河流貫穿整個城區(qū),每年都有溺水事件發(fā)生,有輕生者,也有失足落水者,溺水者大多數(shù)是青少年。過去依賴人力巡查,發(fā)現(xiàn)時往往悲劇已經(jīng)發(fā)生。

洮河貫穿臨洮城區(qū),圖為城中心的中天橋
因智慧水利平臺河湖治理板塊建設(shè)需要,項目在洮河干流、支流和水庫等鋪設(shè)了200多個智能監(jiān)控,在監(jiān)控接入平臺顯示出高清畫面時,臨洮水務(wù)局的負責(zé)人有了一個大膽的想法——百度的技術(shù)能不能防溺水?
“哪怕能救下來一個娃,那我們做這個事情也值了”,是臨洮水務(wù)負責(zé)人最樸素的初衷。
百度智能云項目組快速響應(yīng),搭建平臺防溺水系統(tǒng)板塊,通過AI視頻分析測試數(shù)據(jù)、搭建防溺水模型,一切工作按計劃緊張地推進著。然而就在產(chǎn)品還未來得及調(diào)試成熟時,一條消息讓所有的人的心懸到了嗓子眼:一個年輕的生命溺水消失了。
直面一個生命的隕落,百度智能云產(chǎn)研團隊第一次切身感受到他們在與死神賽跑,項目的正式落地必須加速了。
經(jīng)過分析,當時橋上的監(jiān)控視頻有幾幀檢測到了輕生的人,但未能達到項目組設(shè)置的告警閾值。這便涉及一個兩難情境:正常行人游客很容易觸發(fā)誤報,而如果漏報,那么很有可能會漏掉高風(fēng)險問題,使得悲劇重演。
要解決這個問題,就需要大量高質(zhì)量場景化數(shù)據(jù)的模型訓(xùn)練。在這個項目中,數(shù)據(jù)是最缺乏、也是最矛盾的。在項目初期,已經(jīng)用上了很多相似場景下的數(shù)據(jù),并利用AIGC生成了很多數(shù)據(jù),但依然無法覆蓋現(xiàn)場復(fù)雜的環(huán)境。
時間緊迫,百度智能云項目組決定親自上陣。工程師系上安全繩,走遍了事發(fā)橋上所有的角落,擺出各種動作,或躺平,或俯身,或傾斜,留下了寶貴的樣本數(shù)據(jù)。算法策略團隊在攝像頭中實時關(guān)注著現(xiàn)場動態(tài),不斷發(fā)出指令,覆蓋每一個可能出現(xiàn)邊界情況的位置與姿態(tài),“不能讓一個算法上的邊界情況成為一個家庭的傷疤”。另一邊,交付團隊梳理優(yōu)化與水務(wù)局和當?shù)毓蚕到y(tǒng)對接聯(lián)動的分級預(yù)警方案,優(yōu)化響應(yīng)路徑。

項目組工程師模擬溺水人員動作采集數(shù)據(jù)
經(jīng)過項目組群策群力,新的模型效果和策略終于實現(xiàn)突破。6月23日凌晨,一聲警報響起,防溺水系統(tǒng)第一個生命救援成功了。項目團隊經(jīng)歷的所有困難、焦慮、自責(zé)、惋惜、彷徨,都以一個生命完好歸來作為暫時的告結(jié)。
6月起,防溺水系統(tǒng)已在臨洮智慧水利平臺正式上線,對城區(qū)河道翻越欄桿、靠近水流、危險區(qū)域徘徊等危險行為第一時間識別和告警,聯(lián)動當?shù)毓惭簿⑾狸?,進行勸離、提供救援。將預(yù)警發(fā)現(xiàn)并通知到人的自動化流程縮減到了10秒鐘以內(nèi)。為后續(xù)的應(yīng)急處置、救援爭取了寶貴時間。系統(tǒng)上線以來已成功阻止多起高危行為。
防洪水,他們筑起數(shù)字堤壩
“從前是人巡,現(xiàn)在是機巡了”,臨洮縣引洮工程建設(shè)服務(wù)中心主任何學(xué)科談起現(xiàn)在的河湖治理感嘆到。
河道內(nèi)有亂堆亂倒等問題,通過智能監(jiān)控設(shè)施第一時間就能發(fā)現(xiàn),臨洮智慧水利服務(wù)平臺實現(xiàn)了臨洮水務(wù)管理由傳統(tǒng)管理向數(shù)字管理的一個革命性變革。智慧水利調(diào)度中心大屏

智慧水利調(diào)度中心大屏
在智慧水利調(diào)度中心大屏,繁雜、晦澀的水務(wù)數(shù)據(jù)通過數(shù)字化呈現(xiàn)一目了然。在幾個月前,這些數(shù)據(jù)還分布在不同部門的數(shù)據(jù)表格、系統(tǒng)接口,甚至是紙質(zhì)的材料。百度智能云交付應(yīng)用架構(gòu)師張莉還記得剛接手項目時,面對散落各處的數(shù)據(jù)時的困難?,F(xiàn)在,“過去需要一個月手動統(tǒng)計的數(shù)據(jù),通過平臺可以實時記錄統(tǒng)計”,水務(wù)管理效率大幅提升。
“平臺集合了臨洮水務(wù)綜合信息、數(shù)字孿生地圖和河湖治理、城鄉(xiāng)供水等多個功能板塊,其中最核心的就是數(shù)字孿生地圖”,張莉介紹說。通過感知、傳輸、計算、建模、仿真等技術(shù),將整個臨洮的堤、壩、水閘、涵洞等水利建筑在三維場景中展現(xiàn),實時接入水利設(shè)施數(shù)據(jù)。在平臺數(shù)據(jù)化、信息化完善后,臨洮水務(wù)局和百度智能云項目組,開始探索新的智能化應(yīng)用場景——水旱災(zāi)害防御。

臨洮縣城區(qū)數(shù)字孿生地圖
從七月下旬開始,北方地區(qū)進入“七下八上”防汛關(guān)鍵期。臨洮縣河網(wǎng)密布、水系發(fā)達,擁有大小河流163條,面臨非常大的防汛壓力。每年汛期,臨洮縣都會由縣領(lǐng)導(dǎo)帶班24小時值班值守,水庫管理員和各級河長人工巡查,全縣水庫、雨量站、水文站、水位站等實時測報數(shù)據(jù)上報河湖預(yù)警信息系統(tǒng)。

臨洮縣河網(wǎng)密布、水系發(fā)達
過往對汛情的預(yù)測更多依靠人工測算。如何通過水利大腦做到防汛決策智慧化、調(diào)動精準化,筑起數(shù)字堤壩,保障臨洮人民群眾的生命財產(chǎn)安全,成為臨洮水務(wù)項目組繼防溺水系統(tǒng)又一個攻克的難題。
臨洮智慧水務(wù)平臺在全省的河湖預(yù)警信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,進行了全面的升級改造。在9條縣級河流安裝了雨量水位視頻一體站,在四座洮河大橋設(shè)置了水位標尺。在調(diào)度中心,可以清晰的看到全縣洮河干流和9條縣級河流洪水的實際情況。
何學(xué)科向我們展示了水旱災(zāi)害防御系統(tǒng)的運行過程,“現(xiàn)在看到的這個畫面就是海甸峽水庫,洪水警戒線是2002米,如果水位超過2002米,監(jiān)控會發(fā)現(xiàn)并自動報警。報警傳到調(diào)度中心以后,我們會下達系統(tǒng)指令,讓它必須保持這個在兇險水位以下。下達泄洪指令以后,我們會通知相關(guān)的群眾緊急避險,注意河道和涉水安全。必要時對群眾及時進行轉(zhuǎn)移和撤離”。

海甸峽水庫數(shù)字孿生建模
此外,通過對海甸峽水庫、洮河城區(qū)段實現(xiàn)數(shù)字孿生建模,結(jié)合百度智能云豐富的人工模型預(yù)演,模擬降雨、匯流、洪水的全過程。數(shù)字孿生地圖演示區(qū)域內(nèi)洪水形成、洪峰過境、洪水淹沒范圍等情況,形成臨洮洪水演進大數(shù)據(jù)。“洪水演進模型幫助我們線上防汛抗洪指揮部進行一個實際化的模擬,實現(xiàn)智慧化的決策和精準化的調(diào)動”,何學(xué)科說。

洪水演進模型
“你知道臨洮有多少條河溝道嗎?”
“我縣境內(nèi)河網(wǎng)密布水系發(fā)達,擁有大小河流163條,其中省級河流1條、縣級河流9條、鄉(xiāng)級河流153條?!?/p>
臨洮數(shù)字代言人“貂蟬”
這位對臨洮水務(wù)信息了如指掌、對答如流的“工作人員”叫“貂蟬”,她是貂蟬故鄉(xiāng)臨洮,與百度智能云合作,基于文心一言大語言模型打造的專屬數(shù)字人形象?,F(xiàn)在她已經(jīng)應(yīng)用到臨洮防汛預(yù)警常識普及工作,讓群眾知曉臨洮水利情況、學(xué)習(xí)防汛知識,增強群眾水患意識和自我防范意識。貂蟬數(shù)字人還將在臨洮政務(wù)服務(wù)文旅宣傳,線上直播等方面落地應(yīng)用。
“臨洮縣的水務(wù)領(lǐng)域,已全面應(yīng)用百度的人工智能技術(shù)并取得了良好的成效。未來我們將把這一成功經(jīng)驗復(fù)制到我縣智慧城市的建設(shè)上,將大模型等AI技術(shù)應(yīng)用到我縣建設(shè)的方方面面。我縣已與百度啟動智慧城市的建設(shè)規(guī)劃,未來讓城市運轉(zhuǎn)更聰明更智慧,市民生活更便利”,臨洮縣政府副縣長龔維龍說。
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