水库监测领域应用

案例概述

水库监测应用案例是基于土星云边缘服务器和边缘存储相关产品，结合国科环宇多年来积累的航天、军工技术，实现的一套低功耗、高可靠、智能化的水库监测解决方案，能够满足恶劣环境下对水库设施及水文信息的监测、识别、预警等需求。

项目背景

由于雨水情信息、视频信息在水库边缘端智能化识别处理能力不足，较依赖后端平台的统一处理，使后端平台处理压力增大，导致部分水库雨水情监测信息传输受限，不易共享互通，产生雨水情数据孤岛，因此，水库管理的首要任务是确保安全运行，。此外，部分水库的智能化水平有待提高，可以利用边缘计算服务器、边缘存储和AI识别算法，使治水更科学、更节能、更高效、更智能。

详细解决方案

水库监测系统采用低功耗解决方案，降低水库雨水情自动测报系统建设难度，也便于对水库老化设备进行更新改造。采用边缘计算服务器在水库边缘端进行AI智能识别，实时上报预警信息，降低后端平台处理压力。方案采用的AI算法能够实现远程迭代，可持续提升智能化程度。边缘服务器可整合不同接口及数据格式的雨水情及视频信息，并使用标准协议通过无线网桥、卫星通信等方式将数据传输至省/市中心，消除数据孤岛。

水库监测系统以边缘服务器和边缘存储设备为核心，可划分为四个子系统，分别为边缘数据中心子系统、采集子系统、通信子系统、能源子系统。

1）边缘数据中心子系统

边缘数据中心主要由边缘服务器、边缘存储组成，可根据部署位置选择市电供电或太阳能供电。

   边缘计算服务器可同时支持20路摄像头数据的识别、传感器信息的汇总处理和24h视频数据的缓存，内部通讯通过以太网接口连接5.8Gbps网桥和Lora网关，外部通讯通过以太网接口连接有线网络/5.8Gbps网桥/卫通等形式上报告警信息及压缩视频码流。

边缘存储用于原始视频数据及传感器数据的存储，可进行远程回放，根据摄像头数量选配边缘存储容量，具有不停机、即插即用的动态扩容能力。

2）采集子系统

采集子系统采用关键点位就近部署的原则，划分为传感器杆站及视频采集杆站，均采用视距无线通信方式与边缘数据中心进行数据交互。传感器杆站及采集杆站自带能源系统，在无光照条件下至少可维持系统连续工作10天。

3）通信子系统

通信子系统包括局域网和外部通信链路，由中继杆站和卫星通信站组成。其中，中继杆站是常规通信设备，卫星通信站仅部署在极端偏远地区。

4）能源子系统

能源子系统支持太阳能发电或风光一体发电形式，包括太阳能帆板、风力发电机、控制器、蓄电池等，可维持水库监测系统在无光照条件下连续工作10天。

客户收益

● 适应严苛天气环境

无光照条件下至少可维持连续工作10天，低功耗保活模式可以使工作时长增加至16天，适应长时间阴雨天气。硬件支持三防，具备军工品质，在恶劣环境下依然可保持高可靠性。

● 偏远地区无人值守

支持无线中继、卫星通信、LORA电台等多种通信方式，实现距离有人区50公里以上的远程监测。通过水利特殊场景下的智能识别、预警，助力主管部门实现对水库的智能化监测和管控。

● 低功耗、低成本

针对蓄电池供电使用场景，在软硬件设计时进行优化，搭载低功耗的土星云边缘服务器和边缘存储，极大地降低了整个系统对太阳能电池板和蓄电池的需求，进而降低整个方案的建设难度和成本。