□本报通讯员 李锟 刘君瑜

　　2022年12月29日晚，河南黄河河务局数字孪生黄河第一创新团队研发人员，仍在马渡一线班组针对水下根石走失传感器关键技术开展实验。

　　突然，一位研发小组成员惊喜地向大家说：“李国英部长回信了！没想到，真没想到，部长那么快就回信了。”

　　小组成员围过来，争相读着李部长来信，难掩激动之情。河务局创新团队成员说：“12月16日，我们写了这封信，想把在科技治河上攻克难关的经历、取得的成绩与李部长分享，还想向李部长表达河南黄河青年科技工作者为推动新阶段水利高质量发展贡献青春力量的坚定决心和必胜信心。我们现在很激动！”

　　缘起

　　“2021年7月5日，李国英部长来到郑州马渡下延102坝检查指导工作，现场听取并查看了我们研发的坝岸根石走失预警系统演示，给予我们鼓励并指明努力方向。”谈及写信的缘由，团队成员王琴说。

　　黄河控导工程的根石是坝体的基础，一旦根石走失，就会造成坦石滑动、坝体坍塌。根石走失是目前控导工程出现险情的主要原因，必须做到预警预判。对于多泥沙、河势游荡不定的黄河来说，预警预判险工及控导工程出险是一道世界性难题。

　　“传统的人工巡视堤坝方法效率低，往往是险情已经发生才能发现。如果采用科技手段实时监测工程情况，监测效率就能大大提升。”王琴说。源于此，河南河务局决定利用信息化技术保护黄河下游防洪工程安全，研发一套适合黄河河道工程的预警报警系统。

　　3年前，河南河务局信息中心成立技术攻关小组，开展坝岸监测系统实验，攻关水下根石走失传感器关键技术等难题。团队成员总结学习国内外各项信息化河湖水库管理手段和开发经验，按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”的要求开发项目，确保项目在实际运用中发挥最大效益。

　　攻关

　　研发的过程枯燥又充满挑战。“我们的初衷就是为了解决人工查险时效性差、容易漏报，系统投资大、管理不方便等问题。”团队成员李志鹏介绍。

　　无论是数九寒冬，还是烈日炎炎，只要有需要，团队成员就第一时间赶到黄河岸边，实地研究坝岸出险特点。

　　经过上百次试验改良、迭代升级，创新团队研制出以“仿真石头”为载体的坝岸险情预警系统，通过将其布设在坝岸靠河易出险工程上，实时监测根石走向、位移等信息，及时发现险情并快速预警、自动推送至有关部门，从而实现24小时监测河道工程险情，辅助人工查险，达到抢早、抢小的目的。

　　“所谓仿真石头，就是系统里的传感部分，里面嵌入了芯片和电池，当根石或坝坡发生位移变化或坍塌时监测系统就会发出报警。”团队成员贾湘婷介绍。

　　“我们要确保每一个仿真石头是在正常工作，万一因为没电或是人为破坏而导致漏报可就坏了”“那可以尝试给它安装一个‘心跳’功能，程序写到芯片上，让每个仿真石头定时向接收机上报自己是否存活来确保可靠性”……每当思想的火花产生碰撞，项目组都要在一线坝岸进行联调联试。

　　从图纸设计到模具改造，再到联系厂家制作和现场安装及试验验证，每一步都是举步维艰的探索过程。

　　“经过攻关，电池续航时间已达到了3年以上。我们正继续努力，力争实现5年不间断续航。”王琴说。

　　凭着一股对科研的热爱和攻坚克难的意志，项目组全体人员翻阅大量技术资料，反复试验，不断优化思路、方案。

　　功夫不负有心人。项目组基于数字孪生技术对系统的软、硬件进行深度改造优化，历经上百次的反复试验，自主发明了水下传感器和水上传感器，对河道工程的根石、坦石不同部位进行在线监测，从而实现对河道险情的预警预报。

　　不仅如此，项目还做到了可以精确捕捉出险信息、前台可视化管理等既定要求，实现了一个芯片、两种传输模式，分别通过公网和专网两条链路进行预警，为抢险指挥决策提供准确、及时、直观的数据支撑。

　　2020年至2021年，该项目先后取得5项实用新型专利，并入选2021年度水利先进实用技术重点推广指导目录。2022年6月，项目正式在开封黑下延、柳园口和郑州马渡下延工程投入使用。

　　“李部长指导我们团队研发坝岸根石险情预警系统一年多来，我们做了大量工作，实现了河道工程险情的全天候实时预警监测，我们感觉应该向李部长报告这个好消息！”团队成员金鑫说。

　　赋能

　　河南河务局数字孪生黄河第一创新团队取得的成果，仅仅是河南河务局实施数字孪生黄河战略的一个缩影。

　　近年来，河南河务局以“省、市、县、班、点”五级和“监测、感知、巡查、指挥”四线全覆盖工作为突破口，聚焦一线防汛、工程管理、水资源管理、河湖监管、安全监管等5项治黄主业，积极构想、实践，解决基层一线痛点、难点问题。

　　河南河务局成立了以三个技术攻关小组为主的“河南河务局数字孪生黄河创新团队”，依托河南智慧黄河研究院，与华为、浪潮等国内知名企业和河南大学、黄科院等科研院所深入合作，持续推动“产学研用”创新力量的深度融合。

　　711公里的河南黄河两岸，“智慧巡河”新模式不断为水利数字赋能注入新动力。河南河务局新建、接入整合2100个摄像头，新建11处高空高清巡河系统，安装22处自计水尺，布控95台无人机，在靠河控导工程上部署91处坝岸监测感知设备，在省、市、县、班、点部署147台（套）视频指挥会议终端。全方位、立体化、高效率、广水域的巡查，实现了对空、地、河的全面信息采集感知。

　　2022年，河务通App（应用程序）上线。平台以省、市、县、班、点五级应用场景为基础，集一线防汛、工程管理、水资源管理、河湖监管、安全监管五大业务于一体，聚焦基层最关切的问题，及时响应一线职工需求，被形象地称为“网上河务局”。

　　河南河务局负责人表示，对于河南黄河科技工作者来说，李国英部长的回信是惦念，也是嘱托；是鼓励，也是厚望。全局将扎实推动河南黄河数字孪生建设，提高智能化管理水平和安全保障能力，不断塑造发展新优势，有力支撑河南黄河生态保护和高质量发展取得新成效。

　　来源：中国水利报 2023年1月1日