摘要：作为我国基础设施建设的重要组成部分，水利工程在我国社会经济发展中起着举足轻重的作用，为了能够让有限的水资源在实际使用过程中创造出更多的效益，最大化地保障人民群众的物质生活水平。国家在大力加强水利工程建设的同时，在原有的管理机制上不断进行创新，加入了人工智能的应用，实现了水利工程仿真模拟和水利安防智能管理。本文对人工智能技术在水利安防中的应用进行了探讨。
关键词：人工智能；水利安防；视频图像处理
引言
随着计算机技术的飞速发展，计算机在人们的工作和生活中发挥着越来越重要的作用，计算机已经从一种简单的工具转变为人们生活中不可或缺的一部分。近几年来，人工智能得到了快速的发展，作为计算机应用的重要组成部分，人工智能已经逐渐开始在各个学科和领域中展露头角，为科学技术带来了新的发展机遇和挑战。目前，人工智能已经在视觉、听觉、触觉等多个技术层面得到了研究和应用。大力发展人工智能技术，可以为社会提供更加便利、更加智能化的生活。
水利安防管理是水利工程中一项非常重要的内容，关系着国计民生和人民的生命财产安全，传统的人工管理难免会产生疏忽和纰漏，管理效率底下。人工智能技术在水利安防中的应用可以解决传统水利工程系统效率底下，安防保障薄弱的问题，在当前互联网、大数据、人工智能等新技术的推动下，水利安防也逐渐走向信息化、智能化[1]。
1、人工智能技术的含义
人工智能也称AI技术，是一门新兴的学科，它以计算机技术的应用作为基础，将人脑的思维和智慧在计算机上进行模拟和延伸，当前社会，人们已经不再满足于使用计算机进行简单的机械化操作，人们希望计算机能够代替人脑，解决某些复杂的、抽象的问题。因此，人工智能的发展和应用将会为人类社会带来一场变革，对很多领域产生深远的影响。目前，人工智能在部分行业和领域实现了初步的简单应用，通过计算机算法对工程的各个环节进行实时监控和管理，降低了企业的生产管理成本。
人工智能凭借计算机，通过合理的机器学习算法，来模仿人类的思维和思考方式，这将会使人工智能技术能够处理复杂的、抽象的问题。同时，计算机的运行速度、数据处理正确率远远超过人脑，在实际生产和管理中使用人工智能将会大大提高工作效率，减少出错概率，因此，人工智能在很多领域有着广泛的应用场景，特别是涉及公共安全的领域，人工智能的实现和应用将会最大程度地保障这些特殊领域的安全性。
2、人工智能在水利安防中的应用
人工智能在水利安防中的应用主要集中于对数据的实时检测和采集分析。通过对水库、河面及闸门等场景的动态监控，及时发现异常信息，并对异常信息进行警报，从而避免某些安全事故的发生[2]。
1.水位监测。基于人工智能的水位监测系统可以对水库、河道等场景下的水位进行全天候、自动化的监控，通过对监控图像进行分析处理，动态监测水位线的位置，结合数字分割算法获得水尺读数，并将水位数据上传，后台系统对采集到的数据进行自动分析对比，对于超过警戒线的水位，向管理人员发出警报。
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2.漂浮物监测。水利前端通过对监控区域进行实施监控，及时发现水面可疑目标。为了实现漂浮物智能检测，在不进行人为干涉的情况下自动分析，当发现疑似漂浮物时，系统首先对视频及图像进行处理，提高图像清晰度，通过分析疑似堆积物的轮廓信息进行初步的判断，其次，由于堆积物的出现有一个过程，可以使用背景图像建模的方式，通过和同一场景正常情况下的图像进行对比来确定堆积物。调取预先设置好的警报系统，将堆积物图像上传，以便于工作人员进行判断。
3.盗采船只监测。类似于水面堆积物检测，水利管理系统对监控区域进行实时监控，通过使用背景图像建模的方式，当有运动目标进入监控区域时，计算机将图像和建模图像进行对比，获取运动目标轮廓，通过对目标的轮廓判断和轨迹跟踪，得到有目标闯入的结论。系统将图像和报警信息上传至管理平台，为管理人员提供决策依据。
4.闸门启闭监测。系统可以对闸门状态进行实时监控，将监测数据上传，方便管理人员实时掌握闸门状态。
5.警戒状态监测。系统对某些区域进行监控，在监测到有移动目标时，通过对目标进行轮廓分析和运动轨迹分析，匹配预定义目标轮廓，判断目标类型，从而得出有目标闯入的结论，当发现闯入者时，系统可以进行警报，同时播放语音文件，对闯入者进行震慑。系统可以对现场视频和声音进行收集，上传至后台管理系统，为管理人员提供有力证据。
6.设备状态监测。由于水利工程项目的特殊性，对于某些处于户外、重要性比较高的设备，工作人员无法做到长时间的设备管理和监测。使用人工智能动态监测设备，可以帮助工作人员时刻掌握设备状态。系统通过动态监测设备状态，对比已有建模，及时发现设备异常情况，帮助工作人员更好地管理设备。
3、水利工程中遗传算法的使用
遗传算法是对水利工程进行建模实现的重要方法，通过使用遗传算法，获取最优数据模型，详细分析其中潜在的问题。以遗传算法为出发点，对某些部位隐藏的问题进行深入的挖掘，并采取有效的措施对问题进行处理。为了在实际工作中保证遗传算法的精确性，算法工程师需要设置适合的遗传算法参数，并遵循相关的规范标准，同时，应该注意遗传编码工作的完整性、完善性和简洁性，使得遗传算法达到相应的工程管理规定。比如，使用遗传算法监控项目的实际运作情况，将处理结果和模型库中的结果进行对比，及时发现水利工程项目运行过程中的问题，帮助工作人员排除安全隐患，保证管理工作的顺利进行；将遗传算法和地理信息相结合，根据所处位置所拥有的特殊空间特征，对地理信息进行分析，从而实现基于遗传算法的地理信息动态监控，帮助工作人员进行管理[3]。
4、总结
水利工程是关系我国国计民生的重要设施，水利工程中的安全防护更是应该时刻关注的重要部分。人工智能在水利工程安全防护工作中的使用，有效地提高了水利工程项目的安全性和可靠性，实现了对很多重要环节的全天候实时监控和智能分析处理，帮助工作人员更好地管理整个系统，提高了水利工程项目管理水平。本文探讨了人工智能技术在水利工程安全防护中的作用，介绍了基于遗传算法的水利工程实时监控、智能分析系统。有效提高了水利工程的安全性和可靠性，帮助工作人员顺利进行管理工作。随着研究的深入和经验的积累，人工智能在水利工程项目中的应用将会越来越深入，将会给整个行业带来更多的革新和机遇。
参考文献：
[1]杨如芳.水利工程管理中人工智能技术的应用[J].工程管理.2019年2月
[2]程阳.人工智能在水利安防管理中的应用的研究.水利工程.2019
[3]陈大疆.小型水利工程建设后管理存在的问题及对策[J].山东工业技术.2019（03）：127.
论文作者:杜力
论文发表刊物:《防护工程》2019年15期
论文发表时间:2019/11/29
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