1、智慧水产系统建设与应用智慧水产系统建设与应用山东省农业物联网工程实验室山东奥网电子科技有限公司 2018年5月18日年4月10智慧水产发展目的智慧水产系统建设智慧水产系统应用智慧水产概述当前水产养殖行业存在养殖密度高、养殖风险大、水源逐年恶化、养殖技术过于依赖经验、水质检测工具不能满足述求等突出问题，塘口里的水质好坏总是让人不放心。不测又担心，测又可能测不准或不及时，估也担心自己经验出了错，一觉醒来还怕翻了塘。在水产养殖行业，利用物联网技术实现养殖户时刻精准掌握水质参数，轻松养水调水，降低养殖过程中的风险，保产增产已经成为当前水产养殖的迫切需求，物联网系统已经陆续在水产养殖行业试点应用，并取得
2、了不可替代的作用。我公司响应国家依靠科技提高农业生产力的号召，通过物联网技术实现水产养殖过程中的水质在线监测，养殖机械智能联动控制、自动化养殖等高效功能。环境信息感知方式发生转变环境信息感知方式发生转变: :传统方式：人工测量，手写笔记传统方式：人工测量，手写笔记现代方式：智能感知，手机查看现代方式：智能感知，手机查看生产现场设备控制方式发生转变生产现场设备控制方式发生转变: :传统方式：现场控制，人员值守传统方式：现场控制，人员值守现代方式：远程控制，无人值守现代方式：远程控制，无人值守智慧水产系统建设智慧水产系统应用智慧水产概述智慧水产发展目的存在问题资源环境劳动人口产品质量u资源问题资源
3、问题020004000600080001000012000美国世界中国M3人均水资源量人均水资源量00.10.20.30.40.50.60.70.80.9俄罗斯美国法国中国公顷人均耕地面积人均耕地面积我国人均水资源量不足世界人均水平我国人均水资源量不足世界人均水平1/31/320092009年统计，我国人均耕地年统计，我国人均耕地1.521.52亩，亩，不足世界人均水平一半。不足世界人均水平一半。u环境问题环境问题投投入入品品过过度度使使用用水体污染河流水体浑浊，水质较差；产生水华现象，生态失衡，直接导致鱼类等死亡土壤污染土壤板结，重金属、抗生素超标种种植植/ /养养殖殖风风险险增增加加u劳动
4、人口问题劳动人口问题劳动生产率低劳动生产率低农产品成本中劳动力成本占农产品成本中劳动力成本占70%70%农村劳动力年龄在农村劳动力年龄在50506060岁岁老龄化趋势明显老龄化趋势明显19555251074050100150200250挪威智利土耳其马来西亚中国泰国单位：吨劳动生产率u农产品质量安全问题农产品质量安全问题有害水产品瘦肉精农药u农产品质量安全问题农产品质量安全问题生产领域智能化经营领域多元化服务领域全方位信息化农业精准化、高效化、绿色化水产品质量安全得以保障提升农业竞争力和可持续发展力u智慧水产的价值智慧水产的价值智慧水产系统应用智慧水产概述智慧水产发展目的智慧水产系统建设u智慧
5、水产系统总体结构智慧水产系统总体结构u智慧水产的基础智慧水产的基础 数据数据u数据采集方式数据采集方式 - - 简单简单 方便方便 自动自动 传感器自动数据采集传感器自动数据采集以太网GPRS网关节点土壤温度传感节点u研发部分传感器研发部分传感器u研发部分传感器研发部分传感器u研发部分传感器研发部分传感器 移动端录入：手机移动端录入：手机/PAD/PAD 条码条码/RFID/RFID扫码录入扫码录入生产基地农事操作环境信息采收入库发货销售过程信息录入 图片资料拍照上传图片资料拍照上传手机拍照 数据监测系统数据监测系统 智能决策与控制系统智能决策与控制系统研发设备研发设备 水肥一体化控制系统水肥
6、一体化控制系统 水域产品追溯系统水域产品追溯系统 水域产品追溯系统水域产品追溯系统研发系统研发系统研发系统研发系统研发系统研发系统 测控平台测控平台研发系统研发系统 管理平台管理平台研发系统研发系统 手机手机APPAPP研发系统研发系统智慧水产概述智慧水产发展目的智慧水产系统建设智慧水产系统应用系统示范应用系统示范应用系统应用果蔬畜禽水产系统示范应用系统示范应用威海长青水产示范基地如何理解海绵城市如何理解海绵城市与智慧城市与智慧城市海绵城市的基本内涵与绩效指标概述如何理解海绵城市？ SC, Sponge City 海绵城市 SuDS/Sustainable Drainage Systems 模
7、仿自然状态，减少径流，改善水质，提高生物多样性。 GI/Green Infrastructure 通过相互联系的绿色空间网络，自然管理暴雨，减少排水，改善水质，节约城市管理成本。 LID/Low Impact Development 通过分散、小规模的源头控制延缓径流和污染的冲击，接近自然水文循环。 BMPs/Best management practicies 由单纯的工程方式转变为工程与非工程相结合方式进行雨洪管理实践。 WSUD/Water Sensitive Urban Design 整合城市空间设计和综合水资源管理。 ABC /Active Beautiful and Clean W
8、aters Programe j将功能性与自然、生态和人文相结合。可持续排水系统SuDS源头控制就近消纳改善水质协调环境景观舒适绿色基础设施GI多功能绿色空间网络网络中心连接廊道低影响开发LID小型分散原位收集自然净化就近利用回补地下水最佳雨洪管理实践BMPs路面材料储水设施渗透过滤管理法规民众教育水敏感性城市设计WSUD减少用水量减少排放水资源再生改善水环境水量调蓄活越美丽净水计划ABC 自然可亲性商业&艺术水敏设计生物修复蓄水池 海绵城市是指通过加强城市规划建设管理，充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，有效控制雨水径流，实现自然积存、自然渗透、自然净化的城
9、市发展方式。雨水径流控制恢复本地海绵体修复水生态、改善水环境、涵养水资源、提高水安全、复兴水文化水生水生态态水资水资源源水环水环境境水安水安全全水文水文化化目标导向问题导向小雨不积水 大雨不内涝 水体不黑臭 热岛有缓解实现雨水自然积蓄、渗透和净化的城市发展方式基于经济、环境可持续发展的规划和设计策略涵盖雨水、污水、再生水、地下水、生活用水、景观用水等生态系统以及与之相关的建筑、道路、绿地和基础设施等综合系统缓解城市化过程中带来的水生态破坏、水环境污染、水资源短缺、水安全风险、水文化消失等问题的有效途径污污水水再再生生水水雨雨水水地地下下水水景景观观水水生生活活水水生生态态水水系系统统 海绵城市
10、要做什么？2.不让雨不让雨水产生雨水产生雨涝灾害涝灾害1.让雨让雨水资源水资源不浪费不浪费3.让城市让城市绿地系统绿地系统增效增值，增效增值，环境更美环境更美丽宜居丽宜居不让雨水白白流走，或补充地表水含量，或储蓄再利用，或进入绿地生态循环系统；让雨水资源化利用效益最大化。绿地区域内常量雨水尽量自行消纳，减少市政管网压力，发挥水体与自然水系雨洪调蓄功能。通过改善绿地空间形态与植物配置，统筹与水资源的有效利用，系统提升绿地系统生态效能与景观。海绵城市绩效指标概述20132014201520162017习近平在中习近平在中央城镇化工央城镇化工作会议讲话作会议讲话：“提升城市排水系统时要优先考虑把有限
11、的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市。财政部、住财政部、住房城乡建设房城乡建设部、水利部部、水利部决定开展中央财政支持海绵城市建设试点工作，给予专项资金补助：直辖市每年6亿元，省会城市每年5亿元，其他城市每年4亿元。国务院办公厅国务院办公厅关于推进海绵城关于推进海绵城市建设的指导意市建设的指导意见见：通过海绵城市建设，最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响，将70%的降雨就地消纳和利用，到2020年，城市建成区20%以上的面积达到目标要求；到2030年，城市建成区80%以上的面积达到目标要求。李克强 第十二届全国人大五次会议报告：统筹城市地
12、上地下建设，再开工建设城市地下综合管廊2000公里以上，启动消除城区重点易涝区段三年行动，推进海绵城市建设，使城市既有“面子”，更有“里子”。海绵城市建设效益评价与考核指标（试行）类别类别项项绩效指标绩效指标建筑与小区关联性建筑与小区关联性相关指标相关指标水生态1年径流总量控制率年径流总量控制率径流总量控制率、径流系数、土壤渗透系数2生态岸线恢复生物多样性指数、湿地（水系、岸线）损失变化率3地下水位地下水潜水水位4城市热岛效应城市热岛效应热岛强度、绿地率、屋顶绿化率水环境5水环境质量地表水环境质量标准类、地下水质量标准类6城市面源污染控制径流污染控制率（SS）水资源7污水再生利用率污水再生利用
13、率中水回用率（非传统水源利用率）8雨水资源利用率雨水资源利用率雨水回收利用率（非传统水源利用率）9管网漏损控制管网漏损率水安全10城市暴雨内涝灾害防治城市暴雨内涝灾害防治设计重现期11饮用水安全水源地水质达标关键指标关键指标1 年径流总量控年径流总量控制率制率表 新建、扩建、整体改建项目年径流总量控制率序号序号项目分类名称项目分类名称用地代号用地代号年径流总量控制率年径流总量控制率新建、扩建1居住用地R1 R2 R375%2公共管理与公共服务设施用地A1 A5 A675%A2 A3 A480%3商业服务业设施用地B1 B2 B3 B475%4工业用地M1 M280%5物流仓储用地W1 W280
14、%6道路与交通设施用地S1S3 S4 S97公用设施用地U218绿地与广场用地G1 G285%G3 80%关键指标关键指标2 场地径流系场地径流系数数 表 不同用地类型新建、扩建项目径流系数控制目标 序号序号项目分类名称项目分类名称用地代号用地代号径流系数控制目标径流系数控制目标（流量）（流量）1居住用地R1 R2 R32公共管理与公共服务设施用地A1 A5 A6A2 A3 A43商业服务业设施用地B1 B2 B3 B44工业用地M1 M25物流仓储用地W1 W26道路与交通设施用地S1S3 S4 S97公用设施用地U218绿地与广场用地G1 G2G3 关键指标关键指标3 3 径流污染径流污染
15、物控制率物控制率 技术措施技术措施污染物去除率污染物去除率（以（以SS计算，计算，%）技术措施技术措施污污污染物去除率污染物去除率（以（以SS计算，计算，%）透水砖铺装8090蓄水池透水水泥混凝土8090雨水罐透水沥青混凝土8090调节塘绿色屋顶7080调节池下凹式绿地传输型植草沟简易型生物滞留设施干式植草沟复杂型生物滞留设施7095湿式植草沟泥塘5080植被缓冲带雨水湿地5080初期雨水弃流设施表 低影响开发设施径流污染物控制率绿色建筑评价标准中提到的指标 绿地率热岛强度绿色基础设施建筑与小区海绵城市设计要点缺水地区缺水地区重点在于利用城市绿地解决自然渗透、汇蓄和利用，通过雨水收集、利用，有
16、效提高地表水的含蓄量。水网地区水网地区重点研究利用水系、微湿地和集雨型绿地汇蓄雨水，参与地表水净化和减缓市政雨涝压力。沿海重盐碱地带沿海重盐碱地带重点研究利用雨水自然渗透。促进土壤排盐碱的技术利用，以及耐盐碱植物的应用。总体原则 ： 因地制宜，分类施策要点要点1 区域规划引领，以指标区域规划引领，以指标为依据为依据 以规划指标为依据开展方案设计，以绿地系统和水系统为中心，有机整合与之相关的雨水系统设计、污水系统设计、给水系统设计、景观系统设计、建筑设计等建立水资源综合利用系统，实现海绵城市建设目标。应进行多方案的技术经济分析比选，不断优化方案。 区域海绵城市与水资源综合规划 充分发挥公园大面积
17、水体的雨水蓄积功能 公园成为区域海绵城市建设的重要要素“大海绵” 公园景观水体与住区雨水系统通过生态绿道衔接 充分发挥公园的生物多样性功能，优化植物配置。现状条件及问题评估现状条件及问题评估确定目标控制确定目标控制设施及规模确定设施及规模确定水文水力计算水文水力计算竖向设计、汇水区划竖向设计、汇水区划分分设施选择与平面布局设施选择与平面布局要点要点1 区域规划引领，以指标区域规划引领，以指标为依据为依据 场地场地的年的年径流径流总量总量控制控制率率年径年径流污流污染控染控制率制率径径流流系系数数污水污水管网管网外排外排流量流量和总和总量量市政市政再生再生水供水供水压水压力力地表地表径流径流对景
18、对景观水观水系水系水质的质的影响影响生态生态环境环境的用的用水压水压力力年径流总量控制率不应低于75%01年径流污染控制率已大于40%02径流系数控制居住用地0.45，商业用地0.5003新建硬化10000平米以上，妹千平米调蓄容积30m304下凹绿地比例不少于50%，改建增加10%05改建项目可渗透地面面积比例增加10%0706新建项目可渗透地面面积比例不少于40%要点要点2 早期关注竖早期关注竖向设计向设计 统筹协调场地建筑、道路、广场、绿地、水系等的布局和竖向，使径流雨水有组织自流汇入周边绿地系统和水系，并与城市雨水管渠系统相衔接。 广场雨水宜综合采用生态排水和雨水管渠，雨水首先汇入道路
19、绿化带及周边绿地内的低影响开发设施。 道路横断面设计应优化道路横坡坡向，路面与道路绿化带及周边绿地的竖向关系。要点要点3 设施选择灰设施选择灰绿结合绿结合绿色设施绿色设施：下凹绿地、植草沟、雨水花园、透水铺装等，即在地势较低的区域种植植物，通过植物截留、土壤过滤滞留处理小流量径流雨水，达到控制径流污染的目的。灰色设施灰色设施：地埋式蓄水装置（混凝土蓄水池、蓄水方块）。根据项目所在地的地埋条件、规划条件等，因地制宜的选择海绵城市的技术措施及其系统组合。要点要点4 注重关键节点的处注重关键节点的处理理 屋面材料的选择屋面材料的选择：采用对雨水无污染或污染较小的材料，采用耐久性材料，与屋顶绿化相结合
20、。 收集方式收集方式：采取雨落管断接或设置集水井的方式引入低影响开发设施，以实现雨水的净化和利用。 雨水宜分散进入下凹式绿地，减少对绿地的冲击。下凹绿地内植物应选择耐淹品种。 下凹绿地中内设置溢流井，防止绿地长时间积水。 地面雨水一般污染较重，杂质多，传统雨水箅只可拦截较大固体。 道路雨水收集应采用具有拦污截污功能的雨水口或雨水沟，且污物便于清理。 雨水排放：地下建筑顶面与覆土之间设置排水系统（排水片材和排水管）。要点要点5 统筹考虑，整合设统筹考虑，整合设计计 盐碱地土壤黏紧，透水透气不良，不利于下渗。 若海绵城市建设措施得当，不仅可控制雨水，而且可以利用雨水淋洗土体，降低土壤的含盐量（盐碱
21、土改良的目的是降低和控制地下水位，防止土壤返盐）。 对于土壤含盐量高的地方，海绵城市设施与土壤排盐措施统筹，应在保证植物生长安全与土壤排盐措施有效的基础上，通过多种方式滞蓄雨水。 景观水体应优先作为雨水调蓄设施。 景观水体规模的确定：根据降雨规律、水面蒸发量、雨水回用量等。 雨水进入景观水体之前应采取径流污染控制措施，包括弃流设施、生态护坡。智慧城市的基本概念及案例“智慧城市”概念 智慧城市是以物联网、云计算等新一代信息技术以及各种社交网络、购物网络、互联网金融等综合集成工具和方法的应用，对生产生产、生活生活和城市管理城市管理实现全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用以及全方位、全体系
22、、全过程创新的城市形态。对于我国城市政府来讲，这不仅仅是政府服务和城市管理技术的创新，而且更加是服务服务和管理理念及模式管理理念及模式的创新。城市发展和城市病智慧城市产生的社会因素从“数字城市”到“智慧城市”智慧城市产生的社会因素 城市问题：人口膨胀、交通拥堵、环境恶化、资源短缺、城市贫困面临这些实质性的挑战，城市必须应用新的技术，探索新的发展路径和模式。超大城市、中心城市存在借助信息技术大发展解决城市问题的内在需求。 信息技术（互联网、物联网、云计算）造就智慧城市技术核心。智慧城市要求把新一代IT技术运用到城市经营的各个领域。它是城市信息化和数字城市的延续和进一步发展，在数字城市基础上融入社
23、会和环境两大要素。“智慧城市”社会与技术双重作用 1990年美国加州旧金山一次国际会议，以“智慧城市（smart cities）、快速系统（fast systems）、全球网络（global works）”为主题，探寻了城市通过信息技术聚合“智慧”以形成可持续的城市竞争力的成功经验。后正式出版科技社会的一种现象智慧城市、快速系统、全球网络。 欧盟在2007年的欧盟智慧城市报告中率先提出“智慧城市（Smart City）”的创新构想；2008年IBM提出了“智慧的地球”理念；2009年欧盟委员会提出了建设智慧城市的具体计划，同年IBM发布智慧的城市在中国报告。 2009年国务院总理温家宝在北京科
24、技界大会上作了题为让科技引领中国可持续发展的报告。报告中诠释了“物联网”、“智慧地球”等与智慧城市密切相关的关键概念。2010年科技部在武汉举办了“2010中国智慧城市论坛”。说明有效利用信息技术提高城市管理水平的重要性。“智慧城市”理念的由来“智慧城市”概念理解狭义概念广义概念 城市智能化城市智能化。2008年IBM提出“智慧地球”概念，智慧城市是智慧地球落实到实际的区域性做法。主要是通过对城市社会系统如公共服务、能源、电力、交通等进行智能化改造，有效减轻城市压力，其实质是把智慧城市等同于智能城市，具有一定的盈利性质。 城市全面发展城市全面发展。智慧城市是城市资源的优化整合利用，是城市从经济
25、到人文的全面发展，是一种可持续进步的理想状态。即以智慧的理念规划城市，以智慧的方式建设城市，以智慧的手段管理城市，以智慧的思维发展城市，使城市各项功能系统运作更加协调高效，城市经济、人文、环境得到全面发展。 自IBM提出智慧地球以来，来自IBM的统计，50多个国家的企业和组织加入这一智慧城市建设进程，已有1200多项案例，广泛应用于交通交通、制造制造、能源能源、城市建设城市建设等各个领域。“智慧城市”建设在国内外广泛开展 以新加坡为例全面、系统的推进智慧城市建设强有力的组织领导和管理体制组织领导和管理体制全民参与、系统超前、滚动修编的信息化规划信息化规划优先发展信息基础设施，提供高带宽、低资费
26、的网络服务高带宽、低资费的网络服务注重实用性实用性，以政府引导资金引导资金激发社会力量共同参与应用项目建设发展具有全球竞争力的信息通信产业信息通信产业，扩大行业出口共同特征目前全球这种情况并不多，根据最新福布斯排名，新加坡智慧城市建设在全球居首位全球居首位新加坡组织保障 政府首席资讯办公室(GCIO)、资讯通信管理局（IDA）规划引领 2006年推出“2015智慧国”计划基础先行 提供免费无线带宽或低资费的宽带服务应用转型 9大行业的应用转型信息产业 吸引国外领先企业，刺激创新和促进本地企业国际化发展 阿姆斯特丹的智慧城市建设阿姆斯特丹的智慧城市建设的智慧城市 以政府为主导，广泛吸引合作伙伴，
27、实现端到端的智慧解决端到端的智慧解决方案方案 以节能、交通、商业节能、交通、商业等重点领域、重点应用项目带动智慧城市建设 充分发挥政府引导资金政府引导资金的作用，吸引社会机构投资 注重宣传宣传创造良好的环境，通过技术交流和推广输出智慧城市建设经验共同特征国际上智慧城市大多大多采取重点领域突破的方式，阿姆斯特丹的智慧城市是以节能节能为特点可持续生活可持续生活可持续交通可持续社区 West OrangeWest Orange项项目：目：智能电表和新型能源管理系统 GeuzenveldGeuzenveld项目：项目：家庭小额信贷购置节能商品 智能楼宇项目：智能楼宇项目：安装传感器感知能源消耗情况，智
28、能分析能源数据并作出相应调整 Energy Energy DockDock项目：项目：推动阿姆斯特丹所有移动交通工具电动化发展 气候街道项气候街道项目：目：对公共设施、物流服务以及商家的智能化改造以阿姆斯特丹为例以重点领域和项目带动智慧城市建设我国部分城市建设我国部分城市建设“智慧城市智慧城市”的做法的做法创新推动智慧城市建设深圳深圳将建设“智慧深圳”作为推进建设国家创新型城市的突破口，以建设智慧城市为契机，着力完善智慧基础设施、发展电子商务支撑体系、推进智能交通、培育智慧产业基地，已被有关部委批准为国家三网融合试点城市，并提出2012年实现宽带无线网覆盖率达到100，组建华南地区的物联网感知
29、认证中心等。南京南京要以智慧基础设施建设、智慧产业建设、智慧政府建设、智慧人文建设为突破口建设“智慧南京”。将“智慧南京”建设作为转型发展的载体、创新发展的支柱、跨越发展的动力，以智慧城市建设驱动南京的科技创新，促进产业转型升级，加快发展创新型经济，从根本上提高南京整体城市的综合竞争实力。我国部分城市建设我国部分城市建设“智慧城市智慧城市”的做法的做法以发展智慧产业为核心武汉武汉武汉城市圈与IBM合作的重点是，利用IBM全球领先的软件工程技术、平台、管理经验等，完善软件与信息服务发展环境，加快信息服务业、服务外包、物联网、云计算等智慧产业的发展，推进信息化建设, 促进城市圈的综合协调和一体化建
30、设，从而实现加快构建武汉两型社会的战略目标。宁波宁波宁波将以建设6大智慧产业基地为重点，加快推进智慧产业发展。6大基地分别为：网络数据基地、软件研发推广产业基地、智慧装备和产品研发与制造基地、智慧服务业示范推广基地、智慧农业示范推广基地、智慧企业总部基地等。昆山昆山昆山高新技术产业发达，生产了全球1/2的笔记本电脑和1/8的数码相机，以此为基础提出了要大力发展物联网、电子信息、智能装备等智慧产业，支撑智慧城市建设。我国部分城市建设我国部分城市建设“智慧城市智慧城市”的做法的做法以发展智慧管理和智慧服务为重点佛山佛山佛山市为了打造“智慧佛山”，提出了建设智慧服务基础设施十大重点工程：即信息化与工业化融合工程、战略性新兴产业发展工程、农村信息化工程、U-佛山建设工程、政务信息资源共享工程、信息化便民工程、城市数字管理工程、数字文化产业工程、电子商务工程、国际合作拓展工程。昆明昆明昆明和IBM公司的合作重点包括智能交通、智慧医疗、服务型电子政务等方面，从而为城市运营和管理提供更好的指导能力和管控能力。
