地球表面70%被水覆蓋，水是生命之源，是人類(lèi)生存的根本。然而，水能載舟亦能覆舟。自古以來(lái)，人類(lèi)都在與洪澇和旱災(zāi)抗?fàn)?。而隨著人類(lèi)活動(dòng)的影響和氣候變暖，日益嚴(yán)重的水資源緊缺和飲用水污染、冰川消融等已成為了人類(lèi)生存的巨大威脅。在長(zhǎng)期理論和實(shí)踐中，水文學(xué)可以幫助人類(lèi)有效減少、防止和預(yù)防水災(zāi)害的發(fā)生、更好地保護(hù)水資源。
水文學(xué)是研究地球上各種水體的形成、分布規(guī)律、運(yùn)動(dòng)過(guò)程、互相聯(lián)系、理化性質(zhì)以及與環(huán)境的相互作用和影響的一門(mén)科學(xué)，也可以說(shuō)是研究各種水文現(xiàn)象的一門(mén)科學(xué)。[1]
重慶涪陵白鶴梁古代水文站（圖片來(lái)自重慶市涪陵區(qū)政府網(wǎng)）
我國(guó)先秦已有雨量、水位的測(cè)定。戰(zhàn)國(guó)時(shí)，秦國(guó)《田律》規(guī)定地方官吏需及時(shí)上報(bào)雨量及受益、受害田畝。[2]而后的歷朝歷代都有報(bào)汛制度，并設(shè)有羊報(bào)、馬報(bào)、狗報(bào)、步報(bào)等多種報(bào)警手段。
1674年法國(guó)人佩勞特第一次根據(jù)塞納河觀測(cè)到的降雨和徑流資料，計(jì)算出塞納河在伯格底以上流域的年徑流量是年降水量的1/6，這是有史以來(lái)人們對(duì)水文規(guī)律所作的定量描述，被認(rèn)為是水文學(xué)研究的開(kāi)始。[3]人們通過(guò)水文測(cè)驗(yàn)獲取各種水文要素的數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)的整合、計(jì)算和分析，為防洪、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、水資源配置與管理等提供依據(jù)。水文測(cè)驗(yàn)測(cè)定的水文要素包括（但不僅限于）：水位、流量、流速、泥沙、水質(zhì)、水溫、冰凌等。水文測(cè)驗(yàn)不僅應(yīng)用于水文站網(wǎng)，也用于水文調(diào)查、試驗(yàn)基地等，同時(shí)需要制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，以建立長(zhǎng)期、持續(xù)的水文研究。
城陵磯（七里山）水文站（圖片來(lái)自長(zhǎng)江水文網(wǎng)）
隨著現(xiàn)代化傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)等新技術(shù)的發(fā)展，水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)逐漸形成并廣泛應(yīng)用。水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)一般由傳感器和控制設(shè)備、通信設(shè)備、及接收中心的通信和計(jì)算設(shè)備組成。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、空間技術(shù)以及其他新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)正向多測(cè)站、多參數(shù)、多制式、多通道、多功能、全自動(dòng)、低功耗、高精度、長(zhǎng)周期和程序包等方向發(fā)展。[4]
設(shè)想一個(gè)智能水文監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)，不僅要能夠實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和收集各種水文數(shù)據(jù)，將各類(lèi)異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一和融合，還能通過(guò)人工智能數(shù)據(jù)計(jì)算模型，對(duì)可能發(fā)生的水文事件進(jìn)行智能識(shí)別、管理并發(fā)出預(yù)警，并隨著統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)下感知設(shè)備所收集的時(shí)空數(shù)據(jù)不斷積累，輔助建設(shè)水文數(shù)字孿生，用于基于數(shù)字化模型進(jìn)行的各類(lèi)仿真和分析。這樣一套可定制化智能水文監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)已經(jīng)由我們的客戶(hù)及其合作伙伴逐步實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的硬件部分由各類(lèi)先進(jìn)的測(cè)量感知設(shè)備和邊緣智能大腦組成，可實(shí)現(xiàn)各類(lèi)水文要素的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集、監(jiān)測(cè)和分析，并能通過(guò)數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)一和積累，建立AI計(jì)算模型，對(duì)可能發(fā)生的水文事件進(jìn)行智能識(shí)別、管理并發(fā)出預(yù)警，輔助實(shí)現(xiàn)水文數(shù)字孿生建設(shè)。
系統(tǒng)的測(cè)量感知設(shè)備多達(dá)幾十余種，可以監(jiān)測(cè)的水文要素包括：水位、流量、流速、氣象、泥沙、水質(zhì)等。這些測(cè)量設(shè)備所獲取的水文數(shù)據(jù)通過(guò)4G/ 5G/ 微波等無(wú)線(xiàn)通信或串口技術(shù)，收集到邊緣智能計(jì)算平臺(tái)中，進(jìn)行下一步的處理。在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)體系下，對(duì)異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合并用于AI分析和數(shù)字信息的建立，對(duì)可能發(fā)生的水文事件進(jìn)行智能識(shí)別、管理并發(fā)出預(yù)警。
智能水文監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)可以部署在各種水文研究的應(yīng)用場(chǎng)景中，根據(jù)應(yīng)用的需求選擇合適的配置，實(shí)現(xiàn)資源的合理化應(yīng)用，如較小的水文測(cè)站只需要智能水文監(jiān)測(cè)應(yīng)用，而一些復(fù)雜的場(chǎng)景中則需要進(jìn)一步的AI計(jì)算和數(shù)據(jù)模型分析。Neousys宸曜科技的Nuvo-8111正是這一智能水文監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)的邊緣智能大腦，不僅搭載了英特爾?酷睿?處理器提供出色的算能，更可支持先進(jìn)的中高端200W 圖形卡/ AI加速卡，為智能水文監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)提供高TOPS AI算力。不僅如此，Nuvo-8111還具備體積小、寬溫運(yùn)行、7x24全天候工作等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還能滿(mǎn)足與各類(lèi)傳感器通信的接口需求，并支持大容量存儲(chǔ)。Nuvo-8111集合了在強(qiáng)固性上的穩(wěn)定表現(xiàn)、出色的CPU和AI計(jì)算卡性能、靈活而豐富的接口及緊湊的尺寸于一身，是客戶(hù)選擇我們的理由。
支持高達(dá)200W 圖形卡/ AI加速卡，用于數(shù)字模型建設(shè)和AI計(jì)算
可從前面板輕松訪問(wèn)千兆以太網(wǎng)口，USB口，COM口和DVI輸出接口
內(nèi)置無(wú)線(xiàn)通信模塊，可支持4G/ 5G/ WiFi等無(wú)線(xiàn)通信
支持高達(dá)2個(gè)2.5" SATA HDD/ SSD存儲(chǔ)空間和1個(gè)mSATA插槽
兼具強(qiáng)大的計(jì)算性能和強(qiáng)固的特性，而其價(jià)格非常親民，具有高性?xún)r(jià)比
如上文所述，對(duì)于不同規(guī)模的應(yīng)用場(chǎng)景，所需的資源配置不盡相同，如較小的水文測(cè)站只需要實(shí)現(xiàn)智能水文監(jiān)測(cè)應(yīng)用，實(shí)時(shí)收集各類(lèi)水文要素的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析。NRU-220S相較于Nuvo-8111體積更為緊湊功耗更低，依然可以提供出色的AI算力。NRU-220S支持NVIDIA? Jetson AGX Orin?系統(tǒng)模塊，可提供總共275（具有稀疏性）INT8 TOPS人工智能推理算力和視頻解碼能力，同時(shí)配備豐富的I/O接口用于數(shù)據(jù)收集和通信，并支持大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。NRU-220S同樣擁有強(qiáng)固的特性，適合部署在邊緣端環(huán)境，提供-25℃ ~ 70℃寬溫運(yùn)行，可7x24全天候工作。
NRU-220S系列
支持NVIDIA? Jetson AGX Orin?系統(tǒng)模塊，提供JetPack 5.0.2
2個(gè)2.5G以太網(wǎng)口 + 4個(gè)IEEE 802.3at千兆以太網(wǎng)PoE+口
2個(gè)前面板可熱插拔的2.5" 硬盤(pán)托架
1個(gè)M.2 2280 M key 插槽，用于NVMe SSD
2個(gè)mini-PCIe插槽，用于WiFi/ GNSS/ NVMe/ CAN模塊
1個(gè)3042/ 3052 M.2 B key插槽，用于安裝4G/ 5G移動(dòng)通信模塊
1個(gè)隔離的RS-485串口和2個(gè)RS-232串口
8V~48V寬范圍直流輸入，內(nèi)置點(diǎn)火信號(hào)電源控制
[1]?[3] 范世香,刁艷芳,劉冀.水文學(xué)原理[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2014: 1-30
[2] 全國(guó)水雨情信息網(wǎng).中國(guó)古代水文學(xué)[Z/OL].http://xxfb.mwr.cn/slbk/swyszy/swx/202004/t20200409_1462600.html,2020-04-09.[4]?全國(guó)水雨情信息網(wǎng).水文遙測(cè)系統(tǒng)[Z/OL].http://xxfb.mwr.cn/slbk/swyszy/yyswx/202004/t20200409_1463813.html,2020-04-09.
