南水北調工程是一項運用現代科學技術、改造自然、改變人類生存環境、保護生態平衡和促進經濟發展的跨流域的宏偉工程。旨在緩解北方水危機，實現南北經濟齊飛，其深遠意義為世人矚目。如此偉大的壯舉，依托的究竟是怎樣的高科技技術呢?物聯網技術在南水北調中線工程中具體應用情況如何?又有哪些值得改進及完善的地方呢?NB-IoT在南水北調中線工程項目應用中是否可行?在近日深圳會展中心舉辦的《第二屆中國NB-IoT產業聯盟高峰論壇》會議上，中國科學院無線傳感網與通信重點實驗室應用測試部部長張武雄博士在以《面向南水北調中線安全防護的物聯網關鍵技術與應用》為主題的分享中為我們做了詳細的講解。

　　中國科學院無線傳感網與通信重點實驗室應用測試部部長張武雄博士

　　據張博士介紹，南水北調中線工程南起丹江口水庫，跨長江、淮河、黃河、海河四大流域，途徑河南、河北、直達北京團城湖和天津外環河。全長1432Km，其中，河南河北明渠1277Km，北京段暗渠80Km，天津段暗渠155Km,中線工程總投資約2000億，于2014年12月正式通水，目前，該工程為北京、天津、石家莊、鄭州等城市提供了約60%的城市供水。

　　張博士稱，從整個南水北調中線工程建設情況來看，主要面臨三大安全問題：

　　第一、工程安全。

　　一方面是由于全線渠道較長，由于南水北調中線工程是從丹江口水庫146米的水位自流輸水，通往北京和天津，全線沒有水庫蓄水，所以只能通過控制性的建筑來進行管控，據統計，南水北調中線工程有明渠1277公里、控制性建筑物318座、橋梁1256座、左排469座。另一方面，工程安全檢測難度大。全線共計約80000多只傳感器用來檢測渠道滲流滲壓、位移、沉降等。

　　第二、供水安全。

　　一方面，由于水質安全保障要求高，必須是II類水質進京，而水源地的水質保障、沿線點面污染控制難度大、突發事故易造成水質污染等。同時，還對水量安全保障要求高。閘門調度實時性、全線水面線控制、水位流量檢測精度等方面要求都特別高。

　　第三、人身安全。

　　一是外部入侵風險大，工程與當地公路、鐵路、河流交叉多，呈管理開放態勢，外人進入渠道戲水釣魚，易生意外。二是現有防護手段不夠。全線“無人值班、少人職守”、先進防護技術應用較少。

　　針對以上三大安全難題，能否用最新的物聯網技術從容應對?張博士認為，物聯網技術在南水北調中線工程中的應用仍存在以下挑戰：

　　1，監控環境復雜：超長距離、超大范圍、各種建筑以及自然、人文環境不同。

　　2，南水北調中線工程在安陽以北以后會經常出現冰塞冰壩，同時沿途流經伏牛山、太行山區等洪水多發地區、全線與400多個河流交叉，以及穿越膨脹土，濕陷性黃土等地質條件惡劣地區等。

　　3，傳感器類型復雜：地質氣象、水質水文、工程、入侵、災害/突發事件。南水北調中線工程共計79種傳感器。

　　4，數據融合復雜：地質氣象、水質水量、入侵等多種不同行業應用傳感器、不同的數據格式、不同處理架構以及不同的管理平臺。

　　5，網絡架構復雜：南水北調中線工程大多數都是經過郊區，網絡覆蓋差，采用多網共存協作，如管錢網絡、WIFI網絡、蜂窩移動通訊網絡以及無線傳感器網絡等。

　　6，運營平臺復雜：需要將工程、水質、水量、入侵檢測、地質氣象、視頻檢測等管理平臺、設備控制平臺進行集成。

　　同時，針對這種種挑戰，張博士也分享了自己的一些主要研究及應用成果。如WoT監控平臺的研發及應用，電子圍欄、視頻智能分析的應用、以及異構多模網關的研發等。

　　WoT監控平臺

　　其特征是采用WoT技術，遵守REST架構約束，提供符合Restful風格的API，采用WoT中間件技術，完成對全線近8.5萬只/70多種各種不同類型傳感器數據的監測。

　　入侵監控功能：視頻與電子圍欄聯動監控

　　視頻智能分析功能：橋梁拋物監測

　　異構多模網關研發

　　其目標是實現對前端傳感器各種數據與信息的收集，以及保障數據的實時、可靠傳輸。

　　張博士認為，在南水北調中線工程建設之初，NB-IoT還沒有出現。NB-IoT出現以后，對NB-IoT在南水北調中線工程中應用的可行性，張博士的考慮是應該解決現有傳感網應用的幾大問題：

　　1，供電問題

　　2，通信問題

　　3，成本問題

　　4，可靠性問題

　　5，專業知識問題

　　“NB-IoT功耗低，未來也將有一些穿透地下的能力，能大大的減少成本投入。未來在在南水北調中線工程中是肯定會有大的應用的!”張博士如是說。

　　張博士最后強調說：“未來物聯網的發展已經不再僅僅只是一個通信技術或者計算技術的發展，它未來絕對是一個跨行業、跨領域的一個集合，一定要把對當前行業最了解的這批人的知識用起來。把這個數據更好的處理起來，才能得到更好的一些應用。”