如何“跑贏”洪澇災害？成都超算中心牽手清華大學，打造暴雨內澇預測系統(tǒng)

在城市公共區(qū)域，一旦暴雨來襲，地勢較低的地方若沒有及時排水便容易形成內澇。目前普遍做法是通過人工巡查或安裝視頻設備進行實時監(jiān)測，當積水形成時進行處置。隨著人工智能興起，通過AI技術建立一套暴雨內澇預測系統(tǒng)，可提前預判內澇的形成時間和積水深淺。

(資料圖片僅供參考)

作為“AI+城市治理”的一個應用場景，成都超算中心牽手清華大學研發(fā)團隊日前打造了“成都市暴雨內澇預測系統(tǒng)”并投用，當暴雨來臨，系統(tǒng)便“開動腦筋”，結合降雨量等數據提前計算出內澇積水深淺，反饋給相關部門以提前應對。

“正在進行算法優(yōu)化。”成都超算中心AI技術團隊負責人柴華近日在接受紅星新聞記者采訪時說，成都市暴雨內澇預測系統(tǒng)已覆蓋到成都中心城區(qū)20多個大型體育場館，未來會推動該項應用場景在成都相關區(qū)（市）縣、省內市（州）和省外城市落地，服務智慧城市建設。

▲成都市暴雨內澇預測系統(tǒng)

一套大數據模型背后

讓降雨量、地勢、管網信息“跑”起來

水往低處流，城市中一些公共區(qū)域隨著暴雨來襲，持續(xù)水流作用下，一些有坡度的地方就會形成積水，隨著水流量增大，積水不斷蔓延直到形成一個凹槽，就變成了靜態(tài)的內澇，如果沒有及時采取排水措施就會影響人們出行和交通安全。

柴華介紹，此前處置城市內澇的方式，大多以“事后處置”居多，能否將“事后處置”變?yōu)椤笆虑邦A測”？這一問題一度引發(fā)不少城市的思索。

借助AI技術打造一套算法模型開展城市內澇預測，這成為清華大學一個研發(fā)團隊的主攻方向。“清華的研發(fā)團隊針對城市內澇進行了一些模擬仿真方面的早期技術研發(fā)，隨著數據的積累和算力需求陡增，最終牽手成都超算中心一起打造了這款能在短時間內實現大面積范圍高精度城市內澇預測的系統(tǒng)。”柴華說。

這一系統(tǒng)是如何工作的？采訪中，柴華通過可視化頁面向記者展示了其運行狀態(tài)。通過電腦登錄系統(tǒng)后，頁面上顯示了一幅成都中心城區(qū)的衛(wèi)星地圖，地圖上標注有密密麻麻的點位，點位上則顯示紅色或藍色的圓形圖標。若遇到暴雨來襲，紅色或藍色圖標就會代表不同程度的降雨量。一旦點擊某個圓形圖標，該點位上空降雨量實時數據和模擬出的地面積水數據便會顯示出來，這些數據會被及時反饋給相關部門，以便提前采取措施應對可能出現的城市洪澇災害。

“紅色的圖標代表某個點位的積水高度已超過1米，藍色則表示積水尚未達到1米高。”柴華說，整個系統(tǒng)就是一套大數據模型，匯集了相關部門提供的點位降雨量、地勢、排水管網等信息，綜合這些信息對洪澇進行模擬分析，針對一些復雜的地形信息，則會去現場做一些實地測量。

“一旦暴雨來襲，系統(tǒng)內提前設置的相關點位便會實時收到來自氣象部門提供的降雨量信息，我們將這些信息與點位的坡度、管網大小等信息進行綜合分析，通過一套算法去求解出某個點位的水流速度和積水時間、積水深淺。”柴華說。

推演暴雨來襲后果

最快2~3分鐘算出內澇點位積水深淺

柴華介紹，通過數據建模的方式，匯集暴雨、地勢、管網等信息，在暴雨來襲時便根據降雨量開啟計算狀態(tài)，在暴雨進行中也可以根據降雨量進行實時計算，持續(xù)輸出點位積水的模擬數據，便于相關部門及時采取應對措施。

成都市暴雨內澇預測系統(tǒng)的技術邏輯就是通過一套算法去計算單位時間內一定規(guī)模的降雨量在相關坡度的點位所形成的積水量，不僅可以在城市內澇形成前給出積水深淺的模擬數據，還能在暴雨進行中持續(xù)給出內澇點的水位變化數據，實現滾動“播報”。

“通過相關參數和時間軸設置，可在短時間內做到大規(guī)模并行計算，從工作效能看，在并行計算資源量足夠大的前提下，每一次推演最快可在2~3分鐘內推演出相關點位積水深淺的數據。”柴華透露，算法背后源自高性能計算技術和人工智能技術驅動。

推演畢竟是一種模擬，如何保證計算結果的準確性？對此，柴華舉例說：“比如，系統(tǒng)模擬的結果顯示，某個點位的積水深度有5米，而現場監(jiān)控視頻顯示積水深度只有1.5米，這時就需要對算法模型進行微調，也就是通常所謂的‘訓練’，去不斷優(yōu)化和調整人工智神經網絡參數，得出最優(yōu)解。”

以上述案例為代表的“AI+城市治理”之外，成都正多方發(fā)力搶灘人工智能產業(yè)。8月初，《成都市加快大模型創(chuàng)新應用推進人工智能產業(yè)高質量發(fā)展的若干措施》印發(fā)，除了“AI+城市治理”應用場景外，成都的“AI+醫(yī)療”“AI+金融”“AI+交通”“AI+科研”等應用場景建設將得到政策扶持。

隨著人工智能場景應用拓寬，產業(yè)規(guī)模也在壯大。據公開信息顯示，今年上半年成都人工智能產業(yè)規(guī)模達424億元，同比增長36.9%。成都還提出，今年力爭全年培育國家級人工智能專精特新“小巨人”企業(yè)5家、上市企業(yè)1家、上規(guī)企業(yè)10家，人工智能產業(yè)規(guī)模突破700億元。

這意味著，需要更多市場主體參與打造人工智能應用場景，實現技術“變現”。目前，來自清華大學和成都超算中心組成的10余人技術團隊每天都在對成都市暴雨內澇預測系統(tǒng)進行算法優(yōu)化。

柴華談到了團隊的下一步計劃。他說，系統(tǒng)已實現成都20多個大型體育場館內澇數據模擬計算和實時預測，隨著技術成熟度提升，會向成都相關區(qū)（市）縣、省內市（州）及省外城市提供“AI+城市治理”服務。

紅星新聞記者 葉燕 宋嘉問

編輯 陳怡西

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