地球表面70%被水覆蓋，水是生命之源，是人類生存的根本。然而，水能載舟亦能覆舟。自古以來，人類都在與洪澇和旱災(zāi)抗爭。而隨著人類活動的影響和氣候變暖，日益嚴重的水資源緊缺和飲用水污染、冰川消融等已成為了人類生存的巨大威脅。在長期理論和實踐中，水文學可以幫助人類有效減少、防止和預(yù)防水災(zāi)害的發(fā)生、更好地保護水資源。
水文學是研究地球上各種水體的形成、分布規(guī)律、運動過程、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科學，也可以說是研究各種水文現(xiàn)象的一門科學。[1]
重慶涪陵白鶴梁古代水文站（圖片來自重慶市涪陵區(qū)政府網(wǎng)）
我國先秦已有雨量、水位的測定。戰(zhàn)國時，秦國《田律》規(guī)定地方官吏需及時上報雨量及受益、受害田畝。[2]而后的歷朝歷代都有報汛制度，并設(shè)有羊報、馬報、狗報、步報等多種報警手段。
1674年法國人佩勞特第一次根據(jù)塞納河觀測到的降雨和徑流資料，計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，這是有史以來人們對水文規(guī)律所作的定量描述，被認為是水文學研究的開始。[3]人們通過水文測驗獲取各種水文要素的數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)的整合、計算和分析，為防洪、生態(tài)環(huán)境保護、水資源配置與管理等提供依據(jù)。水文測驗測定的水文要素包括（但不僅限于）：水位、流量、流速、泥沙、水質(zhì)、水溫、冰凌等。水文測驗不僅應(yīng)用于水文站網(wǎng)，也用于水文調(diào)查、試驗基地等，同時需要制定統(tǒng)一的技術(shù)標準或規(guī)范，以建立長期、持續(xù)的水文研究。
城陵磯（七里山）水文站（圖片來自長江水文網(wǎng)）
隨著現(xiàn)代化傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、無線通信技術(shù)和電子計算機等新技術(shù)的發(fā)展，水文自動測報系統(tǒng)逐漸形成并廣泛應(yīng)用。水文自動測報系統(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算設(shè)備組成。隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、空間技術(shù)以及其他新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，水文自動測報系統(tǒng)正向多測站、多參數(shù)、多制式、多通道、多功能、全自動、低功耗、高精度、長周期和程序包等方向發(fā)展。[4]
設(shè)想一個智能水文監(jiān)測和數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)，不僅要能夠實時監(jiān)測和收集各種水文數(shù)據(jù)，將各類異構(gòu)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一和融合，還能通過人工智能數(shù)據(jù)計算模型，對可能發(fā)生的水文事件進行智能識別、管理并發(fā)出預(yù)警，并隨著統(tǒng)一標準下感知設(shè)備所收集的時空數(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)字化模型進行的各類仿真和分析。這樣一套可定制化智能水文監(jiān)測和數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)已經(jīng)由我們的客戶及其合作伙伴逐步實現(xiàn)。系統(tǒng)的硬件部分由各類先進的測量感知設(shè)備和邊緣智能大腦組成，可實現(xiàn)各類水文要素的實時數(shù)據(jù)收集、監(jiān)測和分析，并能通過數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)一和積累，建立AI計算模型，對可能發(fā)生的水文事件進行智能識別、管理并發(fā)出預(yù)警，輔助實現(xiàn)水文數(shù)字孿生建設(shè)。
系統(tǒng)的測量感知設(shè)備多達幾十余種，可以監(jiān)測的水文要素包括：水位、流量、流速、氣象、泥沙、水質(zhì)等。這些測量設(shè)備所獲取的水文數(shù)據(jù)通過4G/ 5G/ 微波等無線通信或串口技術(shù)，收集到邊緣智能計算平臺中，進行下一步的處理。在統(tǒng)一標準體系下，對異構(gòu)數(shù)據(jù)進行融合并用于AI分析和數(shù)字信息的建立，對可能發(fā)生的水文事件進行智能識別、管理并發(fā)出預(yù)警。
智能水文監(jiān)測和數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)可以部署在各種水文研究的應(yīng)用場景中，根據(jù)應(yīng)用的需求選擇合適的配置，實現(xiàn)資源的合理化應(yīng)用，如較小的水文測站只需要智能水文監(jiān)測應(yīng)用，而一些復(fù)雜的場景中則需要進一步的AI計算和數(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，更可支持先進的中高端200W 圖形卡/ AI加速卡，為智能水文監(jiān)測和數(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、寬溫運行、7x24全天候工作等優(yōu)勢，同時還能滿足與各類傳感器通信的接口需求，并支持大容量存儲。Nuvo-8111集合了在強固性上的穩(wěn)定表現(xiàn)、出色的CPU和AI計算卡性能、靈活而豐富的接口及緊湊的尺寸于一身，是客戶選擇我們的理由。
支持高達200W 圖形卡/ AI加速卡，用于數(shù)字模型建設(shè)和AI計算
可從前面板輕松訪問千兆以太網(wǎng)口，USB口，COM口和DVI輸出接口
內(nèi)置無線通信模塊，可支持4G/ 5G/ WiFi等無線通信
支持高達2個2.5" SATA HDD/ SSD存儲空間和1個mSATA插槽
兼具強大的計算性能和強固的特性，而其價格非常親民，具有高性價比
如上文所述，對于不同規(guī)模的應(yīng)用場景，所需的資源配置不盡相同，如較小的水文測站只需要實現(xiàn)智能水文監(jiān)測應(yīng)用，實時收集各類水文要素的數(shù)據(jù)進行監(jiān)測和分析。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。NRU-220S同樣擁有強固的特性，適合部署在邊緣端環(huán)境，提供-25℃ ~ 70℃寬溫運行，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2.5G以太網(wǎng)口 + 4個IEEE 802.3at千兆以太網(wǎng)PoE+口
2個前面板可熱插拔的2.5" 硬盤托架
1個M.2 2280 M key 插槽，用于NVMe SSD
2個mini-PCIe插槽，用于WiFi/ GNSS/ NVMe/ CAN模塊
1個3042/ 3052 M.2 B key插槽，用于安裝4G/ 5G移動通信模塊
1個隔離的RS-485串口和2個RS-232串口
8V~48V寬范圍直流輸入，內(nèi)置點火信號電源控制
[1]?[3] 范世香,刁艷芳,劉冀.水文學原理[M].北京：中國水利水電出版社，2014: 1-30
[2] 全國水雨情信息網(wǎng).中國古代水文學[Z/OL].http://xxfb.mwr.cn/slbk/swyszy/swx/202004/t20200409_1462600.html,2020-04-09.[4]?全國水雨情信息網(wǎng).水文遙測系統(tǒng)[Z/OL].http://xxfb.mwr.cn/slbk/swyszy/yyswx/202004/t20200409_1463813.html,2020-04-09.
