如何“跑赢”洪涝灾害？成都超算中心牵手清华大学，打造暴雨内涝预测系统
在城市公共区域，一旦暴雨来袭，地势较低的地方若没有及时排水便容易形成内涝。目前普遍做法是通过人工巡查或安装视频设备进行实时监测，当积水形成时进行处置。随着人工智能兴起，通过AI技术建立一套暴雨内涝预测系统，可提前预判内涝的形成时间和积水深浅。
作为“AI+城市治理”的一个应用场景，成都超算中心牵手清华大学研发团队日前打造了“成都市暴雨内涝预测系统”并投用，当暴雨来临，系统便“开动脑筋”，结合降雨量等数据提前计算出内涝积水深浅，反馈给相关部门以提前应对。
“正在进行算法优化。”成都超算中心AI技术团队负责人柴华近日在接受红星新闻记者采访时说，成都市暴雨内涝预测系统已覆盖到成都中心城区20多个大型体育场馆，未来会推动该项应用场景在成都相关区（市）县、省内市（州）和省外城市落地，服务智慧城市建设。
(资料图片仅供参考)
▲成都市暴雨内涝预测系统
一套大数据模型背后
让降雨量、地势、管网信息“跑”起来
水往低处流，城市中一些公共区域随着暴雨来袭，持续水流作用下，一些有坡度的地方就会形成积水，随着水流量增大，积水不断蔓延直到形成一个凹槽，就变成了静态的内涝，如果没有及时采取排水措施就会影响人们出行和交通安全。
柴华介绍，此前处置城市内涝的方式，大多以“事后处置”居多，能否将“事后处置”变为“事前预测”？这一问题一度引发不少城市的思索。
借助AI技术打造一套算法模型开展城市内涝预测，这成为清华大学一个研发团队的主攻方向。“清华的研发团队针对城市内涝进行了一些模拟仿真方面的早期技术研发，随着数据的积累和算力需求陡增，最终牵手成都超算中心一起打造了这款能在短时间内实现大面积范围高精度城市内涝预测的系统。”柴华说。
这一系统是如何工作的？采访中，柴华通过可视化页面向记者展示了其运行状态。通过电脑登录系统后，页面上显示了一幅成都中心城区的卫星地图，地图上标注有密密麻麻的点位，点位上则显示红色或蓝色的圆形图标。若遇到暴雨来袭，红色或蓝色图标就会代表不同程度的降雨量。一旦点击某个圆形图标，该点位上空降雨量实时数据和模拟出的地面积水数据便会显示出来，这些数据会被及时反馈给相关部门，以便提前采取措施应对可能出现的城市洪涝灾害。
“红色的图标代表某个点位的积水高度已超过1米，蓝色则表示积水尚未达到1米高。”柴华说，整个系统就是一套大数据模型，汇集了相关部门提供的点位降雨量、地势、排水管网等信息，综合这些信息对洪涝进行模拟分析，针对一些复杂的地形信息，则会去现场做一些实地测量。
“一旦暴雨来袭，系统内提前设置的相关点位便会实时收到来自气象部门提供的降雨量信息，我们将这些信息与点位的坡度、管网大小等信息进行综合分析，通过一套算法去求解出某个点位的水流速度和积水时间、积水深浅。”柴华说。
推演暴雨来袭后果
最快2~3分钟算出内涝点位积水深浅
柴华介绍，通过数据建模的方式，汇集暴雨、地势、管网等信息，在暴雨来袭时便根据降雨量开启计算状态，在暴雨进行中也可以根据降雨量进行实时计算，持续输出点位积水的模拟数据，便于相关部门及时采取应对措施。
成都市暴雨内涝预测系统的技术逻辑就是通过一套算法去计算单位时间内一定规模的降雨量在相关坡度的点位所形成的积水量，不仅可以在城市内涝形成前给出积水深浅的模拟数据，还能在暴雨进行中持续给出内涝点的水位变化数据，实现滚动“播报”。
“通过相关参数和时间轴设置，可在短时间内做到大规模并行计算，从工作效能看，在并行计算资源量足够大的前提下，每一次推演最快可在2~3分钟内推演出相关点位积水深浅的数据。”柴华透露，算法背后源自高性能计算技术和人工智能技术驱动。
推演毕竟是一种模拟，如何保证计算结果的准确性？对此，柴华举例说：“比如，系统模拟的结果显示，某个点位的积水深度有5米，而现场监控视频显示积水深度只有1.5米，这时就需要对算法模型进行微调，也就是通常所谓的‘训练’，去不断优化和调整人工智神经网络参数，得出最优解。”
以上述案例为代表的“AI+城市治理”之外，成都正多方发力抢滩人工智能产业。8月初，《成都市加快大模型创新应用推进人工智能产业高质量发展的若干措施》印发，除了“AI+城市治理”应用场景外，成都的“AI+医疗”“AI+金融”“AI+交通”“AI+科研”等应用场景建设将得到政策扶持。
随着人工智能场景应用拓宽，产业规模也在壮大。据公开信息显示，今年上半年成都人工智能产业规模达424亿元，同比增长36.9%。成都还提出，今年力争全年培育国家级人工智能专精特新“小巨人”企业5家、上市企业1家、上规企业10家，人工智能产业规模突破700亿元。
这意味着，需要更多市场主体参与打造人工智能应用场景，实现技术“变现”。目前，来自清华大学和成都超算中心组成的10余人技术团队每天都在对成都市暴雨内涝预测系统进行算法优化。
柴华谈到了团队的下一步计划。他说，系统已实现成都20多个大型体育场馆内涝数据模拟计算和实时预测，随着技术成熟度提升，会向成都相关区（市）县、省内市（州）及省外城市提供“AI+城市治理”服务。
红星新闻记者 叶燕 宋嘉问
编辑 陈怡西
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