产品研发背景
水位作为航道尺度维护的重要指标，是指导船舶合理配载、保障船舶安全航行的重要参考因素。
长江宜昌航道局辖区内中水门至大埠街段河床摆幅大，航道变化频繁，汛期和枯水期水位落差较大，对河段内船舶存在较大的安全隐患，因此，必须充分认识该河段水位变化规律，合理预测水位的短期变化。
基于此，水位管理系统应运而生，该系统实现了航道局日常水位数据管理，短期预测水位站未来几日的水位数据等功能，对提升宜昌航道局辖区内的航道通行能力，保障船舶航行安全具有重要现实意义。
系统概述
水位管理系统提供了基于高效便捷的角色和资源两维度交叉管理的权限控制体系，以限制未经授权的用户访问。实现了对航道局各个水位站的管理，可对人工水位站的每日水位数据进行录入，对各个水位站每日的水位、流量数据进行审核， 显示顺序与校验规则功能可对水位数据进行自动校验，可对往期的水位、流量数据进行查询、分析，预测各个水位站未来几日的水位、流量数据。
同时，我们提出了一种用于监测水位变化的新型水尺，并结合视频自动识别技术，研发了配套的智能识别算法，把摄像头从单一的图像传感器改造成了一种智能自动的水位传感器。
水尺简介
本水尺包含头部和主体两部分：头部是一种类似一维码的360度平行设计，用于标记水尺编码，水尺头部共划分为7个带区。水尺主体是一种螺旋等带宽的条纹设计，用于对水位高程进行自动读取，因此水平全方位可视。 同时，本水尺上刻有水位高程的实际数字，因此同时适用于人工读取。
新型水尺示意图
新型水尺图像的识别与水位数据自动读取流程图
下图识别出的水深为91.8cm，而实际水深为90.8cm
航道局水尺图片识别图
系统特点
- 多样直观的数据展示
以年、月、日为单位，显示往期水位/流量数据，并以折线图、柱状图等形式显示查询结果。
- 数据的水位预测算基于大法
利用大数据技术对往期水位数据进行分析，通过分析结果对未来几日的水位数据进行科学合理的预测。
- 高效便捷的用户权限管理
采用角色和资源两维度交叉管理的权限控制体系，以限制未经授权的用户访问，同时使系统用户分工明确，保证业务按照预先制定的标准和规范开展。
- 支持水位、流量数据的批量导入、导出。
可通过Excel表格对每日的水位、流量数据进行批量导入，对查询的数据结果（如：折线图、柱状图、Excel表格等）进行导出。
- 高准确识别率的图像识别算法
安装在航道局水位站的摄像头每日定时对水尺进行截图，后端系统自动获取图像，并通过图像识别算法对每日的水尺图像进行识别，识别率达到了≥96%，识别出的数据误差在1cm以内。
系统主要功能
- 水位站管理
对航道局所有的人工水位站和自动水位站进行管理，并显示所有水位站的详细信息。
- 显示顺序与校验规则
水位数据自动校验。用户设置该水位站与上下游水位站的合理差值。这样能大量地节省采集人员的重复劳动，又能让审核人员快速地定位到不合理的水位数值。
- 数据录入
对所有水位站每天的水位\流量数据进行录入，并支持通过Excel表格批量录入，真正简化了用户操作，提高了工作效率，还可根据时间条件搜索往期录入记录。
- 数据审核
用户可对每日水位站的数据进行审核，确保水位数据正确无误，并可根据时间条件搜索往期审核记录。
- 数据查询
对所有水位站的往期水位、流量数据以年、月、日为单位进行查询，并将查询结果以折线图、柱状图，Excel表格等形式显示出来，并可对图表进行下载。
- 水位数据分析
用户可以水位站、时间段为条件，对该段时间内的水位数据以年、月、周为单位进行数据分析，数据可以折线图、柱状图、Excel表格等形式展示，系统下方给出分析结果，并可生成分析报告文档。
- 流量分析
用户可以水位站、时间段为条件，对该段时间内的流量数据进行查询分析，数据可以折线图、柱状图等形式展示，系统下方给出分析结果。
- 水位预测
选择待预测的水位站，选择往期年份为预测蓝本，并选择待预测的时间段，系统会根据预测蓝本预测出该段时间内的水位数据。
