为深入贯彻“人工智能+”发展战略，以数智赋能破解生态环境治理痛点难点，市生态环境局于2025年11月举办了首届“生态环境数智化应用场景比赛”，产生一等奖1个、二等奖3个、三等奖5个、优秀奖7个。即日起，将分期连载获奖场景，今日刊载的是三等奖获奖案例。
数智驱动“一江一河”精细化治理
打造上海水域生态保洁新模式
上海水域环境发展有限公司
一、场景简介
随着“一江一河”世界级滨水区建设提速，水域保洁正从“粗放型整治”向“精细化养护”转型，但三大痛点制约发展：一是感知手段滞后，问题发现依赖船巡、步巡及12345投诉信息反馈，覆盖盲区大、响应滞后，无法实现早期预警；二是调度决策缺乏科学指导，高度依赖个人经验，多采用固定路线与定期整治，缺乏对垃圾类别、数量与动态的科学研判；三是装备适配不足，现有大型保洁船适用于大规模集中整治，难以高效应对零星、分散的轻量化垃圾，响应灵活性不足反而制约保洁质量。
本场景围绕“精细化、精准化”目标，构建“感知预测—智慧调度—作业处置”全链条智慧水域保洁新模式，实现水域垃圾从发现到处置的全流程智慧化管理，全面提升水环境治理现代化水平。
二、技术方案
本场景从“监测、决策、执行”三个维度，打造“水陆空”一体化智慧治理体系。
“感知预测—智慧调度—作业处置”水域治理新模式
（一）构建“水域数字神经网络”
采集黄浦江徐浦大桥至卢浦大桥示范区内的岸基视频监控、无人机航拍等影像数据，对接水文气象传感器、闸口监测数据，构建统一数据标准和专题数据库，形成全域全时感知的数据基底。
（二）打造“AI双脑引擎”
开发两大核心算法：一是高精度水面垃圾识别模型，整合岸基摄像头、船载摄像头、无人机等多源异构影像，结合深度学习和注意力机制，实现实时精准识别；二是迁移轨迹预测模型，研究水流、风场等多物理场耦合作用，建立污染物迁移仿真模型，预判漂移轨迹。双模型协同，为智能调度提供“目标是什么、在哪里、去何处”的关键研判。
（三）组建“智慧保洁装备集群”
研发三类智慧适配装备：多模式无人机（巡查无人机搭载高清摄像头实时回传影像，抓取无人机配备自适应抓夹聚焦水面及滩涂零星垃圾的打捞）；两栖作业船（优化辅具和强化履带设计，实现浅滩近岸高效作业）；水面垃圾箱（有动力型在码头等易接电区域自动收集，无动力型利用文丘里效应及太阳能在无电区域持续工作）。三类装备通过平台智能调度，构成“巡查—抓取—打捞—收集”全链路立体作业体系。
（四）开发“一体化指挥中枢”
建设智慧化决策云平台，集成数据融合与迁移预测、智能工单与调度、全流程闭环管理三大功能，实现从感知预测到智慧调度再到作业处置的数字化自动化管控。
智能调度决策平台
三、应用成效
经济效益显著。有指向性的精准作业替代部分无效航扫，显著降低人力与能耗成本；大面积滩涂区域通过无人机及两栖船作业，大幅降低人工成本与能源设备消耗；模式标准化后可向多水域、多城市推广，形成技术授权、运维服务等增量收益。
社会效益突出。突发事件响应时间由1小时内缩短至0.5小时以内，响应率提升至100%；助力生态绿色滨水区骨干网络建设，提升滨江岸线品质，打造精细化治理示范区。
环境效益明显。水环境问题投诉率下降50%，保证水域保洁绩效评价“优”级；采用智能电动装备，试点区域碳排放总量降低30%以上，符合上海“双碳”目标。
管理效益提升。以工单为抓手，响应流程耗时缩短80%，实现水域保洁向“精准防护”转变；形成可复制的“智慧水域保洁”标准体系，为长三角乃至全国提供参考；实现40米大型保洁船闲置再利用，助力上海城市形象提升。
四、收获启示
推广价值：本场景采用成熟可靠的模块化设计，技术风险可控，可覆盖城市内河、景观湖泊、水库、港口及近岸海域等多种水体，适用于各级政府水务管理部门、河道养护单位及旅游景区。核心“感知预测—智慧调度—作业处置”体系架构可标准化输出，通过参数配置快速适配不同水域特点，具备强劲的商业价值与技术延展性。
未来方向：本场景不仅响应了城市精细化治理与水环境保护的政策导向，更构建了具备数字化转型示范意义的行业解决方案。后续可拓展至水华预警、蓝藻治理、油污监测、非法排污监管等更广泛的水生态治理场景，形成越用越精准高效的良性循环，对推动我国水环境治理体系现代化转型具有重大而积极的意义。