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摘要:数字信息技术在科技革命的广泛交叉和深度融合中不断创新,如互联网、传感技术、云技术等,为各行各业的发展提供了良好条件,也推动了智慧水利的建设及发展。智慧水利建设中,水资源数据是其基础部分,为诸多水利工作的开展提供了依据。但从目前水资源数据融合情况来看,还存在诸多不足。因此,做好水资源数据的有效融合是智慧水利发展的重点内容。针对智慧水利的水资源数据融合进行分析,以期对相关工作的开展提供参考。
关键词:智慧水利工程;建设管理;实施路径
引言
“十四五”是全面推进智慧水利建设的关键时期,水利部部长李国英强调要加快建设、持续完善具有强大“四预”功能的数字孪生流域。随着智慧水利建设不断推进,水利信息网不可避免地需要进一步开放共享,大数据、人工智能等新技术必将与水利业务深度融合,网络空间与物理世界的边界逐渐模糊,给网络安全带来严峻挑战,亟须构建面向智慧水利的网络安全技术体系。
1智慧水利水资源数据的特点
智慧水利建设要用到互联网、云计算、大数据等技术,涉及到的应用领域包括水运、洪水防治、水资源开发、节水供水、水土情况等。在此过程中,需要采集和整合大量各类水资源数据。
首先,智慧水利水资源拥有巨大的数据量。智慧水利借助各种传感器、雷达、卫星系统、视频感知等技术,构建出全方位的一体化信息获取网络体系,实现对雨量、水位、水质、流量等水资源信息数据的采集,且随着时间推移,其数据量会持续增加,因此智慧水利水资源的数据规模十分庞大。
其次,水资源数据具有复杂、多样的特点。智慧水利的水资源数据来源较多,包括物联网内的监测数据、水利普查和调查评价数据等,还会涉及到一些与水利有关的地质信息、生态信息、社会信息等数据。而且这些信息数据的格式和类型也比较复杂,除了结构化的数据类型外,还有很多图片、技术报告、位置信息等非结构化与半结构化的数据。
再次,智慧水利水资源数据还具有较大的价值性。智慧水利建设中涉及到海量的水资源数据,尽管这些数据信息具有较低价值密度,但通过使用相应的算法和模型分析,能够对海量的水利信息数据进行挖掘与分析,进而找到或者总结出有使用价值的数据,为水利工作的开展能够提
2建设智慧水利的必要性
2.1政务办公的需要
目前,基层水库已配备了电脑,安装了宽带、局域网,这只是办公的基本条件。要想全面提高政务办公效率,实现基层水库与政府有关部门跨系统、跨平台的资源共享和交流,在公文传递、信息互通、档案管理、工资审批、财务报表、值班情况、会议落实、督促检查等方面沟通联系,统筹建立一个智慧水利平台系统就显得尤为迫切。
2.2防汛会商的需要
基层水库一般远离市区,交通不便,当遇到超标准洪水时,通往库区的道路可能损毁,省市专家不可能迅速抵达险情现场。这就需要防汛单位把雨情、工情、水情等信息通过网络进行防汛会商,使专家第一时间远程研判水库的险情,及时提出洪水调度方案和险情处置办法。
2.3水文监测的需要
基层水库处在水库管理的最末端,也是防汛的薄弱环节。水文监测数据就成了水库人员的千里眼、顺风耳,水位监测、上游雨量等数值的实时传送是汛期分析入库流量的重要依据,水库专业技术人员急需一个水文监测系统通过电脑或手机APP随时了解天气变化以及水情、雨情和工情,从而对汛情作出正确判断。
3智慧水利工程建设管理实施路径研究
3.1网络化上全面提升多网互通和广泛服务能力
3.1.1提升网络互通水平
在水利部和省(自治区、直辖市)级平台主节点全部实现水资源信息在水利业务网、国家政务网和互联网的互通,与税务、电力等部门实现网络连通,依托国家政务服务平台和政务网络资源提供统一服务,推动各地具备取水审批、计量监控、统计上报和税费征收等关键业务“一网通办”条件。
3.1.2完善基层信息服务
依据业务和信息安全需求在不同网段合理部署水资源数据和应用,满足多层级信息同步和共享的要求,基本实现全国全部县级以上水行政监管需求和持证取用水户可便捷接入政务系统并享受动态服务。
3.1.3创新移动互联应用
发挥移动互联网和移动终端泛在、智能、普惠的突出优势,不断提升网络服务基础能力,在计量信息采集、监管业务反馈、政策执行评价和社情舆情跟踪等环节中创新工作模式。
3.2质量、安全管理
在智慧管控平台系统中建立施工单位质量自检、监理单位平行检测、项目法人委托的第三方检测数据台账,各方分别将检测数据实时输入,平台通过对数据汇聚应用,将工程同部位、相同检测内容的数据进行分析比较,把相差较大的展示出来,供管理人员查找原因。
项目管理人员在现场检查时,针对存在质量或安全问题的部位,在现场拍下照片,通过与移动端应用集成,自动将照片上传到智慧管控平台系统,形成BIM质量安全管理资料,参建单位有关人员通过移动端、网页端以及客户端就能实时了解现场发生的问题,立即进行整改,问题不闭合不消项。
在基坑周边安装临边防护网监测仪,利用红外线对人体的感知,当人员接近防护网时,立即报警提醒。
3.3做好数据价值的挖掘与利用
水资源数据的融合要以数据价值的挖掘与
利用为目的,建立水资源数据的知识库,为数据价值开发奠定基础。在水资源数据价值的挖掘中,通过数据融合将其元数据转化成用于智能决策和分析的知识信息,进而通过机器智能技术和大数据分析技术等,对水资源数据指标实现综合和深度分析,最终达到数据价值的挖掘与利用。如通过大数据技术对用水总量分析,以评估分析和风险分析指标实现其用水趋势的掌握;通过神经网络,可以对地区用水总量、用水趋势等进行预测;还可以通过转移模型的使用,结合用水历史数据以及周期变化规律,对用水趋势实现预测,而对用水总量变化的有效估计能够对水资源的预警提供依据。
3.4行业安全防护联动
面向智慧水利的网络安全技术体系覆盖省级及以上水行政主管部门、大型和重要工程管理单位、中小型工程管理单位等各级水利部门,逐步形成“统一指挥、协同作战”的行业安全防护联动机制,满足水利行业共享网络安全威胁情报及联防联控需求,实现水利网络安全“一盘棋”的整体格局,切实提升智慧水利网络安全防护能力。
行业安全防护联动自上至下分为三个层级,分别构建相应级别的智慧水利威胁感知应急指挥平台。各级平台间相互联动,共享网络安全威胁情报,形成行业整体联防联控体系。
①部级节点。建立智慧水利中央威胁感知应急指挥平台,提升全行业安全态势感知、网络安全资源调度、全网各级联动处置能力,实现全网态势感知和决策指挥。
②省级(流域)节点和大型、重要中型工程管理单位节点。省级(流域)节点建立省级(流域)智慧水利威胁感知应急指挥平台,提升本辖区的安全态势感知、网络安全资源调度、联动处置能力;大型和重要中型工程管理单位节点建立本单位智慧水利威胁感知应急指挥平台,提升单位内部安全态势感知、网络安全资源调度、联动处置能力。同时,助力实现全网态势感知和决策指挥。
③市县级节点和中小型工程管理单位节点。市县级节点建立基层威胁感知应急指挥平台,提升本辖区网络的网络安全资源调度和联动智能处置能力;中小型工程管理单位节点建立基层威胁感知应急指挥平台,提升单位内部网络的网络安全资源调度和联动智能处置能力。同时,助力实现全网态势感知和决策指挥。
3.5统一和规范数据融合标准
水资源数据想要得到有效融合,各地区在智慧水利建设中需要使用全国统一化数据标准规范,并结合行业要求,统一建立业务规范和数据标准等,确保采集数据具有统一和规范的格式,便于水资源数据的融合。由于水资源数据获取中存在诸多部门独立工作的情况,在相关数据的获取及整理中也存在标准不一致,影响了数据的融合。因此,可以针对智慧水利构建跨部门和跨层级的数据管理小组,促进各部门的协同工作,共同建立水利数据的信息化管理平台以及水资源数据资源的共享机制,最终实现对水资源的统筹管理。
3.6构建政务办公自动化格局
利用政务办公自动化平台,把水库资料、文件等录入该系统,从而建立完备的基层水库应用数据库,使工作人员随时共享。同时,结合当地政府办公自动化需要,对财政、人事、工资、项目审批等等工作进行自动化办公,也可在电脑上召开会议,不用集中开会,从而避免扎堆聚集,特别适宜当前及今后一段时期疫情防控的需要。此外,经过水管单位体制改革,原来所属的几个单位合并在一起,通过智慧水利系统,领导随时查询各单位的工情数据、水文状况、防汛信息、进度报表等情况,从而提升精细化管理水平。
结束语
通过智慧水利平台建设,把当今先进的信息技术应用于水利行业之中,推动基层水利工作不断提升,全面阐释智慧水利的科学内涵,提高基层水库精细化管理水平,充分做足水文章,最终实现云为载体,互联感知、兴利除害、人水和谐的美好愿景。
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