智慧水務在海綿城市中的應用

張萌

中機中聯工程有限公司 重慶 400039

智慧水務平臺通過不斷地自學習和適應計算，提高了整個水務生產、管理和服務流程的智慧水平。智慧技術應用于海綿城市建設，不僅可以增強城市建設、運維的科學性，提升城市管理水平，而且可以及時收集城市水務、天氣、土壤、海綿設施等各類動態數據，為城市防洪排澇、生態健身提供管理、規劃、設計和決策的技術支持。

1 智慧水務簡介

智慧水務利用新一代信息技術，通過傳感器技術、網絡和移動系統與水務信息系統的結合，構建成智能感知、智能仿真、智能診斷、智能預警、智能調度、智能處置、智能控制和智能服務全方位的水務管理系統。“智慧水務”是智慧城市建設的重要組成部分，旨在提升水務管理和服務的水平，為城市的發展提供更好的支撐，有效提升城市智慧建設和宜居能力。城市供水安全直接關系著人們的生命安全，是構建經濟繁榮、政治穩定的現代化城市的重要基礎。伴隨著智慧水務的建設，城市供水系統網絡安全問題日益突出。網絡安全已上升到國家安全戰略高度，習近平總書記在中央網絡安全和信息化領導小組第一次會議中明確闡述了網絡安全對于國家的重要性。2017年6月1日《中華人民共和國網絡安全法》正式頒布實施，明確指出針對城市水務公共服務等關鍵信息基礎設施，在網絡安全等級保護制度的基礎上，實行重點保護。網絡安全是智慧水務健康、長久發展的重要保障[1]。

2 建設需求

2.1 海綿城市績效評價的需要

天津市作為海綿城市建設示范城市，海綿建設的績效評價體系是海綿城市建設、運維、提升、示范及總結的重要環節。同時，海綿城市的績效評價又是一個監測、統計、計算、對比的過程，傳統的手段不能及時和準確地做出績效評價，利用監測技術、云計算、云存儲、大數據分析、雨洪模擬、地理信息系統等手段在智慧平臺上建立海綿城市績效考核體系，可實時監控和評價各種指標，為海綿城市的規劃、設計、建設、運行、考核提供了可靠的數據保證。

2.2 經濟高效運維的需求

海綿城市的建設突破了傳統灰色排水體系的建設理念，增加了大量的海綿細胞，在發揮不可替代作用的同時，海綿細胞的健康情況也非常重要，因此對海綿系統的運維提出了非常高的要求。以人力監測為主的傳統排水運維模式不僅工作繁重、反應遲緩、管理不系統，而且各排水區域缺乏聯動及優勢互補，運維數據與其他數據之間缺乏有效聯通，容易造成數據孤島。因此，海綿城市效能的發揮需要智慧手段的輔助。通過對海綿細胞和各項指標的監測，實現了對不健康海綿細胞、不佳運行工況和趨勢的預警，協助了管理人員有的放矢地監管和維護[2]。

3 城市智慧水務建設中存在的問題

3.1 水務管理人員智慧水務意識不高

城市水務管理人員對于城市智慧水務建設的關注度不足，沒有關注到智慧水務給城市居民用水帶來的巨大便利，對于智慧水務所需的管理技巧也沒有進行深入研究，使得城市智慧水務系統的實際利用率不高，城市中的水務問題不能通過智慧水務系統進行有效解決。

3.2 信息化程度不高

由于城市水務系統的發展起步較晚，使得當前水務管理信息化程度不高，水務系統建設不完善，管理部門內部的局域網建設不完全，各涉水機構之間的信息交流難度較大，無法有效發揮水務系統的作用。加之水務基礎設施陳舊，與信息化設施難以匹配，水務管理系統與管網地理信息系統的提升難度較大，因此，無法滿足智慧水務平臺的需求。

4 智慧水務安全應對措施

4.1 全環節態勢感知

針對智慧水務工業控制網絡中安全防護手段眾多、安全信息雜亂、安全態勢不可見的現狀，建議以水務企業為主體，建設涵蓋其下屬水源廠、凈水廠、泵站、管網等生產設施、覆蓋采水、凈水、給水、供水、排水等全環節的工控安全態勢感知平臺，實現對企業下屬企業全方位、全天候的網絡安全態勢感知，及時發現各類網絡安全風險以及非法訪問事件，實現工業信息安全的閉環管理，全面提高水務企業工業安全防護的整體水平。智慧水務工控安全態勢感知平臺引入大數據威脅情報分析技術，綜合底層海量數據采集及威脅情報分析能力，形成安全防護手段統籌協調、資源信息全面監控、態勢分析高度集中、運營數據智能分析實時預警、態勢呈現可見可控的綜合監控中心，采用被動掃描方式實現資產脆弱性識別和分析，實時主動感知潛在的網絡安全風險，形成高價值、高可見、高實時的戰略性威脅情報，及時發現安全威脅、評估安全風險，按照風險、威脅、事件等構建態勢要素及態勢模型，從計算環境、網絡邊界、業務流程等維度實現對智慧水務工業控制網絡全網安全態勢感知的可視化[3]。

4.2 全流量安全審計

針對智慧水務工業控制網絡中專用工業協議多、生產網絡運行情況缺乏監控、安全風險難以及時預警的現狀，建議建立以工業協議深度解析為基礎、“持續監測數據聯動”為核心理念、實時監測分析告警的網絡安全審計機制，對智慧水務工業控制網絡中的所有層面進行全面持續的監控，通過全面的數據感知和分析，建立智慧水務安全數據庫，并結合威脅情報，實現對已知威脅、高級威脅、APT攻擊的有效預防、發現、防御和過程回溯。通過安全審計實時監測智慧水務工業控制網絡中針對工業協議的惡意攻擊、誤操作、違規行為、非法設備接入以及蠕蟲、病毒等惡意軟件的傳播，及時告警并聯動態勢感知平臺動態調整安全防護措施，避免發生安全事件。

5 結語

智慧海綿城市的建設，實現了海綿設施狀態的實時監控、各類參數的全面采集、水務數據的分析利用、海綿實施效果的準確評估、仿真和輔助決策的科學利用，提高了海綿城市的管理水平，為智慧城市建設提供了發展空間，也促進了海綿城市信息管理的高效化和決策的智能化。