哈爾濱市水利信息化發(fā)展方向

孫智一，尹 亮

(哈爾濱市水利技術(shù)服務(wù)中心，哈爾濱 150001)

水是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的命脈，水利不僅事關(guān)防洪安全、供水安全、糧食安全，而且關(guān)系到經(jīng)濟(jì)安全、生態(tài)安全、國(guó)家安全，水利工作成效至關(guān)重要，水利信息化、現(xiàn)代化步伐非常關(guān)鍵。現(xiàn)代空間對(duì)地觀測(cè)的顛覆性技術(shù)不斷涌現(xiàn)，北斗衛(wèi)星定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，基于衛(wèi)星遙感、航空遙感、無(wú)人機(jī)、傾斜攝影、先進(jìn)傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代遙感和監(jiān)測(cè)技術(shù)，為全國(guó)江河水系、水利工程設(shè)施體系、水利管理運(yùn)行體系動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供了先進(jìn)感知手段。哈爾濱市水務(wù)信息化建設(shè)必須立足新的歷史起點(diǎn)，搶抓發(fā)展機(jī)遇，探索轉(zhuǎn)型升級(jí)，推進(jìn)新一代信息技術(shù)廣泛應(yīng)用，加快“云大物移智”等前沿技術(shù)在水務(wù)行業(yè)深度融合，促進(jìn)水務(wù)信息化建設(shè)從“數(shù)字時(shí)代”向“智慧水利”全面轉(zhuǎn)變。

1 存在問(wèn)題

1.1 基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，支撐能力不強(qiáng)

基礎(chǔ)感知是水務(wù)信息化發(fā)展的基礎(chǔ)，目前哈爾濱市水雨情等方面的信息采集較為完善，為防汛業(yè)務(wù)管理提供了重要支撐。但與實(shí)現(xiàn)防汛監(jiān)測(cè)信息全面獲取，實(shí)現(xiàn)精細(xì)、超前的預(yù)報(bào)還存在一定的差距，在水資源、水環(huán)境、水生態(tài)方面，尚未形成采集多元、布局合理、手段互補(bǔ)、業(yè)務(wù)共享的智能感知信息采集綜合體系，需進(jìn)一步加大江河湖泊水系監(jiān)測(cè)、水利工程設(shè)施監(jiān)測(cè)和水利管理活動(dòng)的態(tài)勢(shì)感知能力和監(jiān)測(cè)密度。

1.2 泛在數(shù)據(jù)資源有待融合

隨著水務(wù)信息化的不斷推進(jìn)，哈爾濱市本級(jí)以及各縣(市、區(qū))水務(wù)信息資源不斷積累，業(yè)務(wù)系統(tǒng)不斷增加，使得水務(wù)信息資源管理與系統(tǒng)利用面臨新的問(wèn)題，包括資源分散、交換共享不暢、利用效率不高、內(nèi)容重復(fù)矛盾、系統(tǒng)間接口繁雜，信息化建設(shè)集約化程度不高，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共建共享。

1.3 智能應(yīng)用不足，業(yè)務(wù)覆蓋不全

對(duì)于新一代信息技術(shù)的應(yīng)用，哈爾濱市水務(wù)信息化總體上還處于初級(jí)階段。大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)未得到廣泛應(yīng)用，智慧功能沒(méi)有得到充分體現(xiàn)。“十三五”期間，哈爾濱市雖已建設(shè)一些水務(wù)行業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用，但公共服務(wù)產(chǎn)品偏少，系統(tǒng)應(yīng)用便捷化和個(gè)性化等考慮不足。在水災(zāi)害防御、水資源管理、水生態(tài)修復(fù)、水工程建管、水監(jiān)督管理等方面缺乏共用共享的智能應(yīng)用大平臺(tái)，與全省智慧水利建設(shè)要求有較大差距。個(gè)別已建業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)年份長(zhǎng)，運(yùn)行效率低，無(wú)法發(fā)揮應(yīng)有作用。

1.4 保障體系不健全

哈爾濱市在網(wǎng)信工作方面做了相關(guān)工作，具備了一定基礎(chǔ)，取得了一定成績(jī)，但還存在明顯不足。體制機(jī)制不健全，適應(yīng)新時(shí)代水務(wù)信息化建設(shè)的組織體系、規(guī)章制度、管理體系等體制機(jī)制不健全，水務(wù)信息化工作缺乏專門統(tǒng)一、配置合理的管理機(jī)構(gòu)；標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不完善，與新一代信息技術(shù)應(yīng)用要求相配套的哈爾濱市水務(wù)裝備、物聯(lián)通信、網(wǎng)絡(luò)安全、應(yīng)用支撐、系統(tǒng)建設(shè)與運(yùn)維等技術(shù)和管理標(biāo)準(zhǔn)欠缺；資金投入不足，相對(duì)水利工程建設(shè)，哈爾濱市水務(wù)信息化總體投入比重低，持續(xù)投入不足；專業(yè)人才匱乏，缺乏云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)人才，信息化專業(yè)人員偏少；運(yùn)維體系不完善，重建設(shè)輕運(yùn)維現(xiàn)象仍然存在，缺乏專業(yè)的運(yùn)維隊(duì)伍。

2 發(fā)展總體框架

按照水利部、黑龍江省相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求，根據(jù)哈爾濱市水務(wù)信息化發(fā)展現(xiàn)狀和基礎(chǔ)，面向各專業(yè)領(lǐng)域、各層級(jí)的智能化需求，以基礎(chǔ)設(shè)施和物聯(lián)感知體系為基礎(chǔ)、以“一云一池兩平臺(tái)”為核心、以網(wǎng)絡(luò)安全保障體系和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范運(yùn)維體系為保障，最終形成“五橫兩縱”的哈爾濱市水務(wù)信息化“十四五”規(guī)劃框架體系。總體框架見(jiàn)圖1。

圖1 總體框架圖

2.1 物聯(lián)感知

物聯(lián)感知采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)時(shí)收集河道、引水工程、水庫(kù)、污水處理廠及城市內(nèi)澇點(diǎn)等感知對(duì)象的水情、水質(zhì)、工情以及涉水活動(dòng)等數(shù)據(jù)，形成物聯(lián)感知體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)自然水循環(huán)過(guò)程和社會(huì)水循環(huán)過(guò)程的及時(shí)、全面、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的監(jiān)測(cè)、監(jiān)視和監(jiān)控。

2.2 基數(shù)設(shè)施

基礎(chǔ)設(shè)施由市水利云平臺(tái)、視頻會(huì)商平臺(tái)、水利業(yè)務(wù)網(wǎng)(互聯(lián)網(wǎng)、水利專網(wǎng)、政務(wù)外網(wǎng)以及工控網(wǎng))等組成。基礎(chǔ)設(shè)施為感知體系提供信息傳輸通道、系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境以及聯(lián)動(dòng)智慧的物理載體，其中市水利云平臺(tái)先期依托水利部水利云環(huán)境構(gòu)建。

2.3 數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心由數(shù)據(jù)資源池、智慧使能平臺(tái)、應(yīng)用支撐平臺(tái)三部分構(gòu)成。數(shù)據(jù)資源池包括數(shù)據(jù)匯集、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)服務(wù)等內(nèi)容，通過(guò)對(duì)已建系統(tǒng)生產(chǎn)的各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化清洗過(guò)濾，構(gòu)建以基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)以及大數(shù)據(jù)分析為主的數(shù)據(jù)資源池；智慧使能平臺(tái)圍繞適用于哈爾濱市應(yīng)用的水利模型、學(xué)習(xí)算法、機(jī)器感知、知識(shí)圖譜等進(jìn)行視覺(jué)智能、智能數(shù)倉(cāng)與決策智能的開(kāi)發(fā)與能力輸出，支撐上層的智能應(yīng)用；應(yīng)用支撐平臺(tái)是水務(wù)智能應(yīng)用的綜合集成環(huán)境，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用基礎(chǔ)組件和公共服務(wù)組件集中共享，如統(tǒng)一門戶、統(tǒng)一身份認(rèn)證、單點(diǎn)登錄、統(tǒng)一密碼服務(wù)、工作流統(tǒng)一管理、統(tǒng)一日志等，以“哈爾濱市水務(wù)一張圖”為哈爾濱市智慧水務(wù)應(yīng)用提供地理信息平臺(tái)和空間展示框架，建立水利網(wǎng)格平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)一套標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)格化規(guī)范支撐體系，支撐多元化、精細(xì)化、個(gè)性化的管理功能。

2.4 應(yīng)用層

在全面梳理水務(wù)核心業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上，建成智慧水務(wù)綜合管理平臺(tái)，構(gòu)建涵蓋水旱災(zāi)害防御、水利工程建設(shè)與安全運(yùn)行、水資源開(kāi)發(fā)利用、江河湖泊、水土流失、智慧灌區(qū)、城鄉(xiāng)供水、水利監(jiān)督等業(yè)務(wù)的應(yīng)用體系，同時(shí)為哈爾濱市水務(wù)各級(jí)部門、社會(huì)公眾、企事業(yè)單位提供水務(wù)公共服務(wù)。

2.5 展現(xiàn)平臺(tái)

通過(guò)數(shù)據(jù)中心提供的統(tǒng)一身份認(rèn)證、統(tǒng)一門戶、統(tǒng)一密碼服務(wù)等應(yīng)用基礎(chǔ)組件和公共服務(wù)組件，向政府用戶、企業(yè)用戶以及公眾用戶提供水務(wù)綜合信息展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一認(rèn)證及漫游。

2.6 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范運(yùn)維體系

為使哈爾濱市水務(wù)智能應(yīng)用各個(gè)組成部分能夠協(xié)調(diào)一致的工作，通過(guò)完善標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、完善運(yùn)維體系、優(yōu)化人才隊(duì)伍等方面，為保障項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程和運(yùn)維管理過(guò)程規(guī)范、有序、高效提供參考標(biāo)準(zhǔn)。

2.7 網(wǎng)絡(luò)安全保障體系

根據(jù)國(guó)家網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)政策標(biāo)準(zhǔn)要求，遵循水利網(wǎng)絡(luò)安全頂層設(shè)計(jì)和總體策略，以落實(shí)網(wǎng)絡(luò)安全法、網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)和關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)條例要求為基礎(chǔ)，以哈爾濱市智慧水務(wù)涉及的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)與關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施為安全防護(hù)對(duì)象，建設(shè)包括安全物理環(huán)境、安全通信網(wǎng)絡(luò)、安全區(qū)域邊界、安全計(jì)算環(huán)境及安全建設(shè)管理等方面。

3 發(fā)展目標(biāo)

3.1 提高業(yè)務(wù)信息水平，提升信息支撐能力

水利項(xiàng)目的效益是由工程措施、非工程措施協(xié)同配合取得的，工程措施需要非工程措施的配合才能充分發(fā)揮作用。信息收集、預(yù)警預(yù)報(bào)、信息分析、預(yù)測(cè)等是重要的非工程措施，也是水利工作決策的重要手段。通過(guò)規(guī)劃重點(diǎn)工程的實(shí)施，各項(xiàng)水利核心工作都將有信息系統(tǒng)的支撐，為各項(xiàng)業(yè)務(wù)提供及時(shí)的信息支撐、高效的輔助工具，必將提升防汛抗旱整體水平、提高水資源保障能力、減輕水土流失損失、增強(qiáng)民生水利保障能力、提高應(yīng)急處理能力。提高水利業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)智能化、決策科學(xué)化水平。

3.2 提高行政效率，推動(dòng)政府職能轉(zhuǎn)變

通過(guò)規(guī)劃項(xiàng)目建設(shè)，可有效形成以信息化為平臺(tái)的水利行政自動(dòng)化管理模式，加強(qiáng)和促進(jìn)各單位之間的信息共享和交流，實(shí)現(xiàn)“政務(wù)資源數(shù)字化、內(nèi)部辦公協(xié)同化、信息交流網(wǎng)絡(luò)化”，有效提高行政工作效率，實(shí)現(xiàn)水利行業(yè)的精細(xì)化管理；增強(qiáng)公眾服務(wù)能力、促進(jìn)政務(wù)公開(kāi)，減少人為因素對(duì)政務(wù)的不當(dāng)影響，提高行政管理能力，推動(dòng)水利部門政府職能的轉(zhuǎn)變。

3.3 應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，推動(dòng)科技發(fā)展

信息技術(shù)是當(dāng)今世界創(chuàng)新速度最快、通用性最廣、滲透性最強(qiáng)的高技術(shù)之一，信息技術(shù)已成為水利科技和創(chuàng)新的重要手段。根據(jù)水利業(yè)務(wù)的需要，在規(guī)劃期末將突破通用信息技術(shù)與水利專項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用需求間的適應(yīng)性問(wèn)題，包括水利信息資源組織、信息綜合開(kāi)發(fā)應(yīng)用、數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)應(yīng)用、業(yè)務(wù)協(xié)同處理和決策支持方面的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，爭(zhēng)取形成可供在全行業(yè)推廣應(yīng)用的技術(shù)體系和相關(guān)軟件系統(tǒng)，這些關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用在推進(jìn)水利信息化水平的同時(shí)，必將推動(dòng)水利科技的發(fā)展和創(chuàng)新體系的建設(shè)。