信息化背景下5G通信技術(shù)對(duì)智慧黃河建設(shè)的作用分析

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，各類高新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，信息技術(shù)的應(yīng)用加快了企業(yè)的發(fā)展速度，其中通信技術(shù)以及信息技術(shù)等為我國(guó)開展智慧黃河建設(shè)工作提供了很大的助力作用，5G通信技術(shù)也演變成了智慧黃河建設(shè)及發(fā)展的重要內(nèi)驅(qū)力。想要實(shí)現(xiàn)黃河工程高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo)，就需要以5G通信技術(shù)為基準(zhǔn)，深化變革，讓其能夠帶動(dòng)我國(guó)黃河工程由信息化建設(shè)朝智慧建設(shè)的方向發(fā)展，擺脫傳統(tǒng)黃河工程建設(shè)的發(fā)展束縛。本文就信息化背景下5G通信技術(shù)對(duì)于智慧黃河建設(shè)所產(chǎn)生的作用展開探究，并結(jié)合智慧黃河構(gòu)建現(xiàn)狀以及發(fā)展目標(biāo)精確地推斷，確定其技術(shù)應(yīng)用在智慧黃河建設(shè)中的形式，不斷完善相關(guān)技術(shù)應(yīng)用方案的內(nèi)容，將其與傳統(tǒng)黃河建設(shè)相結(jié)合，賦予黃河業(yè)務(wù)管理現(xiàn)代化的特征，不斷推進(jìn)我國(guó)黃河治理管理現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程，創(chuàng)新并優(yōu)化黃河業(yè)務(wù)通信模式，以滿足其工作開展的需求。

關(guān)鍵詞：信息化背景；5G通信技術(shù)；智慧黃河；建設(shè)作用

一、引言

5G通信技術(shù)涵蓋物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)等，將其投入到智慧黃河的建設(shè)工作當(dāng)中，能夠積累更為豐富的數(shù)字資源，還可以提高數(shù)字化智慧應(yīng)用的成效。探索應(yīng)用暴雨洪水監(jiān)測(cè)預(yù)警、智慧巡河等一系列信息系統(tǒng)，拓寬黃河防汛機(jī)構(gòu)服務(wù)范圍，打造智慧黃河體系；同時(shí)，借助5G通信技術(shù)深度研發(fā)防御洪水等智慧應(yīng)用系統(tǒng)，構(gòu)建新型業(yè)態(tài)發(fā)展模式，從而衍生出大量的數(shù)字重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，借助其成果優(yōu)化項(xiàng)目防汛工作流程，積極應(yīng)對(duì)黃河治理挑戰(zhàn)。

二、多層次解讀智慧黃河科學(xué)內(nèi)涵

在5G通信技術(shù)的帶領(lǐng)下，我國(guó)黃河建設(shè)已經(jīng)初步完成了信息化建設(shè)任務(wù)，并依照增強(qiáng)監(jiān)管等基調(diào)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了黃河建設(shè)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)化以及信息化發(fā)展目標(biāo)。開展黃河信息基礎(chǔ)設(shè)施改造任務(wù)能夠持續(xù)深入地整合各類黃河信息資源，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)深度開發(fā)利用黃河信息資源的目標(biāo)，讓黃河業(yè)務(wù)能夠朝向數(shù)字化方向發(fā)展和邁進(jìn)，水利行業(yè)也能夠與黃河工程建設(shè)任務(wù)協(xié)同發(fā)展，有序推進(jìn)各項(xiàng)作業(yè)工序。

此外，基礎(chǔ)信息化建設(shè)是開展智慧黃河建設(shè)工作的基石，能夠?yàn)橹腔埸S河建設(shè)發(fā)展提供必要的支撐條件，只有不斷夯實(shí)基礎(chǔ)，才可以促進(jìn)新技術(shù)快速融合到黃河發(fā)展的目標(biāo)之中，同時(shí)還要正確認(rèn)知智慧黃河建設(shè)的科學(xué)內(nèi)涵，并把社會(huì)發(fā)展和智慧黃河建設(shè)緊密地連接在一起，進(jìn)而全方位地認(rèn)知智慧黃河發(fā)展，以國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略為基準(zhǔn)，建立智慧黃河體系，將提高智慧黃河項(xiàng)目的智能調(diào)度能力以及水情測(cè)報(bào)水平當(dāng)做發(fā)展目標(biāo)，并將其目標(biāo)放置到頂層戰(zhàn)略規(guī)劃方案之中，加速我國(guó)數(shù)字化發(fā)展進(jìn)程。

在黃河高質(zhì)量發(fā)展方面，要依據(jù)現(xiàn)代黃河工程治水需要，改善當(dāng)前生態(tài)環(huán)境治理現(xiàn)狀，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行細(xì)化分解，利用數(shù)字化技術(shù)開展黃河監(jiān)測(cè)工作，提高水資源節(jié)約利用率，優(yōu)化配置各項(xiàng)水資源，同時(shí)還要做好生態(tài)環(huán)境資源的保護(hù)工作，讓環(huán)境資源實(shí)現(xiàn)可持續(xù)使用的發(fā)展目標(biāo)。

在信息化技術(shù)應(yīng)用方面，5G通信技術(shù)的應(yīng)用能夠促進(jìn)開展智慧黃河建設(shè)工作，構(gòu)建全新的發(fā)展格局，利用前瞻信息技術(shù)引領(lǐng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，讓整體智慧黃河項(xiàng)目建設(shè)能夠朝著智能管理、智能決策等方向發(fā)展，優(yōu)化智能監(jiān)測(cè)等各項(xiàng)工作。

三、強(qiáng)調(diào)科技的推動(dòng)作用

大數(shù)據(jù)以及云技術(shù)就如同大腦一般，孿生技術(shù)則如同眼睛一般，其可以被當(dāng)做超越現(xiàn)實(shí)的虛擬數(shù)字映射系統(tǒng)，采取構(gòu)建物理模型等的形式，借助數(shù)字傳感器，傳輸歷史數(shù)據(jù)信息。在傳達(dá)過(guò)程中，用仿真形式來(lái)虛擬映射現(xiàn)實(shí)情況，把數(shù)字原生技術(shù)的使用特征概括為數(shù)字性、周期性，同時(shí)融合智慧黃河建設(shè)工作開展的需要，明確其技術(shù)應(yīng)用的方向以及使用優(yōu)勢(shì)，并實(shí)時(shí)同步智慧黃河多源數(shù)據(jù)信息，以便于精確反饋出各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的理想狀態(tài)，為開展實(shí)體工作提供風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。

此外，將多類服務(wù)數(shù)字原生技術(shù)應(yīng)用于智慧黃河建設(shè)工作中，能夠優(yōu)化決策，全方位觀測(cè)卵生體多層次且多維度地分析實(shí)體運(yùn)行規(guī)律，以便于做出真實(shí)世界的決策優(yōu)化支撐工作，因此，要高度重視科學(xué)技術(shù)對(duì)于智慧黃河項(xiàng)目建設(shè)發(fā)展所產(chǎn)生的推動(dòng)作用。

四、智慧黃河建設(shè)科學(xué)路徑

首先，要發(fā)揮智慧黃河建設(shè)中數(shù)據(jù)信息的支撐效應(yīng)。在開展智慧黃河建設(shè)工作中，采集天、地一體化數(shù)據(jù)信息是工作開展的重要內(nèi)容，涵蓋視頻集中控制以及遙感測(cè)繪等多項(xiàng)工序，以感知系統(tǒng)作為觸角，實(shí)時(shí)客觀地收集各類黃河資源信息，再借助5G通信技術(shù)，讓所提供的技術(shù)黃河資源信息更加精確化、細(xì)致化，同時(shí)提高數(shù)據(jù)信息的含量，豐富基礎(chǔ)信息支撐的內(nèi)容，從而能夠更為高效地開展項(xiàng)目預(yù)測(cè)、計(jì)算等多項(xiàng)工作。

其次，要?jiǎng)?chuàng)建智慧黃河業(yè)務(wù)應(yīng)用體系，發(fā)揮該體系的連接效用，拓寬水資源管理以及調(diào)配工作的實(shí)踐路徑，并應(yīng)用5G通信技術(shù)，推進(jìn)水資源管理精細(xì)化以及數(shù)字化的發(fā)展進(jìn)程，精確管理水資源的調(diào)配場(chǎng)景，以此提升水生態(tài)資源的使用率。同時(shí)，將5G技術(shù)通用至黃河流域防洪實(shí)踐工作當(dāng)中，能夠?qū)崟r(shí)且動(dòng)態(tài)地傳輸各項(xiàng)數(shù)據(jù)，建立數(shù)字原生平臺(tái)，補(bǔ)充和完善黃河流域防洪預(yù)警相關(guān)的功能模塊。此外，還要制定一系列的預(yù)備方案，將黃河建設(shè)管理及建設(shè)工作放置在同一個(gè)緯度之中，消除二者的時(shí)空壁壘束縛，讓黃河業(yè)務(wù)應(yīng)用構(gòu)成多面一體的應(yīng)用模型，以此實(shí)現(xiàn)智慧黃河建設(shè)發(fā)展的目標(biāo)。

最后，要充分發(fā)揮智慧黃河建設(shè)所具備的拓展作用，將5G通信技術(shù)應(yīng)用至多個(gè)領(lǐng)域中，創(chuàng)建獨(dú)立功能區(qū)塊鏈，建立數(shù)據(jù)化的應(yīng)用場(chǎng)景，多元化應(yīng)用數(shù)據(jù)信息，完成水資源均衡調(diào)度區(qū)塊鏈的建設(shè)任務(wù)，讓其可以廣泛地應(yīng)用在黃河水資源日常管理活動(dòng)之中。此外，還要結(jié)合區(qū)域內(nèi)水需求發(fā)展形勢(shì)，制定更為完善的經(jīng)濟(jì)農(nóng)業(yè)應(yīng)用方案以及工業(yè)應(yīng)用方案等，以此實(shí)現(xiàn)智慧黃河項(xiàng)目建設(shè)的社會(huì)性以及經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)彰顯智慧黃河建設(shè)的社會(huì)性宏觀調(diào)控作用。

五、增強(qiáng)防洪工程感知能力

當(dāng)前，我國(guó)黃河發(fā)生大洪水的可能性仍然存在，同時(shí)“二級(jí)懸河”的態(tài)勢(shì)也較為嚴(yán)峻，部分堤建筑物會(huì)帶來(lái)安全隱患，對(duì)地方的整體安全造成不利影響。目前，我國(guó)開展的黃河巡堤查檢工作以人工形式為主，這種人工檢查的方式存在著不足之處，如無(wú)法全天候巡查各類堤岸，在大水期間巡查密度較大，會(huì)損耗大量的體力，加上水下根石較為松動(dòng)，一旦走失極很難被發(fā)現(xiàn)。要想解決這方面的難題，就需要針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)開展全天無(wú)死角地監(jiān)控觀測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情。

而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有感知作用，比如可以在根石當(dāng)中設(shè)置傳感器，經(jīng)由有線或無(wú)線等多種形式，將根石的偏移、走失等情況，及時(shí)發(fā)送至其周圍接收裝置之中，再由物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)輸送至監(jiān)控中心并發(fā)出預(yù)警；一線值守人員收到預(yù)警信息后進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，快速鎖定產(chǎn)生位移的位置點(diǎn)；監(jiān)控中心實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程觀測(cè)預(yù)警不穩(wěn)的位移狀況，自動(dòng)抓拍視頻，留存影像，便于以后隨時(shí)調(diào)用視頻采集系統(tǒng)；將抓拍讀取的水位信息快速傳輸至各級(jí)防汛管理部門，以便及時(shí)監(jiān)控水位的變化情況。這種方式能夠在無(wú)形之中減少人工巡堤查檢的勞動(dòng)強(qiáng)度，還能保障堤岸的安全狀態(tài)，給指揮中心作出搶險(xiǎn)決策，提供更為科學(xué)準(zhǔn)確地服務(wù)，具有較強(qiáng)的推廣價(jià)值。

六、提升暴雨洪水監(jiān)測(cè)預(yù)警能力

（一）暴雨洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)

黃河干流暴雨洪水監(jiān)測(cè)預(yù)警能力有待提升，且缺乏有效的監(jiān)測(cè)手段，需要構(gòu)建暴雨洪水監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，對(duì)黃河下游洪水災(zāi)害防御實(shí)行智能化管理，提高預(yù)案、預(yù)警能力。

在開發(fā)此系統(tǒng)時(shí)，要增強(qiáng)水文氣象等多個(gè)部門之間的聯(lián)系，并做好雨水情況監(jiān)測(cè)以及分析工作，保障預(yù)報(bào)信息的準(zhǔn)確度，不斷延長(zhǎng)預(yù)見(jiàn)期，為防洪調(diào)度等多項(xiàng)工作爭(zhēng)取救護(hù)時(shí)間。暴雨洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)可以劃分成為洪水預(yù)報(bào)以及氣象預(yù)報(bào)兩個(gè)模塊，其中氣象預(yù)報(bào)是預(yù)測(cè)未來(lái)降雨?duì)顩r，為后續(xù)開展洪水預(yù)報(bào)工作提供數(shù)據(jù)支撐，并接入暴雨洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)，以便收集觀測(cè)數(shù)據(jù)信息，輔助提升預(yù)報(bào)的精度。同時(shí)，還要實(shí)時(shí)查詢?cè)茍D風(fēng)氣壓等天氣狀況，關(guān)注未來(lái)降雨過(guò)程以及特征值，用降雨網(wǎng)格等形式顯示降雨情況，并以地理空間等各項(xiàng)數(shù)據(jù)庫(kù)信息資源作為實(shí)行洪水預(yù)報(bào)模塊功能的基礎(chǔ)。此外，還要充分利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，創(chuàng)建具有共享優(yōu)勢(shì)的洪水預(yù)報(bào)模型庫(kù)，借助模型參數(shù)、建構(gòu)預(yù)報(bào)方案等多項(xiàng)功能，獲取精確的降雨預(yù)報(bào)結(jié)果，并利用其系統(tǒng)自動(dòng)化計(jì)算未來(lái)降雨的最小值以及最大值，得出相應(yīng)的洪水演進(jìn)預(yù)報(bào)結(jié)果，為決策以及開展防洪減災(zāi)工作提供參考依據(jù)。

（二）暴雨洪水預(yù)警系統(tǒng)

暴雨洪水預(yù)警系統(tǒng)是以氣象預(yù)報(bào)以及黃河干流上下邊界水文預(yù)報(bào)成果為基準(zhǔn)，建立水文水動(dòng)力學(xué)模型，借助數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，同時(shí)利用數(shù)字模型創(chuàng)設(shè)三維河道，實(shí)時(shí)計(jì)算洪水整體發(fā)展形勢(shì)，讓各個(gè)等級(jí)的預(yù)警和村落狀況能夠直觀地展現(xiàn)出來(lái)，以便深入地觀察和分析洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)狀況并開展洪水預(yù)警工作。

該系統(tǒng)的構(gòu)建能夠提供洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判信息，因此要不斷完善相應(yīng)的預(yù)警發(fā)布制度以及預(yù)警路徑，全方位覆蓋預(yù)警信息，以便相關(guān)工作人員能夠快速及時(shí)地獲取預(yù)警信息內(nèi)容，并提前做好防范工作。

（三）暴雨洪水預(yù)演系統(tǒng)

該系統(tǒng)的建立能夠開展會(huì)商決策、撤退路線等模擬推演工作，以便于第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)防洪工程以及灘區(qū)存在的薄弱之處，進(jìn)行科學(xué)的防洪調(diào)度決策。暴雨洪水預(yù)演系統(tǒng)可以綜合應(yīng)用三維技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)字衍生技術(shù)等，以三維場(chǎng)景為前提條件，分析數(shù)據(jù)模型，創(chuàng)設(shè)三維合面，并應(yīng)用紋理映射技術(shù)原理，表現(xiàn)出河流的具體效果，并將速度、矢量信息等放置到水層上，動(dòng)態(tài)展示河道內(nèi)水流的演進(jìn)狀況，模仿不同流量的河水流動(dòng)狀況以及沖刷情況等；利用洪水演進(jìn)模型，相互驗(yàn)證水力學(xué)以及水文學(xué)，再結(jié)合河道內(nèi)防洪對(duì)象的分布狀況，把河道劃分成為多個(gè)斷面，開展洪水預(yù)演工作，并將最終成果當(dāng)做洪水演進(jìn)模型的邊界條件，再結(jié)合二維數(shù)字模型計(jì)算成果，創(chuàng)設(shè)河道數(shù)字原生場(chǎng)景，分析不同方案預(yù)算預(yù)演階段可能形成的洪水影響區(qū)域；針對(duì)預(yù)演計(jì)算結(jié)果展示不同方案，演練安全撤離路線狀況，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)對(duì)比大洪水產(chǎn)生要素以及發(fā)生過(guò)程，并針對(duì)洪峰量以及發(fā)生時(shí)間等進(jìn)行總體性地評(píng)估。

（四）洪水預(yù)案系統(tǒng)

構(gòu)建洪水預(yù)案系統(tǒng)能夠開發(fā)可實(shí)施性較強(qiáng)的防洪預(yù)案，起到輔助決策的作用，保障抗御洪水決策的指導(dǎo)性以及科學(xué)性，也能結(jié)合相應(yīng)的預(yù)警以及應(yīng)急預(yù)報(bào)信息提示，自動(dòng)提醒相關(guān)防汛部門及時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，做好應(yīng)急搶險(xiǎn)救災(zāi)的準(zhǔn)備工作。應(yīng)急響應(yīng)模塊主要分成搶險(xiǎn)隊(duì)位置定位及現(xiàn)場(chǎng)信息上傳等功能，相關(guān)搶險(xiǎn)人員要第一時(shí)間上傳相應(yīng)的文字說(shuō)明以及圖片信息，以便指揮中心了解現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況，再由指揮中心的決策者分析反饋信息，下達(dá)應(yīng)急搶險(xiǎn)任務(wù)；搶險(xiǎn)隊(duì)使用GPS定位獲取相關(guān)信息，在Web端系統(tǒng)地圖上標(biāo)定位置點(diǎn)，便于隨時(shí)調(diào)遣，同時(shí)要將結(jié)果導(dǎo)入至洪水預(yù)案系統(tǒng)之中，設(shè)定最佳撤離路線。

研發(fā)預(yù)警預(yù)演預(yù)案系統(tǒng)能夠切實(shí)保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，讓預(yù)演預(yù)警等多個(gè)系統(tǒng)環(huán)環(huán)相扣，構(gòu)建良好的循環(huán)體系，進(jìn)而凸顯黃河治理的整體性以及系統(tǒng)性優(yōu)勢(shì)。

七、運(yùn)用5G技術(shù)建設(shè)防汛通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

當(dāng)前，我國(guó)黃河通信專網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施過(guò)于陳舊滯后，無(wú)法實(shí)時(shí)更新計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，導(dǎo)致相關(guān)運(yùn)營(yíng)商公網(wǎng)的覆蓋面較為狹隘，帶寬不夠，如果遇到突發(fā)暴雨洪水等緊急狀況，無(wú)法達(dá)到應(yīng)急搶險(xiǎn)的需求標(biāo)準(zhǔn)，因此要大力開展信息化基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)工作，防止其影響黃河治理現(xiàn)代化的發(fā)展。

5G通信技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)極強(qiáng)，能夠?qū)崟r(shí)提供超高清的視頻，具有虛擬現(xiàn)實(shí)、大連接等多項(xiàng)功能，所以可以借助該技術(shù)改造防汛通信系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使局域網(wǎng)保持安全高效的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)滿足各級(jí)用戶網(wǎng)絡(luò)接入需求。而黃河智慧黃河建設(shè)依靠5G通信技術(shù)，可以擁有低延時(shí)、超高清視頻等功能，能夠滿足各類防汛機(jī)構(gòu)、政務(wù)公開辦公的需要，因此要積極與沿河公網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行合作，加密建設(shè)5G通信基站，實(shí)現(xiàn)全面覆蓋5G通信信號(hào)。比如，在開展黃河防汛防洪演練時(shí)，可以在沿河設(shè)置“5G+無(wú)人機(jī)”視頻轉(zhuǎn)播系統(tǒng)，使其具有5G信號(hào)的賦能，不但飛行效率較高，還不用受到地形、空間等的限制。“5G+無(wú)人機(jī)”可以實(shí)時(shí)觀測(cè)各個(gè)河段的洪水、推演浸漫灘等情況，并對(duì)這些情況進(jìn)行錄像、拍照，再將視頻直接上傳至指揮中心的屏幕上，由演練總指揮長(zhǎng)在會(huì)議室指揮觀察洪水演進(jìn)等具體狀況，以便隨時(shí)做出正確的決策；“5G+無(wú)人機(jī)”還可以應(yīng)用文字描述、語(yǔ)音錄入等形式，實(shí)時(shí)上報(bào)各類信息，以便呈現(xiàn)完整的巡查軌跡等多項(xiàng)內(nèi)容。

由此可見(jiàn)，應(yīng)用5G通信技術(shù)可以做好人員、事件的處理工作，堅(jiān)持“工防靠人防、人防靠科技”思想，積累豐富的數(shù)據(jù)資源。

八、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，要想在信息化背景下提高黃河治理的有效性，就需要借助5G通信技術(shù)開展智慧黃河建設(shè)工作，踐行生態(tài)保護(hù)以及高質(zhì)量發(fā)展的工作觀念，及時(shí)應(yīng)對(duì)黃河治理時(shí)期所遇到的各類問(wèn)題；借助高新技術(shù)提高整體黃河防從工程的感知能力，完善現(xiàn)有的系統(tǒng)應(yīng)用方案以及通信項(xiàng)目可行路徑；借助系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例展開引導(dǎo)，保證其工作實(shí)踐的有力性；明確智慧黃河巡視系統(tǒng)的開發(fā)方向，合理調(diào)配人力資源，讓其能夠主動(dòng)防御預(yù)警，使得智慧黃河的功能更加強(qiáng)大，從而實(shí)現(xiàn)黃河長(zhǎng)治久安的發(fā)展目標(biāo)，不斷推動(dòng)完成智慧黃河建設(shè)任務(wù)。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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劉國(guó)鳳（1980.07-），女，漢族，山東東營(yíng)，本科，高級(jí)工程師，研究方向：水利信息化、電子政務(wù)、大數(shù)據(jù)應(yīng)用等研發(fā)。