红河洲水利智慧信息系统的构建研究

　　摘    要：　文章阐述建设云南省红河洲智慧水利支撑平台，提升水利信息监测预警、预测预报、综合分析、应急处置等能力，补齐红河州重点水利水务信息基础设施短板，提升水资源优化配置和水旱灾害防御能力，统筹推进水利水务信息基础设施、新技术基础设施和融合基础设施发展，以推动水利水务新型基础设施建设，支撑红河州智慧水利水务高质量发展。成果可为新时期智慧水利构建提供参考。

　　关键词 :     智慧水利;水利信息化;智能化;构建;支撑;

　　1 、工程概况

　　云南省红河州水利水务综合平台建设项目根据《云南省推进新型基础设施建设实施方案(2020—2022年)》要求，深入贯彻落实党中央、国务院关于推进新型基础设施建设的重大决策部署，深入实施“云上云”行动计划，充分运用云计算、大数据、物联网、移动互联、人工智能等新一代信息技术，强化信息技术与业务深度融合，加强监测体系建设，基本实现全州重要中小型水库、重要城市(滇南中心城市圈)、全州重要跨界断面的透彻感知、全面互联和信息共享；整合形成水务大数据资源，实现大数据时空融合处理，建成一个支持水务业务间的数据与服务共享的水务大数据共享平台；建立红河州水库运管一体化应用系统，实现重要中小型水库水量、水位、流量、水质等全要素的实时在线监测，强化红河州水利工程安全运管，支撑精准化决策；建立滇南中心城市水资源配置与调度系统，打造滇南中心城市水利数字基底，通过智慧化模拟进行水资源管理与调配预演，保障滇南中心城市核心区水资源科学调配。到2022年，全州重要水利工程和滇南中心城市圈水资源管理基本实现数字化、网络化、可视化和管控智能化，实现重要江河湖库水文水资源“四预”(预报、预警、预演、预案)。

　　2、 水利信息化建设存在的问题

　　(1)信息采集能力不足，信息采集标准不统一。

　　目前，红河州在水利信息采集监测方面的建设较为完善，近年在水环境、生态流量等方面也有所加强。但相对实现“四预”的要求，还存在明显的差距，特别是在大坝安全监测、重要水库水质监测、已建在建水库视频监控等方面存在明显不足，甚至还有空白；水文站网在布局上也还存在不平衡，具体表现在：重点区域监测站位覆盖范围和智能化程度不足；中小型水库水文监测严重不足，现状水库工程大部分没有布设安全监测装置；行政区界断面监测布设不完善；水质监测自动化程度低；视频监控点位布设不足。

　　另外，由于都是单位或部门建设各自的采集监测站点，没有统一的采集标准，监测数据难以实现统一利用。而且监测对象要素技术缺乏统筹，测站功能单一，重复投资，手段和方法也有待进一步改进。

　　(2)数据分散存储，信息共享不充分，信息化孤岛有待打破。

　　由于缺乏统一的前期建设规划，已建设的15个水利信息系统是围绕各类的水利业务展开建设的，其结果是水利信息分散在各个业务系统中，形成了一个个的信息孤岛，没有形成统一的数据资源环境，数据库交叉重复建设，入库数据量偏小。一是数据分散在相应的业务科室，与省水利厅、红河州水文分局数据共享程度低。二是基础数据的入库水平与更新能力较弱，尚未全面掌握州内关键信息，数据内容不足、权威性不够，也不能通过各类业务管理工作实时反馈更新数据。三是数据资源整体开发利用程度低，对已有信息缺乏深度分析评价，大多数数据应用仍停留在存储、查询、展示等基本层面，尚未实现大数据分析和知识挖掘利用。

　　(3)业务系统间缺乏统一的技术标准和应用架构，平台建设尚未开展，水务信息化与智能化管理水平有待提高。

　　当前红河州现有15个业务应用系统，主要依托重点信息化项目带动，单位或部门各自建设各自的业务系统，不少业务系统仅仅为了满足某个部门的单一业务功能需求，缺乏长远的、可持续发展的建设目标，系统类型复杂、功能重复，数据库、操作系统、应用软件均不统一，业务系统间缺乏统一的技术标准和应用架构，应用领域狭窄，没法形成完整的体系来协同作业，为红河州防汛、水资源调度管理、指挥决策带来不便，水务信息化与智能化管理水平有待提高。

　　3 、水利信息化建设需求

　　(1)提升红河州水利水务智能化应用及监管水平的迫切需要。

　　构建与红河州高质量发展相适应的水安全监测体系，形成全州重要中小型水库、重要跨界断面、滇南中心城市重要河流、重要取用水口为主，基本覆盖全红河州水安全监测的智能化监控调度格局，提升红河州水资源优化配置和水旱灾害防御能力。

　　(2)提升新时期治水理念的需要，水利高质量发展的标志。

　　牢牢把握水利改革发展新形势新机遇新要求，坚持智慧水利建设，在全社会都推向数字化、智能化的时代，加快推进水利基础设施建设，聚焦水利信息化补短板，提升水利整体现代化水平，对于水利高质量发展具有很强的标志性意义。本项目深入贯彻治水理念和水利高质量发展目标，加大信息化建设，大力提升水利行业的智能监管和综合决策能力。

　　(3)“数字红河”的重要保障。

　　在新的时代背景下，水利行业也不能固步自封，要积极寻求突破，实现与信息技术的深度融合，高质量推进云南省红河州水利水务综合平台建设，实现对水资源的高效利用和合理调配，减少各种水患的发生，实现智能化的水利管理，通过云南省红河州水利水务综合平台建设来丰富红河州数字经济的发展内涵，为建设“数字红河”保驾护航。

　　(4)推动水利科技全面创新的重要途径。

　　充分利用现代信息技术，是水利科技和创新的重要手段，是解决水利信息资源整合和共享问题、信息深度开发和利用问题及决策支持方面的各项问题的基础，是实现水利信息化的技术支撑。新一代信息技术的应用在推进项目建设的同时，必将推动水利科技的发展和全面创新，形成供行业推广应用的技术体系和科技产品。

　　(5)推进水利现代化建设，支撑新时代经济健康发展。

　　水利现代化是现代农业建设不可或缺的首要条件，是经济社会发展不可替代的基础支撑，是生态环境改善不可分割的保障系统，具有很强的公益性、基础性、战略性。全面推进云南省红河州水利水务综合平台建设，事关现代农业和新时代经济发展，事关防洪安全、供水安全、粮食安全，以及经济安全、生态安全和国家安全。云南省红河州水利水务综合平台建设通过充分利用现代信息技术，深入开发和分析挖掘水利信息资源，实现水利信息采集、传输、存储、管理和服务的智能化，全面提升水利事业各项活动的效率和效能，推动水利现代化进程，为新时代经济持续、协调、健康发展提供保障。

　　4 、水利信息化建设目标及范围

　　4.1、 建设目标

　　充分运用云计算、大数据、物联网、移动互联、人工智能等新一代信息技术，强化信息技术与业务深度融合，加强监测体系建设，基本实现全州重要中小型水库、重要城市(滇南中心城市圈)、全州重要跨界断面的透彻感知、全面互联和信息共享；整合形成水务大数据资源，实现大数据时空融合处理，建成一个支持水务业务间的数据与服务共享的水务大数据共享平台；建立红河州水库运管一体化应用系统，实现重要中小型水库水量、水位、流量、水质等全要素的实时在线监测，强化红河州水利工程安全运管，支撑精准化决策；建立滇南中心城市水资源配置与调度系统，打造滇南中心城市水利数字基底，通过智慧化模拟进行水资源管理与调配预演，保障滇南中心城市核心区水资源科学调配。到2022年，全州重要水利工程和滇南中心城市圈水资源管理基本实现数字化、网络化、可视化和管控智能化，实现重要江河湖库水文水资源“四预”。

　　4.2 、建设范围

　　包括全州重要中小型水库、重要跨界断面、滇南中心城市重要河流、重要取用水口等范围。

　　5 、水利信息化建设内容

　　主要分为信息基础设施、新技术基础设施和融合基础设施3个方面。总体技术框架如图1所示。

　　5.1 、信息基础设施建设

　　信息基础设施建设基本覆盖全州重要中小型水库、重要跨界断面、重要城市(滇南中心城市圈)等范围的水位、雨量、流量、取用水、大坝变形、大坝渗流、水质、工程视频要素监测。

　　5.2、 新技术基础设施建设

　　新技术基础设施包括红河州水利网络互联互通、政务云运行环境租用、物联感知数据接收处理运行环境建设及智能应用调度、监控及展示等。

　　5.3 融合基础设施建设

　　融合基础设施包括数据中台、应用支撑平台、红河智慧水利水务平台(智慧红河水利水务“一张图”、红河州水库运管一体化应用系统、滇南中心城市水资源配置与调度系统和综合信息门户)等内容。

　　6、 应用效果及亮点

　　红河州水利水务综合平台建设与红河州“数字红河”融合与共享，与云南省水利厅“数字水利”建设的融合与共享。实现云南省红河州水利水务综合平台建设的“纵向一条线，横向一盘棋”。强化信息技术与业务深度融合，加强监测体系建设，基本实现全州重要中小型水库、重要城市(滇南中心城市圈)、全州重要跨界断面的透彻感知、全面互联和信息共享，形成“线上资源合理分配，线下高效优质运行”的新格局，满足更高效管理、更人性服务和科学决策的需求。

　　图1 水利信息化建设总体技术框架

　　项目构建了与红河州“数字红河”基础设施、公共支撑体系充分共享的机制，建设水利综合应用支撑体系，实现了计算、存储、机房、网络虚拟资源配置等各类设施的集约化建设，将数据与应用迁移到红河州大数据中心，由红河州大数据中心统一提供计算、存储和网络保障等资源配置、安全防护、运维保障服务，达到共建共享的目的。

　　大力实施新技术在监管层面的应用，实现“无人值守运维、技术执法侦查、无人监管”,降低人力成本。对设备、系统等进行实时监控，一旦发现设备异常，通过系统通知管理者，及时实现运维；大力采用无人机及遥感卫星多时相对比等技术在河道巡查、采砂执法、水政执法、工程进度实时监管等层面使用，实现远程技术侦查执法，无需人员进入现场即可初步实现现场违法采集、阻止破坏等工作。

　　7、 结语

　　通过建设云南省红河州水利水务综合平台一是为了为红河州数字经济发展提供坚实基础；二是为大力推进政府职能变革，有效提升管理水平和工作效率，整合全州水利资源，为开展行政管理决策研究、保障人民群众生命财产安全、经济社会发展规划等决策工作时起到支撑作用；三是为全面提升服务社会的能力，全方位满足各类用户个性化多层次需求。目前红河州各类水利设施的监测设备，还未做到全面感知，基础设施还不够，资源共享不足，先按照“急用先建”的原则，分步实施，重点突破。充分利用现有的信息化建设资源、科学、实事求是的设定各个阶段的建设目标，尽可能做到建设有序、有限、有效，确保项目成功建设和运行。

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