淺論“新疆智慧水利”建設(shè)

艾尼瓦爾·達(dá)吾提 李勇 迪麗努爾·吐?tīng)柡?/p>

【摘要】? ? 新疆水利信息化工作已有一定工作基礎(chǔ)，但還存在許多短板和弱項(xiàng)。緊緊圍繞“水利工程補(bǔ)短板、水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管”的水利改革發(fā)展總基調(diào)，提出了新疆智慧水利的建設(shè)目標(biāo)，設(shè)計(jì)了新疆智慧水利的技術(shù)框架，論述了新疆智慧水利工作的主要建設(shè)任務(wù)，分析了新疆智慧水利建設(shè)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】? ? 智慧水利? ? 水利信息化? ? 新疆? ? 感知? ? 智能協(xié)同

引言：

2018年水利部研究提出“水利工程補(bǔ)短板、水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管”水利改革發(fā)展總基調(diào)，指出水利網(wǎng)信工作是水利工程四大短板之一，提出“安全、實(shí)用”水利網(wǎng)信發(fā)展總要求，強(qiáng)調(diào)強(qiáng)大的信息系統(tǒng)是水利監(jiān)管的重要支撐。為此，必須充分發(fā)揮新一代信息技術(shù)的驅(qū)動(dòng)引領(lǐng)作用，大力推進(jìn)高新技術(shù)與水利業(yè)務(wù)深度融合，加快智慧水利建設(shè)步伐。

一、背景

1.1新疆水利信息化發(fā)展現(xiàn)狀

從新疆的區(qū)情水情來(lái)看，水資源總量不大，地均相對(duì)較少;水資源時(shí)空分布不均衡，實(shí)現(xiàn)合理調(diào)配難度大;水資源的調(diào)蓄能力不足，優(yōu)化配置的格局尚未完全建立;農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施、病險(xiǎn)水庫(kù)水閘除險(xiǎn)加固、重要河流防洪等民生水利發(fā)展相對(duì)滯后。這些“老問(wèn)題”依然存在，相對(duì)全國(guó)顯得更為突出。從“新問(wèn)題”看，用水方式粗放、用水效率低下，水資源開(kāi)發(fā)利用過(guò)度、部分地區(qū)地下水超采嚴(yán)重、生態(tài)環(huán)境用水被擠占，水利改革推進(jìn)緩慢，水資源監(jiān)管乏力等新問(wèn)題日益凸顯。綜合分析，由于新疆水利建設(shè)投入不足、歷史欠賬較多，重建設(shè)、輕管理，重開(kāi)發(fā)利用、輕節(jié)約保護(hù)的觀念沒(méi)有根本改變。在補(bǔ)短板的同時(shí)要更加重視強(qiáng)監(jiān)管，把強(qiáng)監(jiān)管抓實(shí)抓好，盡快扭轉(zhuǎn)行業(yè)監(jiān)管薄弱的被動(dòng)局面，提升新疆水旱災(zāi)害防御能力，解決人民群眾對(duì)除水害興水利的需求與水利工程能力不足的矛盾，促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展，解決人民群眾對(duì)水資源水生態(tài)水環(huán)境的需求與水利行業(yè)監(jiān)管能力不足的矛盾。

1.2信息化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前，新一代信息技術(shù)迅猛發(fā)展并在社會(huì)各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，為新疆水利信息化發(fā)展帶來(lái)新的技術(shù)動(dòng)力。一是新一代采集監(jiān)測(cè)技術(shù)為新疆水利監(jiān)管提供了先進(jìn)的感知手段。衛(wèi)星遙感、航空遙感、無(wú)人機(jī)、傾斜攝影、智能攝像機(jī)、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代監(jiān)測(cè)感知技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)新疆水利更高精度的監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)重點(diǎn)地區(qū)可實(shí)現(xiàn)全天候?qū)崟r(shí)觀測(cè)。二是網(wǎng)絡(luò)計(jì)算存儲(chǔ)等基礎(chǔ)設(shè)施高速發(fā)展為新疆智慧水利建設(shè)提供了高效的計(jì)算服務(wù)能力。存儲(chǔ)集成度、服務(wù)器計(jì)算能力不斷提高，為新疆水利監(jiān)管海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理提供了保障。三是云計(jì)算、大數(shù)據(jù)與人工智能的發(fā)展為新疆水利綜合管理智慧化提供了技術(shù)手段，為科學(xué)決策、技術(shù)創(chuàng)新提供了有力的技術(shù)支撐。新一代信息技術(shù)不斷成熟、高新技術(shù)與社會(huì)各領(lǐng)域不斷深度融合，促進(jìn)了社會(huì)信息化的發(fā)展，為新疆水利治理信息化發(fā)展提供了示范及技術(shù)新動(dòng)力。

二、新疆智慧水利方案

2.1目標(biāo)

緊緊圍繞“水利工程補(bǔ)短板、水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管”的水利改革發(fā)展總基調(diào)，以信息化支撐新疆各級(jí)水行政主管部門更好履行職能，提升水資源合理利用、優(yōu)化配置和節(jié)約保護(hù)的水平;提升監(jiān)測(cè)預(yù)警能力、業(yè)務(wù)服務(wù)能力、決策調(diào)度能力。支撐更好的做到堅(jiān)持節(jié)水優(yōu)先、堅(jiān)持保護(hù)優(yōu)先、堅(jiān)持統(tǒng)籌兼顧的三個(gè)堅(jiān)持。加強(qiáng)綜合監(jiān)管、業(yè)務(wù)監(jiān)管應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)，服務(wù)強(qiáng)監(jiān)管需求，支撐從增加供給轉(zhuǎn)向更加重視需求管理，實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格控制用水總量和提高用水效率;支撐加強(qiáng)水資源、水域和水利工程的管理保護(hù)，實(shí)現(xiàn)維護(hù)河湖健康美麗;支撐保障合理用水需求和水資源的可持續(xù)利用，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供水安全保障。

2.2技術(shù)架構(gòu)

新疆智慧水利總體架構(gòu)包括監(jiān)測(cè)感知、信息網(wǎng)、智能平臺(tái)、智能應(yīng)用等部分。其中信息采集與傳輸系統(tǒng)獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)資源池、數(shù)據(jù)服務(wù)和應(yīng)用支撐是關(guān)鍵，各類業(yè)務(wù)應(yīng)用和智能應(yīng)用是核心，信息安全體系、保障體系基礎(chǔ)。監(jiān)測(cè)感知層實(shí)現(xiàn)對(duì)新疆水利治理要素的感知采集。感知的對(duì)象包括河湖、水資源、水工程、水生態(tài)等方面，結(jié)合遙感衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)、地面監(jiān)測(cè)站網(wǎng)、視頻監(jiān)視等技術(shù)形成天空地一體化監(jiān)測(cè)。信息來(lái)源包括通過(guò)各類傳感器采集的、部委省區(qū)交換的以及互聯(lián)網(wǎng)抓取等。信息網(wǎng)包括工控網(wǎng)、政務(wù)外網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)以及其他業(yè)務(wù)專網(wǎng)。新建新疆水利廳與塔河流域、伊犁河流域和E河流域重點(diǎn)水利工程（渠首、樞紐等）和20座重點(diǎn)水庫(kù)的工控網(wǎng);政務(wù)外網(wǎng)與水利部水利專網(wǎng)、其他流域、省區(qū)水利專網(wǎng)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)與水利部、地州信息互連互通，交換共享;互聯(lián)網(wǎng)即因特網(wǎng)，包含移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)。智能平臺(tái)包括云平臺(tái)、數(shù)據(jù)資源池和支撐平臺(tái)。云平臺(tái)為數(shù)據(jù)服務(wù)、應(yīng)用支撐和智能應(yīng)用提供高效存儲(chǔ)與計(jì)算服務(wù)。數(shù)據(jù)資源池包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等各類數(shù)據(jù)的治理和服務(wù)，以及新疆基礎(chǔ)知識(shí)、業(yè)務(wù)知識(shí)和大數(shù)據(jù)的管理開(kāi)發(fā)等。專業(yè)支撐平臺(tái)包括基礎(chǔ)業(yè)務(wù)支撐、可視化、一張圖、知識(shí)圖譜、網(wǎng)格管理、水利專業(yè)模型、模式機(jī)器感知、大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)算法等支撐。支撐平臺(tái)為新疆水利治理智能應(yīng)用提供計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)及服務(wù)支撐。智能應(yīng)用以新疆水利治理應(yīng)用系統(tǒng)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)水旱災(zāi)害防御、水資源、河湖、水行政、水生態(tài)、水工程、水監(jiān)督、政務(wù)綜合管理以及綜合監(jiān)管的智能應(yīng)用與協(xié)同。

三、建設(shè)任務(wù)

3.1構(gòu)建新疆感知網(wǎng)

通過(guò)防汛、山洪、水資源等一系列重大項(xiàng)目的建設(shè)，形成了基礎(chǔ)采集體系，圍繞新疆水利業(yè)務(wù)、事務(wù)和政務(wù)的監(jiān)管需求，完善各類監(jiān)管數(shù)據(jù)采集站網(wǎng)建設(shè)，擴(kuò)大信息采集的種類、范圍和密度，利用遙感、無(wú)人機(jī)等先進(jìn)技術(shù)手段，建立空-天-地一體化的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)體系，提升信息采集和感知能力，促進(jìn)采集體系共建共管，避免重復(fù)建設(shè)，重復(fù)采集等問(wèn)題。

3.2完善新疆水利信息網(wǎng)

為了達(dá)到各類信息資源在自治區(qū)范圍達(dá)到共建共享、互聯(lián)互通的應(yīng)用效果，要求各級(jí)單位根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源現(xiàn)狀，參照新疆水利信息化“一張網(wǎng)”相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，加大對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建設(shè)的投入，補(bǔ)充完善水利專網(wǎng)。對(duì)于水利專網(wǎng)覆蓋不到的地方，可選擇租用運(yùn)營(yíng)商專線鏈路的方式進(jìn)行聯(lián)通，從而確保自治區(qū)水利廳、各地州和縣級(jí)水利局、流域管理機(jī)構(gòu)及現(xiàn)地采集設(shè)施之間的互聯(lián)互通。

對(duì)于現(xiàn)有各類已建網(wǎng)絡(luò)設(shè)施資源，要充分發(fā)揮其作用，加強(qiáng)統(tǒng)一管理，強(qiáng)化共享利用，堅(jiān)決避免重復(fù)建設(shè)，自成體系等現(xiàn)象。對(duì)于不符合新疆水利信息化“一張網(wǎng)”相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，由建設(shè)與運(yùn)維管理單位在“一張網(wǎng)”標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范下發(fā)后，盡快分階段進(jìn)行整改落實(shí)。自治區(qū)范圍內(nèi)今后新建的各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)施與系統(tǒng)，要嚴(yán)格依據(jù)自治區(qū)“一張網(wǎng)”相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行建設(shè)和實(shí)施。

3.3構(gòu)建智能協(xié)同應(yīng)用

充分利用水利十大業(yè)務(wù)需求分析成果，重點(diǎn)突出防洪、供水、生態(tài)修復(fù)、水利信息化等工程短板和加強(qiáng)江河湖泊、水資源、水工程、水土保持、資金、政務(wù)等業(yè)務(wù)監(jiān)管需求，基于信息融合共享、工作模式創(chuàng)新、流程協(xié)同優(yōu)化、應(yīng)用敏捷智能等新時(shí)代水利業(yè)務(wù)應(yīng)用思路，在整合優(yōu)化現(xiàn)有的水利業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，充分運(yùn)用水利大腦提供的大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、遙感解譯、水利模型等平臺(tái)能力，構(gòu)建涵蓋水資源、水生態(tài)水環(huán)境、水災(zāi)害、水工程、水監(jiān)督、水行政、水公共服務(wù)等核心業(yè)務(wù)的新疆水利智能應(yīng)用，全面提升水利業(yè)務(wù)的精細(xì)管理、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、分析評(píng)價(jià)與決策支持能力。

3.4提升網(wǎng)絡(luò)安全保障能力

1）提升應(yīng)急響應(yīng)能力。網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)急響應(yīng)能力建設(shè)是維護(hù)新疆智慧水利網(wǎng)絡(luò)安全、及時(shí)處置網(wǎng)絡(luò)安全事件、控制減少網(wǎng)絡(luò)安全威脅的重要抓手。建設(shè)集中安全管理控制平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)全網(wǎng)信息安全和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的統(tǒng)一管理與監(jiān)視。

2）提升監(jiān)測(cè)預(yù)警能力。網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)預(yù)警能力建設(shè)是新疆智慧水利網(wǎng)絡(luò)安全由被動(dòng)防御向主動(dòng)控制轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。網(wǎng)絡(luò)安全大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，基于各類安全設(shè)備日志、網(wǎng)絡(luò)流量和威脅情報(bào)等安全相關(guān)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行全面的關(guān)聯(lián)分析，提升網(wǎng)絡(luò)安全威脅的預(yù)測(cè)預(yù)警能力。威脅感知預(yù)警系統(tǒng)，以大數(shù)據(jù)分析技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的內(nèi)控合規(guī)和威脅告警。網(wǎng)絡(luò)安全數(shù)據(jù)共享交換平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)事件告警、威脅情報(bào)、安全相關(guān)通知通告與水利部和其他相關(guān)單位的數(shù)據(jù)共享交換。

3）提升縱深防御能力。旨在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)安全縱深防御基礎(chǔ)，全面性形成網(wǎng)絡(luò)安全防御能力。數(shù)據(jù)中心安全：通過(guò)安全資源池、東西向隔離、虛擬主機(jī)防護(hù)等措施加強(qiáng)云平臺(tái)及虛擬化的安全防御。園區(qū)網(wǎng)（終端）：園區(qū)網(wǎng)安全系統(tǒng)建設(shè)主要包括：終端病毒與惡意代碼防范、終端安全管理技術(shù)、操作系統(tǒng)安全加固、終端審計(jì)管理和等級(jí)保護(hù)合規(guī)。移動(dòng)互聯(lián)安全：從終端環(huán)境、傳輸網(wǎng)絡(luò)、后端系統(tǒng)等方面對(duì)移動(dòng)應(yīng)用安全和服務(wù)安全進(jìn)行安全防御體系建設(shè)。物聯(lián)網(wǎng)安全：實(shí)現(xiàn)終端、數(shù)據(jù)和應(yīng)用安全與水利密碼和身份認(rèn)證系統(tǒng)的集成，對(duì)終端實(shí)現(xiàn)認(rèn)證和對(duì)數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)加密。網(wǎng)絡(luò)邊界安全：對(duì)水利廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、外聯(lián)專線、國(guó)家電子政務(wù)外網(wǎng)等外部網(wǎng)絡(luò)與新疆水利及直屬單位和地州水利局等各單位之間的連接邊界，嚴(yán)格出入口邊界控制，縣局互聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一接入市局層級(jí)，縣局不再單設(shè)互聯(lián)網(wǎng)出口。工控網(wǎng)安全：通過(guò)物理安全、邊界防護(hù)、惡意代碼防范、主機(jī)加固、訪問(wèn)控制、鏈路加密、安全審計(jì)、安全監(jiān)控等多方面健全工控系統(tǒng)的安全防護(hù)。

4）安全數(shù)據(jù)采集。通過(guò)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)安全數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)網(wǎng)內(nèi)各類網(wǎng)絡(luò)安全有關(guān)日志進(jìn)行統(tǒng)一收集存儲(chǔ)處理，為網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)等能力建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。

3.5構(gòu)建智慧水利配套保障體系

1）健全體制機(jī)制。研究建立適應(yīng)統(tǒng)籌推進(jìn)信息化建設(shè)要求的項(xiàng)目前期及建設(shè)管理體制，切實(shí)做到網(wǎng)信與主體業(yè)務(wù)的同步設(shè)計(jì)、同步建設(shè)、同步驗(yàn)收，從源頭上解決重復(fù)建設(shè)和資源整合共享難等問(wèn)題;建立健全推動(dòng)數(shù)據(jù)資源共享及業(yè)務(wù)上線在線的相關(guān)工作機(jī)制;完善信息化驗(yàn)收制度，加強(qiáng)對(duì)信息化項(xiàng)目驗(yàn)收把關(guān)，促進(jìn)和規(guī)范數(shù)據(jù)共享管理2）完善標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。根據(jù)新疆智慧水利建設(shè)需要，修訂整合已有信息化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)在基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)安全、信息（數(shù)據(jù)）接入、資源整合等方面構(gòu)建適度超前的新疆智慧水利技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);加強(qiáng)水利工程設(shè)施智慧化改造與建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)制定。3）基礎(chǔ)研究和技術(shù)創(chuàng)新。結(jié)合全面立體感知體系的建設(shè)，開(kāi)展基于物聯(lián)網(wǎng)全景式水利要素監(jiān)測(cè)、水利工程監(jiān)控等關(guān)鍵技術(shù)研究;面向新疆智慧水利業(yè)務(wù)應(yīng)用，開(kāi)展人工智能、無(wú)人機(jī)、遙感影像、圖斑識(shí)別等技術(shù)研究，支撐水資源開(kāi)發(fā)利用、防汛抗旱災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、極端水事件應(yīng)急響應(yīng)等典型應(yīng)用，推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+智慧決策”的研究;開(kāi)展物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)測(cè)感知新技術(shù)應(yīng)用，推動(dòng)云服務(wù)技術(shù)應(yīng)用，推進(jìn)遙感影像等技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用;通過(guò)研究實(shí)驗(yàn)與技術(shù)試點(diǎn)，形成前沿技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)指南與配套方案和產(chǎn)品。4）建設(shè)運(yùn)維體系。完善運(yùn)維工作機(jī)制。按照運(yùn)維主管機(jī)構(gòu)、運(yùn)維管理機(jī)構(gòu)和運(yùn)維服務(wù)機(jī)構(gòu)分工負(fù)責(zé)的架構(gòu)，明確委屬各級(jí)單位的信息系統(tǒng)運(yùn)維管理模式;在整個(gè)運(yùn)維生命周期內(nèi)，按照PDCA（規(guī)劃、實(shí)施、檢查、改進(jìn)）模型進(jìn)行運(yùn)維能力管理，確保運(yùn)維對(duì)象全覆蓋，嚴(yán)格劃分服務(wù)級(jí)別，按需挑選運(yùn)維內(nèi)容，明確過(guò)程管理流程，認(rèn)真落實(shí)服務(wù)考核，盡快形成上下一致、嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的智慧運(yùn)維工作機(jī)制。5）優(yōu)化人才隊(duì)伍。根據(jù)新疆智慧水利建設(shè)需要，加快相關(guān)人才開(kāi)發(fā)，在人才培養(yǎng)、人才引進(jìn)、創(chuàng)新獎(jiǎng)勵(lì)、環(huán)境優(yōu)化等方面出臺(tái)更具競(jìng)爭(zhēng)力的鼓勵(lì)政策，引進(jìn)培育一批與新疆智慧水利實(shí)施進(jìn)程相適應(yīng)的技術(shù)人才隊(duì)伍。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)新疆智慧水利的建設(shè)，可推動(dòng)新疆水利科技全面創(chuàng)新，支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，是水利科技創(chuàng)新的重要手段，是解決信息資源整合和共享問(wèn)題、信息深度開(kāi)發(fā)和利用問(wèn)題及決策支持方面的各項(xiàng)問(wèn)題的基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)水利現(xiàn)代化、智慧化的技術(shù)支撐。通過(guò)新疆智慧水利的建設(shè)，可有效提升水資源管理與保護(hù)預(yù)警能力，實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置和科學(xué)調(diào)度，進(jìn)而改善水環(huán)境水生態(tài)質(zhì)量，保障城鄉(xiāng)的飲用水安全。同時(shí)，通過(guò)水資源的優(yōu)化配置和科學(xué)調(diào)度，為新疆水利的社會(huì)發(fā)展提供可靠的水資源保證，支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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