智慧水務在海綿城市中的應用

張萌

中機中聯(lián)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(chǎn)、管理和服務流程的智慧水平。智慧技術(shù)應用于海綿城市建設(shè)，不僅可以增強城市建設(shè)、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(shè)施等各類動態(tài)數(shù)據(jù)，為城市防洪排澇、生態(tài)健身提供管理、規(guī)劃、設(shè)計和決策的技術(shù)支持。

1 智慧水務簡介

智慧水務利用新一代信息技術(shù)，通過傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡和移動系統(tǒng)與水務信息系統(tǒng)的結(jié)合，構(gòu)建成智能感知、智能仿真、智能診斷、智能預警、智能調(diào)度、智能處置、智能控制和智能服務全方位的水務管理系統(tǒng)?！爸腔鬯畡铡笔侵腔鄢鞘薪ㄔO(shè)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(fā)展提供更好的支撐，有效提升城市智慧建設(shè)和宜居能力。城市供水安全直接關(guān)系著人們的生命安全，是構(gòu)建經(jīng)濟繁榮、政治穩(wěn)定的現(xiàn)代化城市的重要基礎(chǔ)。伴隨著智慧水務的建設(shè)，城市供水系統(tǒng)網(wǎng)絡安全問題日益突出。網(wǎng)絡安全已上升到國家安全戰(zhàn)略高度，習近平總書記在中央網(wǎng)絡安全和信息化領(lǐng)導小組第一次會議中明確闡述了網(wǎng)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(wǎng)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(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施，在網(wǎng)絡安全等級保護制度的基礎(chǔ)上，實行重點保護。網(wǎng)絡安全是智慧水務健康、長久發(fā)展的重要保障[1]。

2 建設(shè)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(shè)示范城市，海綿建設(shè)的績效評價體系是海綿城市建設(shè)、運維、提升、示范及總結(jié)的重要環(huán)節(jié)。同時，海綿城市的績效評價又是一個監(jiān)測、統(tǒng)計、計算、對比的過程，傳統(tǒng)的手段不能及時和準確地做出績效評價，利用監(jiān)測技術(shù)、云計算、云存儲、大數(shù)據(jù)分析、雨洪模擬、地理信息系統(tǒng)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(jiān)控和評價各種指標，為海綿城市的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運行、考核提供了可靠的數(shù)據(jù)保證。

2.2 經(jīng)濟高效運維的需求

海綿城市的建設(shè)突破了傳統(tǒng)灰色排水體系的建設(shè)理念，增加了大量的海綿細胞，在發(fā)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(tǒng)的運維提出了非常高的要求。以人力監(jiān)測為主的傳統(tǒng)排水運維模式不僅工作繁重、反應遲緩、管理不系統(tǒng)，而且各排水區(qū)域缺乏聯(lián)動及優(yōu)勢互補，運維數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)之間缺乏有效聯(lián)通，容易造成數(shù)據(jù)孤島。因此，海綿城市效能的發(fā)揮需要智慧手段的輔助。通過對海綿細胞和各項指標的監(jiān)測，實現(xiàn)了對不健康海綿細胞、不佳運行工況和趨勢的預警，協(xié)助了管理人員有的放矢地監(jiān)管和維護[2]。

3 城市智慧水務建設(shè)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(shè)的關(guān)注度不足，沒有關(guān)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(tǒng)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(tǒng)進行有效解決。

3.2 信息化程度不高

由于城市水務系統(tǒng)的發(fā)展起步較晚，使得當前水務管理信息化程度不高，水務系統(tǒng)建設(shè)不完善，管理部門內(nèi)部的局域網(wǎng)建設(shè)不完全，各涉水機構(gòu)之間的信息交流難度較大，無法有效發(fā)揮水務系統(tǒng)的作用。加之水務基礎(chǔ)設(shè)施陳舊，與信息化設(shè)施難以匹配，水務管理系統(tǒng)與管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)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(huán)節(jié)態(tài)勢感知

針對智慧水務工業(yè)控制網(wǎng)絡中安全防護手段眾多、安全信息雜亂、安全態(tài)勢不可見的現(xiàn)狀，建議以水務企業(yè)為主體，建設(shè)涵蓋其下屬水源廠、凈水廠、泵站、管網(wǎng)等生產(chǎn)設(shè)施、覆蓋采水、凈水、給水、供水、排水等全環(huán)節(jié)的工控安全態(tài)勢感知平臺，實現(xiàn)對企業(yè)下屬企業(yè)全方位、全天候的網(wǎng)絡安全態(tài)勢感知，及時發(fā)現(xiàn)各類網(wǎng)絡安全風險以及非法訪問事件，實現(xiàn)工業(yè)信息安全的閉環(huán)管理，全面提高水務企業(yè)工業(yè)安全防護的整體水平。智慧水務工控安全態(tài)勢感知平臺引入大數(shù)據(jù)威脅情報分析技術(shù)，綜合底層海量數(shù)據(jù)采集及威脅情報分析能力，形成安全防護手段統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、資源信息全面監(jiān)控、態(tài)勢分析高度集中、運營數(shù)據(jù)智能分析實時預警、態(tài)勢呈現(xiàn)可見可控的綜合監(jiān)控中心，采用被動掃描方式實現(xiàn)資產(chǎn)脆弱性識別和分析，實時主動感知潛在的網(wǎng)絡安全風險，形成高價值、高可見、高實時的戰(zhàn)略性威脅情報，及時發(fā)現(xiàn)安全威脅、評估安全風險，按照風險、威脅、事件等構(gòu)建態(tài)勢要素及態(tài)勢模型，從計算環(huán)境、網(wǎng)絡邊界、業(yè)務流程等維度實現(xiàn)對智慧水務工業(yè)控制網(wǎng)絡全網(wǎng)安全態(tài)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(yè)控制網(wǎng)絡中專用工業(yè)協(xié)議多、生產(chǎn)網(wǎng)絡運行情況缺乏監(jiān)控、安全風險難以及時預警的現(xiàn)狀，建議建立以工業(yè)協(xié)議深度解析為基礎(chǔ)、“持續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)聯(lián)動”為核心理念、實時監(jiān)測分析告警的網(wǎng)絡安全審計機制，對智慧水務工業(yè)控制網(wǎng)絡中的所有層面進行全面持續(xù)的監(jiān)控，通過全面的數(shù)據(jù)感知和分析，建立智慧水務安全數(shù)據(jù)庫，并結(jié)合威脅情報，實現(xiàn)對已知威脅、高級威脅、APT攻擊的有效預防、發(fā)現(xiàn)、防御和過程回溯。通過安全審計實時監(jiān)測智慧水務工業(yè)控制網(wǎng)絡中針對工業(yè)協(xié)議的惡意攻擊、誤操作、違規(guī)行為、非法設(shè)備接入以及蠕蟲、病毒等惡意軟件的傳播，及時告警并聯(lián)動態(tài)勢感知平臺動態(tài)調(diào)整安全防護措施，避免發(fā)生安全事件。

5 結(jié)語

智慧海綿城市的建設(shè)，實現(xiàn)了海綿設(shè)施狀態(tài)的實時監(jiān)控、各類參數(shù)的全面采集、水務數(shù)據(jù)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(shè)提供了發(fā)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。