广东省“互联网+现代水利”探索与实践

李观义，朱汝雄，谢 欢

（广东省防汛抢险技术保障中心，广东 广州 510635）

0 引言

自国家出台《国务院关于积极推进“互联网 +”行动的指导意见》[1]以来，“互联网 + ”已在旅游、交通、农业、教育等行业得到深入的研究和应用[2–6]，在水利方面的应用也有学者进行了探讨[7–9]，水利部将智慧水利作为今后一段时期的重点工作[10]，广东省政府推进“数字政府”建设，构建大平台共享、大数据慧治、大系统共治的顶层架构体系[11]。近年来，广东省水利网信工作虽然取得了一定成绩，但也存在信息感知不全面，整合共享不充分，资源使用效率不高，智能应用不广泛，民生服务水平不高，基层信息化管理能力薄弱，区域发展不平衡，运行管护经费不够等全局性和系统性的问题。为有效解决水利网信工作存在的短板问题，推动云计算、物联网、大数据、人工智能与水利业务的深度融合，根据国家和水利部的部署，结合“数字政府”建设，参考行业内外的做法经验，开展了以互联网技术为引领的“互联网 + 现代水利”系统研究[12–13]，先后制定了《广东省“互联网 + 现代水利”行动计划》《广东省“互联网 + 现代水利”顶层设计》《广东省“互联网 + 现代水利”行动计划实施方案》，明确了广东省“互联网 + 现代水利”4 个建设目标、5 个方面的建设任务及微服务框架结构，提出了可行的推进措施、方法和手段并展开了具体实践，力图从观念、技术、管理、流程等方面促使传统水利向现代水利转变，努力实现水治理体系和能力现代化。

1 广东省“互联网 + 现代水利”关键研究成果

1.1 建设目标

根据广东省网信工作实际，确定广东省近、远期建设目标，明确要达到水安全、水生态、水管理、水服务 4 个现代水利新格局。

1.1.1 近期目标

到 2020 年，强化“互联网 +”技术融合应用，通过广东省“互联网 + 现代水利”行动计划的实施，初步形成“互联网 + 现代水利”基本框架，全省水利信息化继续保持国内同行业领先水平。

1.1.2 远期目标

到 2030 年，深化“互联网 +”技术在水利领域的深度感知、泛在互联、服务整合和智慧应用，全面实现全面感知、高速互联、充分共享、智能应用、周到服务，并以互联网技术为引领，通过观念更新、技术革新、管理创新和流程再造，形成以下4 个现代水利新格局：

1）建立以防汛抗旱、水利工程、供水排水、水资源等安全为目标的，监测监控、智能分析、专家研判和领导决策的水安全新格局；

2）建立以水资源保护、水污染防治、水环境改善、水生态修复等生态为目标的，河畅、水清、堤固、岸绿、景美的水生态新格局；

3）建立以江河湖库、水利工程、水土保持、水政执法等管理为目标的，标准化、物业化、集约化和智能化的水管理新格局；

4）建立以信息公开、网上办事、政民互动、开放共享等服务为目标的，为民、便民、利民、惠民的水服务新格局。

1.2 建设任务

广东省 “互联网 + 现代水利”体系主要完成全面感知等 5 个方面的建设任务。

1.2.1 全面感知

主要建设以下全面感知体系：建设水库、水闸、堤防、泵站、引调水工程、灌区、水电站等水利工程的全面感知体系；建设水资源监控、江河水系和地下水监测等水资源全面感知体系；建设水土保持、水生态保护、水污染防治等水生态全面感知体系；建设河湖管理、水政执法、安全生产、水库移民、资金管理、网上审批、公共服务等水管理全面感知体系。

1.2.2 高速互联

在广东省“数字政府”建设的过渡期内，充分利用已建水利通信网络，通过适当升级改造，与省电子政务外网互为备用；全省政务骨干网络建成后，实现省水利厅到地市网络带宽不少于 100 Mbit/s，地市到县（区）、乡（镇）网络带宽不少于 50 Mbit/s 的骨干网；在防汛重点区、县级灾害危害易发区、偏远地区、公网通讯保障能力薄弱区域建设通信移动站和卫星固定站等应急通信网络。

1.2.3 充分共享

充分利用广东省“数字政府”构建的政务云大平台、公共支撑服务组件等，构建水利大数据资源池、业务服务组件、大数据分析和决策支持模型资源池，形成面向各级水利系统、政府相关部门和社会公众的大平台支撑体系，开展对各级水利系统的设备、数据、模型、服务等资源的统一访问控制，状态监控，使用统计和配置调度。

1.2.4 智能应用

按照广东省“数字政府”标准化接口，“大系统”叠加“小应用”、模块开发、分类对接的要求，利用标准化监测、监控、监视体系，依托水利大数据、模型、业务服务等资源池与“一张图”的集成整合，围绕水灾害防治、水资源短缺、水生态损害、水环境污染 4 个问题，建立水安全、水生态、水管理、水服务等方面的智能应用体系。

1.2.5 周到服务

建设面向决策和管理人员、公众等不同服务对象的，为民、便民、利民、惠民的周到服务体系。扩宽政民互动交流渠道，优化整合网上办事流程，实现网上全流程一站式办理，形成水利信息公开、网上办事、政民互动、信息共享的泛在服务新格局，全面提升水利服务于社会公众的能力。

1.3 框架结构

1.3.1 总体框架

广东省“互联网 + 现代水利”总体框架如下：

1）以全面感知为基础，构建汇聚融合、一数一源的水利大数据资源体系，实现“一张图”集成整合；

2）以“大平台”叠加“小应用”为框架，形成涵盖水利全业务的小应用群，实现智能应用和周到服务；

3）以省级部署、多级应用为模式，推动信息系统扁平化管理，快速提升全省水利部门的应用水平。

总体框架图如图 1 所示。

1.3.2 大平台框架

“互联网 + 现代水利”大平台架构为总体框架的核心部分，采用微服务框架建设，主要包括以下5 个功能层级：

1）数据感知层。依托水利工程智能感知网状网，实现远程实时感知数据整合归集，基于流处理引擎完成水利行业数据采集、解码、清洗、转换。

2）数据支撑层。基于分布式内存网格缓存，数据库存储海量的结构化和非结构化数据，实现数据服务接口封装，结合认证鉴权、权限管理和数据加密等方式实现数据安全访问控制。

3）平台服务层。采用微服务框架，坚持高内聚、低耦合的服务设计理念，实现系统功能彻底的组件化和服务化，实现智能应用与系统平台间的松耦合，结合水利行业的业务特点，组合共性业务需求，既支持本地化的服务需求，同时也支持定制化的服务需求。

图 1 “互联网 + 现代水利”总体框架图

4）智能应用层。基于平台服务层的服务能力，围绕水安全、水生态、水管理、水服务 4 个方面开发设计智能应用，解决水灾害防治、水资源短缺、水生态损害、水环境污染 4 个问题。

5）运维监控层。微服务架构的特点决定了系统运维监控的重要性和必要性，围绕基础设施、系统层、应用层、业务层、用户体验等 5 个维度的监控实现对系统运行的全面监控，保障平台业务的连续性、不间断性。

大平台架构图如图 2 所示。

2 广东省“互联网 + 现代水利”实践成果

2.1 全面感知方面

全面感知主要从以下 4 个方面建设：

1）制定了《广东省水利工程感知系统建设工作规划方案》，明确了下一段全面感知的工作任务、建设目标、建设范围和工作计划。

2）以芦苞和西南水闸机电设备运行、维护管理为试点，运用工业互联网、物联网、工业数据分析平台技术，实现数据感知、采集、通信和集成应用，并基于物联网技术实现设施设备及与应用终端的互通互联。

3）开展省重点水利枢纽监测数据归集共享建设，工作任务包括对省重点水利枢纽数据梳理、智能感知体系设计、枢纽信息化系统集成对接、省级智能感知数据管理中心（DMC）建设、水利枢纽智能感知微服务应用搭建、省重点水利枢纽智能感知大屏展示应用搭建等。

图 2 广东省“互联网 + 现代水利”大平台架构图

4）建设广东省三防水利视频监控系统应急实施项目，建设并整合接入 1 701 个视频监控点，实现对主要江河湖库的全面视频感知和智能管控。

2.2 高速互联方面

主要从以下 3 个方面实现高速互联：

1）采取省统筹、分级建设的推进方式进行，全面建成省到地级以上市之间 50 Mbit/s、地级以上市到县之间 20 Mbit/s 带宽的全省水利三防通讯专网。

2）完成省三防、全省 21 个地级以上市及所辖县（市、区）三防办公室和厅直属单位视频会商系统高清改造。

3）建设全省三防应急通信网络，为 492 个山洪灾害防治镇配置了卫星电话，实现省、市、县、镇四级三防部门应急通信设备的全覆盖。

2.3 充分共享方面

主要从以下 3 个方面实现充分共享：

1）按照“共享云 + 私有云”建设思路，制定了广东水利“一朵云”实施方案，建设广东水利“一朵云”首期。

2）制定了“一张图”建设方案。明确“一张图”建设目标和具体任务，研究如何构建二维、三维一体化的水利大数据统一的地图服务体系及满足水利业务个性化的专题地图定制服务。

3）集约化构建广东水利调度指挥中心。集约整合韩江高陂水利枢纽工程、水资源监控能力、山洪灾害防治、珠江三角洲水资源配置工程等项目信息化建设内容，构建集监控、会商、调度、指挥和业务展示等功能于一体的广东水利调度指挥中心。

2.4 智能应用方面

主要实现以下 4 个方面的智能应用：

1）构建广东智慧河长体系。运用“互联网 +”思维，依托微信系统，开发建设了以河长管理和公众服务为支撑的广东智慧河长平台，覆盖全省五级河长，用户 5.1 万人，实现河长制业务协同，打造高效治水圈。

2）将“互联网 +”技术与水利资金监管相融合，建成广东省水利系统政府投资建设项目资金使用监管平台，实现对全省政府投资的 8 900 多宗水利项目从立项到竣工决算全过程，涉及 1 418 亿元资金来源和使用详细信息的全面动态监控、公开、跟踪和预警。

3）依托“互联网 +”理念和新技术，实现水行政执法及监督全过程信息化管理，在全省范围内形成资源充分共享、信息服务创新、分级管理的水政执法信息化监督指挥体系。

4）建设“互联网 + 绿色小水电”平台，促进全省农村水电政府监管、市场服务、电站运行的深度融合，实现政府监管智能化、电站运行智慧化、市场服务集约化的智慧水电总体目标，推动农村水电行业全面转型升级。

2.5 周到服务方面

开展“互联网 +”政务服务。搭建网络化、移动式、交互性的水利公共服务平台，向公众提供丰富多样的水利公共服务；建设咨询汇聚和结果跟踪发布平台，利用两微一端等多种形式，畅通公众参与和互动的网上渠道，及时回应群众关切的问题，解疑释惑。

3 广东省“互联网 + 现代水利”工作方向

3.1 建立“互联网 + 现代水利”标准体系

着力建立“1 + 5 + N”的“互联网 + 现代水利”标准体系，即 1 个“互联网 + 现代水利”建设管理办法，全面感知、高速互联、全面共享、智能应用、周到服务等 5 个“互联网 + 现代水利”标准，N 个“互联网 + 现代水利”建设技术标准规范。

3.2 高位推进水利工程管理标准化、信息化建设

水利工程信息化是广东省水利信息化工作的短板，也是广东省水利现代化发展过程中的一个薄弱环节，为此，将它作为水利工程补短板问题，专门提请省政府高位推进水利工程管理标准化、信息化建设，全面提高水利工程管理水平，破解水利工程重建轻管的难题。建设内容包括水利工程管理标准体系、智能感知系统等两方面建设，以及水利工程管理物业化、专业化、集约化等三方面管理模式创新。

3.3 构建水利微服务构架平台

依托广东省“数字政府”，以“互联网 + 现代水利”为抓手，构建水利微服务架构平台，统一标准体系，并预留自主开发空间，以满足不同地区水利系统人员个性化需求，实现全省共享使用，确保水利信息的互联互通。

3.4 继续推进重点项目建设

继续推进包括“互联网 + 河长制”“互联网 +水政执法”“互联网 + 绿色小水电”“互联网 + 政务服务”及流域管理信息化工程等重点项目的建设，确保“互联网 + 现代水利”各项工作落到实处。

4 结语

广东省“互联网 + 现代水利”研究成果已在省三防水利视频监控系统应急实施项目，省三防、全省 21 个地级以上市及所辖县（市、区）三防办公室和厅直属单位视频会商系统高清改造，“互联网 + 河长制”“互联网 + 水政执法”“互联网 + 绿色小水电”，以及水利资金监管等项目和业务系统中得到应用，实现了各项目平台框架的统一、业务的智能协同、资源的集约共享和服务周到泛在，可为全省编制水利信息化发展规划、信息系统设计和整合、水利工程信息化建设、信息资源共享利用提供指导，也可为其它省市和地区提供参考借鉴。下一阶段，将在水利微服务架构平台构建，“互联网 + 现代水利”标准制定，水利大数据挖掘等方面持续发力，确保“互联网 + 现代水利”工作始终走在全国前列。