基于大数据技术的水利工程信息化应用分析

2021-04-01廖志伟

工程建设与设计 2021年20期

廖志伟

（新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局，乌鲁木齐 830000）

1 引言

我国水利工程建设和运行体系中，信息化技术的应用可以追溯至20 世纪90 年代，在计算机二维和三维技术支撑下，促进了水利工程建设水平的提升。随后，在相关软件技术及网络技术的支撑下，水利工程信息化应用体系不断完善，信息化技术应用已经覆盖工程项目策划、建设和运营管理的各个方面，为推动水利事业的发展起到了不可替代的作用。但是，由于信息化及其相关技术的快速发展，使得水利工程信息化应用逐步滞后，各种新型技术还没有完全融入信息化体系，限制了信息化技术作用的发挥。

2 水利工程信息化概述

2.1 水利工程信息化发展的意义

水利工程信息化是指在水利工程建设与运营管理的各个环节，通过信息化平台体系的构建，将各个层面要素整合为一体，形成良好的信息交互体系，促进水利工程管理水平不断提升的技术形式。新时期背景下，水利工程信息化的应用已经成为国家战略规划的重要组成部分。国家相关部门将水利工程信息化和水资源数字化建设纳入工作规划体系，以实现信息资源的高水平应用，为我国水利事业的发展起到更高水平的指引作用。水利工程信息化的应用还能为地方政府的水利事业管理提供更加完善的参考依据，为水利工程项目规划提供更加翔实的参考，更好地提升水利工程建设的科学性[1]。在水利工程建设和运营管理中，更是离不开各种工程建设信息的交互。因此，做好水利工程信息化建设具有重要的现实意义。

2.2 水利工程大数据的概念和特征

基于当前应用模式，水利工程大数据是以大数据技术为基础支撑，以信息化平台和模型为实现形式，将水利工程建设和运营信息转化为数据模式，分析实际运行中存在的问题，并为工程建设和运行管理决策的制定和实施提供可靠的参考依据。由于水利工程信息化平台运行中会产生海量数据，部分数据属于冗余数据，而单一性的数据所具有的价值极为有限，因此，必须选用合适的大数据算法构建完善的大数据分析模型，才能实现数据价值分析，探索数据背后蕴藏的潜在规律。从这方面而言，水利工程大数据具有复杂性、系统性、技术性等特征，需要将大数据技术与信息化平台有机融合，才能深层次地挖掘数据价值。

2.3 大数据在水利工程信息化中应用的可行性

目前，在大数据技术高速发展的背景下，各个行业的大数据技术应用水平不断提升，水利工程建设管理工作的开展同样需要对数据信息进行精准分析。在我国水利工程事业数十年的发展过程中，积累了大量的运行和管理数据，但是由于管理机制和技术的影响，这些数据是以孤立形式存在的，不同部门和主体之间的数据无法实现有效交互。在大数据技术支撑下，能够通过对数据的模块化、智能化处理，挖掘数据背后的隐藏信息，从而更加准确地把握水利工程的数据信息，进而为工程建设提供参考。但是由于数据体系本身的复杂性，使得数据挖掘难度较大，因此，必须能够结合大数据技术充分将数据价值挖掘出来[2]。从水利工程行业的发展需求和大数据技术发展现状2 个方面来说，大数据技术应用于水利工程信息化建设具有理论和实践方面的双重可行性。

3 水利工程信息化应用中的问题

3.1 信息化水平滞后于行业发展要求

虽然相关部门在水利工程信息化建设和应用方面一直保持着较大的投入，使信息化平台发挥了一定的作用，但是从整体上而言，信息化应用水平距水利工程行业的发展要求还有一定的差距。首先，在数据采集方面，部分单位还是采用人工采集模式，不仅采集效率低，准确性不够，还会出现数据不完善，格式不对应等问题。其次，数据分析体系不够完善，无法满足水利工程建设在环保、水土保持等方面的控制措施的要求。最后，信息化平台之间关联不足，没有形成完善的信息交互体系，并且信息交换机制不够完善，使数据信息价值无法充分体现出来。

3.2 顶层设计体系不完善

水利工程信息化建设和应用是长期、复杂的过程，需要通过长期的数据积累和完善的管理机制，并结合大数据技术的支持才能将其作用充分发挥出来。但是，就当前的实际发展情况而言，除国家相关部门在这方面有所推动，各企业和市场层面在这方面的参与力度明显不足，尤其是数据价值评估机制当前仍处于前期起步阶段。在缺乏经济效益和社会效益驱动情形下，使各个主体在水利信息化建设方面的投入意愿不足，管理层面也缺乏全面的认识，使信息化平台构建和运行体系无法满足新时期水利工程建设和管理的实际要求。

3.3 沟通协调体系不完善

多数水利工程建设都需要和上下游相关管理部门进行完善、深入的沟通，尽量减少工程建设对水资源调配和生态环境的影响。但是，在当前水利工程信息化应用中，各个层面的沟通协调体系还不够完善，数据交互还不够深入，甚至存在较为明显的“信息孤岛”现象。这些问题的存在限制了信息数据作用的发挥，对工程建设和发展也造成了一定的负面影响。如何构建完善的沟通协调体系，促进信息化应用水平和工程建设水平的不断提升，是当前水利工程信息化建设面临的现实问题[3]。

3.4 大数据技术应用深度不足

在水利工程行业不断发展背景下，更加深入地挖掘数据信息内含的规律，更加科学地开展建设工作，是水利工程信息化应用的重要目的。要更加科学地对水利工程的运行过程进行管理，必须结合大数据技术，多方面采集与工程建设及运行相关的数据，构建不同形式的大数据分析模型，以此满足不同层面的实际要求。但是就当前水利工程信息化运行体系而言，大数据技术应用整体水平明显较为滞后，模型构建较为单一，数据分析结果不够全面，应用范围也受到了较大的限制。

3.5 综合素养人才缺失

将大数据技术应用于水利工程信息化管理体系中，需要有足够的人才支撑，在做好协调管理的基础上，依托技术人员的有效处理完成对应的工作。但是，当前水利行业发展中，具有大数据和水利行业工作经验的综合性人才较为缺失，在大数据技术的具体应用方面缺乏创新性，使实际工作开展较为缓慢。同时，人才的培养和投入必然会造成人力资源成本增加，由此带来的经济效益无法直接体现在水利工程建设中，使企业不愿意在这方面加大投入力度。

4 提升大数据应用水平的路径

4.1 明确信息化建设重要性

将大数据技术深度融入水利工程信息化建设，构建更加完善的信息化应用体系，需要行业各个主体强化对信息化建设重要性的认识，深层次提升大数据技术与信息化平台的融合水平。一方面，需要国家相关管理部门加强规划建设，以规划方案引导相关单位和企业积极参与到信息化建设中[4]；另一方面，应树立水利工程企业在信息化应用方面的主体地位，通过具体的应用形式提升企业这方面的具体认知，并结合企业发展实际有针对性地投入，以此才能确保信息化应用的作用。

4.2 强化顶层设计体系构建

强化水利工程信息化顶层设计体系构建，需要水利工程管理部门从整体出发，深入水利工程行业发展实际，做好如下工作：首先，要构建水利工程信息化建设的相关制度，将大数据技术应用纳入制度体系，尤其要强化大数据的安全管理要求；其次，要适应市场经济机制的运行要求，初步搭建水利工程信息化交易平台，通过数据信息交易形式实现数据资源的交互，并有效降低企业在信息采集和整理方面的投入成本；最后，要完善企业层面的信息化建设监管制度，推动水利工程企业信息化投入水平不断提升，为水利事业长期发展奠定良好的基础。

4.3 强化各个部门的参与力度

水利工程信息化应用水平的提升离不开大量数据的支撑，以及相关单位和企业内部各个部门的参与。因此，在实际应用过程中，需要在遵循法律法规和市场机制运行要求的基础上，探索各个方面在信息化体系中的具体参与方式。通过完善的信息资源共享和交换机制，能够将大数据技术应用的经济效益和社会效益更好地体现出来，提升不同部门参与的积极性，在满足不同水利工程建设信息数据要求的基础上，逐步形成更加完善的运行体系，促进水利工程建设事业朝着科学、高效的方向发展[5]。

4.4 完善大数据技术体系

在水利工程信息化应用体系中，要切实将大数据技术的作用充分发挥出来，需要从完善信息化平台和大数据技术体系2 个层面入手：信息化平台体系中，应当包括数据档案管理、设计、经营、测绘和办公模块等基础内容，还应当设置对应的大数据接口和应用模块，并通过大数据技术的后台植入实现其应有的功能；大数据技术体系的完善，则是要根据不同类型水利工程建设的实际要求构建不同的数据模型，并将模型接口与信息化平台相关联，实现模型内嵌，对相关数据进行实时分析。

4.5 强化综合型人才培养

人才培养是大数据背景下水利工程信息化应用的薄弱环节，这方面工作的开展需要在企业不断加大培训力度的基础上，由政府相关部门为引导，以项目合作为基本运行方式，推动企业、高校和科研部门的共同参与，通过技术研究与实践应用的结合，深层次分析大数据技术应用中的实际问题，并利用技术优化有效解决这些问题，以此实现综合型人才培养目标，完善人才培养机制，为推动水利工程信息化可持续发展奠定坚实的人才基础。