浅论“新疆智慧水利”建设

艾尼瓦尔·达吾提 李勇 迪丽努尔·吐尔洪

【摘要】    新疆水利信息化工作已有一定工作基础，但还存在许多短板和弱项。紧紧围绕“水利工程补短板、水利行业强监管”的水利改革发展总基调，提出了新疆智慧水利的建设目标，设计了新疆智慧水利的技术框架，论述了新疆智慧水利工作的主要建设任务，分析了新疆智慧水利建设的社会和经济效益。

【关键词】    智慧水利    水利信息化    新疆    感知    智能协同

引言：

2018年水利部研究提出“水利工程补短板、水利行业强监管”水利改革发展总基调，指出水利网信工作是水利工程四大短板之一，提出“安全、实用”水利网信发展总要求，强调强大的信息系统是水利监管的重要支撑。为此，必须充分发挥新一代信息技术的驱动引领作用，大力推进高新技术与水利业务深度融合，加快智慧水利建设步伐。

一、背景

1.1新疆水利信息化发展现状

从新疆的区情水情来看，水资源总量不大，地均相对较少;水资源时空分布不均衡，实现合理调配难度大;水资源的调蓄能力不足，优化配置的格局尚未完全建立;农田水利基础设施、病险水库水闸除险加固、重要河流防洪等民生水利发展相对滞后。这些“老问题”依然存在，相对全国显得更为突出。从“新问题”看，用水方式粗放、用水效率低下，水资源开发利用过度、部分地区地下水超采严重、生态环境用水被挤占，水利改革推进缓慢，水资源监管乏力等新问题日益凸显。综合分析，由于新疆水利建设投入不足、历史欠账较多，重建设、轻管理，重开发利用、轻节约保护的观念没有根本改变。在补短板的同时要更加重视强监管，把强监管抓实抓好，尽快扭转行业监管薄弱的被动局面，提升新疆水旱灾害防御能力，解决人民群众对除水害兴水利的需求与水利工程能力不足的矛盾，促进人与自然和谐发展，解决人民群众对水资源水生态水环境的需求与水利行业监管能力不足的矛盾。

1.2信息化技术发展现状

当前，新一代信息技术迅猛发展并在社会各行业得到广泛应用，为新疆水利信息化发展带来新的技术动力。一是新一代采集监测技术为新疆水利监管提供了先进的感知手段。卫星遥感、航空遥感、无人机、倾斜摄影、智能摄像机、传感器、物联网等现代监测感知技术，可实现对新疆水利更高精度的监测，同时对重点地区可实现全天候实时观测。二是网络计算存储等基础设施高速发展为新疆智慧水利建设提供了高效的计算服务能力。存储集成度、服务器计算能力不断提高，为新疆水利监管海量数据存储、处理提供了保障。三是云计算、大数据与人工智能的发展为新疆水利综合管理智慧化提供了技术手段，为科学决策、技术创新提供了有力的技术支撑。新一代信息技术不断成熟、高新技术与社会各领域不断深度融合，促进了社会信息化的发展，为新疆水利治理信息化发展提供了示范及技术新动力。

二、新疆智慧水利方案

2.1目标

紧紧围绕“水利工程补短板、水利行业强监管”的水利改革發展总基调，以信息化支撑新疆各级水行政主管部门更好履行职能，提升水资源合理利用、优化配置和节约保护的水平;提升监测预警能力、业务服务能力、决策调度能力。支撑更好的做到坚持节水优先、坚持保护优先、坚持统筹兼顾的三个坚持。加强综合监管、业务监管应用系统的建设，服务强监管需求，支撑从增加供给转向更加重视需求管理，实现严格控制用水总量和提高用水效率;支撑加强水资源、水域和水利工程的管理保护，实现维护河湖健康美丽;支撑保障合理用水需求和水资源的可持续利用，为经济社会发展提供水安全保障。

2.2技术架构

新疆智慧水利总体架构包括监测感知、信息网、智能平台、智能应用等部分。其中信息采集与传输系统获取监测数据是基础，数据资源池、数据服务和应用支撑是关键，各类业务应用和智能应用是核心，信息安全体系、保障体系基础。监测感知层实现对新疆水利治理要素的感知采集。感知的对象包括河湖、水资源、水工程、水生态等方面，结合遥感卫星、无人机、地面监测站网、视频监视等技术形成天空地一体化监测。信息来源包括通过各类传感器采集的、部委省区交换的以及互联网抓取等。信息网包括工控网、政务外网、互联网以及其他业务专网。新建新疆水利厅与塔河流域、伊犁河流域和E河流域重点水利工程（渠首、枢纽等）和20座重点水库的工控网;政务外网与水利部水利专网、其他流域、省区水利专网互联，实现与水利部、地州信息互连互通，交换共享;互联网即因特网，包含移动互联网。智能平台包括云平台、数据资源池和支撑平台。云平台为数据服务、应用支撑和智能应用提供高效存储与计算服务。数据资源池包括基础数据、监测数据、业务数据等各类数据的治理和服务，以及新疆基础知识、业务知识和大数据的管理开发等。专业支撑平台包括基础业务支撑、可视化、一张图、知识图谱、网格管理、水利专业模型、模式机器感知、大数据学习算法等支撑。支撑平台为新疆水利治理智能应用提供计算、存储、数据及服务支撑。智能应用以新疆水利治理应用系统为基础，实现水旱灾害防御、水资源、河湖、水行政、水生态、水工程、水监督、政务综合管理以及综合监管的智能应用与协同。

三、建设任务

3.1构建新疆感知网

通过防汛、山洪、水资源等一系列重大项目的建设，形成了基础采集体系，围绕新疆水利业务、事务和政务的监管需求，完善各类监管数据采集站网建设，扩大信息采集的种类、范围和密度，利用遥感、无人机等先进技术手段，建立空-天-地一体化的数据采集和监测体系，提升信息采集和感知能力，促进采集体系共建共管，避免重复建设，重复采集等问题。

3.2完善新疆水利信息网

为了达到各类信息资源在自治区范围达到共建共享、互联互通的应用效果，要求各级单位根据网络资源现状，参照新疆水利信息化“一张网”相关标准规范，加大对网络设施建设的投入，补充完善水利专网。对于水利专网覆盖不到的地方，可选择租用运营商专线链路的方式进行联通，从而确保自治区水利厅、各地州和县级水利局、流域管理机构及现地采集设施之间的互联互通。

对于现有各类已建网络设施资源，要充分发挥其作用，加强统一管理，强化共享利用，坚决避免重复建设，自成体系等现象。对于不符合新疆水利信息化“一张网”相关标准规范的网络设施，由建设与运维管理单位在“一张网”标准规范下发后，尽快分阶段进行整改落实。自治区范围内今后新建的各类网络设施与系统，要严格依据自治区“一张网”相关的标准规范进行建设和实施。

3.3构建智能协同应用

充分利用水利十大业务需求分析成果，重点突出防洪、供水、生态修复、水利信息化等工程短板和加强江河湖泊、水资源、水工程、水土保持、资金、政务等业务监管需求，基于信息融合共享、工作模式创新、流程协同优化、应用敏捷智能等新时代水利业务应用思路，在整合优化现有的水利业务应用系统的基础上，充分运用水利大脑提供的大数据分析、机器学习、遥感解译、水利模型等平台能力，构建涵盖水资源、水生态水环境、水灾害、水工程、水监督、水行政、水公共服务等核心业务的新疆水利智能应用，全面提升水利业务的精细管理、预测预报、分析评价与决策支持能力。

3.4提升网络安全保障能力

1）提升应急响应能力。网络安全应急响应能力建设是维护新疆智慧水利网络安全、及时处置网络安全事件、控制减少网络安全威胁的重要抓手。建设集中安全管理控制平台，以实现对全网信息安全和网络设备的统一管理与监视。

2）提升监测预警能力。网络安全监测预警能力建设是新疆智慧水利网络安全由被动防御向主动控制转变的关键。网络安全大数据分析平台，基于各类安全设备日志、网络流量和威胁情报等安全相关数据的基础上，进行全面的关联分析，提升网络安全威胁的预测预警能力。威胁感知预警系统，以大数据分析技术为基础，实现全网的内控合规和威胁告警。网络安全数据共享交换平台。实现事件告警、威胁情报、安全相关通知通告与水利部和其他相关单位的数据共享交换。

3）提升纵深防御能力。旨在构建网络安全纵深防御基础，全面性形成网络安全防御能力。数据中心安全：通过安全资源池、东西向隔离、虚拟主机防护等措施加强云平台及虚拟化的安全防御。园区网（终端）：园区网安全系统建设主要包括：终端病毒与恶意代码防范、终端安全管理技术、操作系统安全加固、终端审计管理和等级保护合规。移动互联安全：从终端环境、传输网络、后端系统等方面对移动应用安全和服务安全进行安全防御体系建设。物联网安全：实现终端、数据和应用安全与水利密码和身份认证系统的集成，对终端实现认证和对数据传输实现加密。网络边界安全：对水利广域网、互联网、外联专线、国家电子政务外网等外部网络与新疆水利及直属单位和地州水利局等各单位之间的连接边界，严格出入口边界控制，县局互联网统一接入市局层级，县局不再单设互联网出口。工控网安全：通过物理安全、边界防护、恶意代码防范、主机加固、访问控制、链路加密、安全审计、安全监控等多方面健全工控系统的安全防护。

4）安全数据采集。通过建设网络安全数据采集系统，对网内各类网络安全有关日志进行统一收集存储处理，为网络安全监测预警和应急响应等能力建设提供数据支撑。

3.5构建智慧水利配套保障体系

1）健全体制机制。研究建立适应统筹推进信息化建设要求的项目前期及建设管理体制，切实做到网信与主体业务的同步设计、同步建设、同步验收，从源头上解决重复建设和资源整合共享难等问题;建立健全推动数据资源共享及业务上线在线的相关工作机制;完善信息化验收制度，加強对信息化项目验收把关，促进和规范数据共享管理2）完善标准规范。根据新疆智慧水利建设需要，修订整合已有信息化技术标准，重点在基础平台建设、网络安全、信息（数据）接入、资源整合等方面构建适度超前的新疆智慧水利技术标准;加强水利工程设施智慧化改造与建设标准制定。3）基础研究和技术创新。结合全面立体感知体系的建设，开展基于物联网全景式水利要素监测、水利工程监控等关键技术研究;面向新疆智慧水利业务应用，开展人工智能、无人机、遥感影像、图斑识别等技术研究，支撑水资源开发利用、防汛抗旱灾害预测预报、极端水事件应急响应等典型应用，推进“互联网+智慧决策”的研究;开展物联网智能监测感知新技术应用，推动云服务技术应用，推进遥感影像等技术创新应用;通过研究实验与技术试点，形成前沿技术应用的相关技术指南与配套方案和产品。4）建设运维体系。完善运维工作机制。按照运维主管机构、运维管理机构和运维服务机构分工负责的架构，明确委属各级单位的信息系统运维管理模式;在整个运维生命周期内，按照PDCA（规划、实施、检查、改进）模型进行运维能力管理，确保运维对象全覆盖，严格划分服务级别，按需挑选运维内容，明确过程管理流程，认真落实服务考核，尽快形成上下一致、严谨规范的智慧运维工作机制。5）优化人才队伍。根据新疆智慧水利建设需要，加快相关人才开发，在人才培养、人才引进、创新奖励、环境优化等方面出台更具竞争力的鼓励政策，引进培育一批与新疆智慧水利实施进程相适应的技术人才队伍。

四、结束语

通过新疆智慧水利的建设，可推动新疆水利科技全面创新，支撑经济社会可持续发展。充分利用现代信息技术，是水利科技创新的重要手段，是解决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，是实现水利现代化、智慧化的技术支撑。通过新疆智慧水利的建设，可有效提升水资源管理与保护预警能力，实现水资源的优化配置和科学调度，进而改善水环境水生态质量，保障城乡的饮用水安全。同时，通过水资源的优化配置和科学调度，为新疆水利的社会发展提供可靠的水资源保证，支撑经济社会的可持续发展。

参  考  文  献

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