□張楠 王立朝 劉小波

以“智慧河流”理念打造高效防災(zāi)減災(zāi)體系

□張楠 王立朝 劉小波

防災(zāi)減災(zāi)工作難點(diǎn)在于對海量信息資料的采集、整理、共享和利用?！爸腔酆恿鳌崩砟罴蓱?yīng)用了大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等多種高新技術(shù)手段，以“智慧化”的管理模式幫助水行政主管部門提升汛期防災(zāi)決策。

防災(zāi)減災(zāi)；智慧河流；智慧化管理；決策支持

2016年突發(fā)的“7·19”洪水，使災(zāi)區(qū)遭受重大損失，就此反省防汛減災(zāi)體系在“岸線管理、洪水預(yù)測、災(zāi)害預(yù)警、現(xiàn)場反饋、資料調(diào)取、模擬分析、決策支持”等方面存在的現(xiàn)實(shí)問題。必須做好頂層設(shè)計(jì)，改變“重建輕管”的傳統(tǒng)模式，建立更加適應(yīng)新時(shí)期防汛工作需求的新模式。

1. 先進(jìn)理念

如今伴隨“智慧城市”理念的不斷興起，“智慧河流”理念隨之產(chǎn)生，其優(yōu)勢體現(xiàn)如下：一是強(qiáng)大統(tǒng)一的技術(shù)平臺：采用先進(jìn)的“大數(shù)據(jù)+云平臺+BIM（建筑信息模型）+GIS（地理信息系統(tǒng)）+移動互聯(lián)網(wǎng)+環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)巨系統(tǒng)工程的有機(jī)融合。二是互聯(lián)共享的信息資源：適應(yīng)政府部門“大部制、扁平化”管理發(fā)展趨勢，推進(jìn)電子政務(wù)整合、信息資源共享和數(shù)據(jù)開放利用。三是科學(xué)高效的決策支持：促進(jìn)水利信息化從“數(shù)字化管理”進(jìn)化到“智慧化管理”的高度，能夠更好地為防汛減災(zāi)工作提供決策支持。四是合作共贏的建管模式：“政府統(tǒng)籌建設(shè)+部門協(xié)同使用+企業(yè)技術(shù)支持”的新型建管模式有利于調(diào)配市場資源、減輕政府負(fù)擔(dān)，提升水利信息化發(fā)展水平。

2. 實(shí)施要點(diǎn)

2.1 建立全覆蓋的實(shí)時(shí)感知體系

一個(gè)高效的管理體系，必須建設(shè)高效的信息感知和傳輸網(wǎng)絡(luò)。涉及原始數(shù)據(jù)采集上傳、信息資源互聯(lián)共享，事故災(zāi)害主機(jī)通報(bào)以及現(xiàn)場情況實(shí)時(shí)反饋等多個(gè)環(huán)節(jié)。通過對安全監(jiān)測、視頻監(jiān)控、衛(wèi)星遙感、無人機(jī)航拍、環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的綜合應(yīng)用，建立起“空天地一體化”的信息感知體系和“穩(wěn)定安全、高速快捷”的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)。在深圳12·20山體滑坡、天津港“8·12”特大爆炸等事故的調(diào)查處理過程中，通過無人機(jī)、衛(wèi)星遙感等方式快速繪制的災(zāi)區(qū)高精度正攝影像圖、實(shí)景三維模型和實(shí)時(shí)傳輸?shù)默F(xiàn)場航拍視頻均發(fā)揮了重要作用。非常有利于分析確定事故的成因、影響范圍、發(fā)展趨勢和周邊環(huán)境等重要因素。

2.2 建立統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)管理平臺

針對海量的河湖數(shù)據(jù)信息資源，必須建立全省統(tǒng)一的信息采集、存儲、傳輸、共享和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，打通各部門、各區(qū)域、各專業(yè)間的信息壁壘。其次應(yīng)由省級統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)水利大數(shù)據(jù)中心，各單位通過信息共享的云端部署來開展業(yè)務(wù)工作。以降低信息采集及機(jī)房建管成本，避免重復(fù)建設(shè)和感知漏洞。大數(shù)據(jù)中心必須按照“兩地三中心”（主中心+同城?；钪行?異地容災(zāi)中心）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，以保證數(shù)據(jù)安全。

2.3 建立智慧化的河流管理模式

實(shí)現(xiàn)“以圖管河”，推動“一河一策”。在統(tǒng)一的地理空間框架基礎(chǔ)上，集成各類河湖要素信息，建立覆蓋面廣、架構(gòu)統(tǒng)一、要素全面、數(shù)據(jù)靈活、動靜結(jié)合、二維、三維結(jié)合的河湖時(shí)空信息數(shù)據(jù)庫。以二維、三維結(jié)合的電子沙盤替代紙質(zhì)地圖，提供立體仿真的決策環(huán)境和進(jìn)入災(zāi)區(qū)的交通線路規(guī)劃，以便于快速制定搶險(xiǎn)救援方案；實(shí)現(xiàn)重要水利工程及穿河工程的BIM全生命周期數(shù)字化管理。利于優(yōu)化方案、縮短工期，節(jié)省投資；建立標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)維管理和應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，減少人為干擾，利于量化評估和考核管理。

2.4 建立科學(xué)的決策支持體系

建立完備的仿真推演數(shù)學(xué)模型庫。在我省正在開展的洪水風(fēng)險(xiǎn)圖基礎(chǔ)上，通過結(jié)合強(qiáng)大的云計(jì)算和大數(shù)據(jù)分析，同時(shí)開展洪水演進(jìn)、洪水淹沒、水污染擴(kuò)散等類型分析計(jì)算，詳細(xì)論證不同標(biāo)準(zhǔn)洪災(zāi)和水污染的規(guī)模、歷時(shí)、影響范圍、變化趨勢等要素，從中描述行洪過程和風(fēng)險(xiǎn)等級的數(shù)學(xué)模型庫。對河湖水情變化趨勢做出預(yù)測預(yù)警，提高災(zāi)害應(yīng)對的提前量。保證臨災(zāi)決策的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。并實(shí)現(xiàn)防汛減災(zāi)、水量調(diào)度、水環(huán)境監(jiān)測、水土保持、工程建設(shè)與運(yùn)維管理、應(yīng)急響應(yīng)等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)價(jià)值深度挖掘；建立科學(xué)量化的事故信息判斷標(biāo)準(zhǔn)，幫助決策者啟動最適宜的應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案，提高應(yīng)急處理的反應(yīng)能力；建立較為完備的專家智庫、知識庫、標(biāo)準(zhǔn)庫、物資庫、設(shè)備庫……

3. 結(jié)論

水利信息化是個(gè)巨系統(tǒng)工程，涉及多學(xué)科交叉、多技術(shù)整合、多部門協(xié)同、多用戶使用以及海量數(shù)據(jù)信息的整合共享，其建設(shè)管理難度甚至高于實(shí)體工程。因此必須提前謀劃、統(tǒng)籌安排、穩(wěn)步推進(jìn)。目前湖北、江西、河南、浙江等省市正在開展“水利一張圖”及“智慧水利”的平臺建設(shè)。我省面臨京津冀協(xié)同發(fā)展和雄安新區(qū)“綠色智慧城市”建設(shè)的大好良機(jī)，非常有必要變革思想、提高站位、加快步伐。結(jié)合正在開展的洪水風(fēng)險(xiǎn)圖、山洪災(zāi)害預(yù)警等工作，打造“全面感知、統(tǒng)一存儲、互聯(lián)共享、智慧管理、仿真模擬、科學(xué)決策”的河流管理體系，提升災(zāi)害預(yù)測和應(yīng)急處理能力?！?/p>

2017-08-10

張楠，男，漢族，河北省水利水電第二勘測設(shè)計(jì)研究院，高級工程師。王立朝，男，漢族，河北省水利水電第二勘測設(shè)計(jì)研究院，工程師。劉小波，男，漢族，河北省水利水電第二勘測設(shè)計(jì)研究院，工程師。