倪建軍 ，杜嘉宸 ，徐緒堪 ，房道偉

（1. 河海大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院，江蘇 常州 213022；2. 江蘇省“世界水谷”與水生態(tài)文明協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 211100；3. 河海大學企業(yè)管理學院，江蘇 常州 213022）

0 引言

智慧水利是繼數(shù)字水利之后，隨著全球信息化大潮涌現(xiàn)出來的現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)水利行業(yè)深度融合后產(chǎn)生的新概念。當前，智慧水利建設發(fā)展迅速，傳感網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到大量應用，智能感知、數(shù)據(jù)挖掘、智能決策等人工智能技術(shù)在水利行業(yè)嶄露頭角[3–6]。

河湖長制工作的推進，同樣必須充分利用各種先進的信息化手段，開展信息平臺建設，實現(xiàn)河湖管護的高效性、便捷性、長效性和實時性。河湖長制信息化建設和智慧水利是緊密聯(lián)系的，打造智慧化河湖長制信息化系統(tǒng)對于推動河湖長制工作具有重要的理論和實踐意義。

1 智慧水利與河湖長制的關(guān)系

智慧水利是水利信息化發(fā)展的新階段，是智慧地球、城市理念在水利行業(yè)的延伸，可以用一個簡單的理論公式表達，即智慧水利 = 物聯(lián)網(wǎng) + 人工智能 + 水利應用。發(fā)展智慧水利，要具備互聯(lián)網(wǎng)思維，消除一切制約創(chuàng)新的環(huán)節(jié)，打破傳統(tǒng)水利壁壘，轉(zhuǎn)變水利行業(yè)中那些不適合智慧水利發(fā)展的落后理念，加快推進水環(huán)境、水上交通、水利工程建設等水利行業(yè)內(nèi)部各部門之間的深度融合，協(xié)調(diào)水利行業(yè)與農(nóng)業(yè)、氣象、環(huán)保、能源、城市管理等其他各部門之間的跨界融合。

可以看出，智慧水利與河湖長制工作其實是一件事情的2個方面，目的都是為了更好地解決我國的“水”問題。河湖長制的本質(zhì)是從頂層設計上為智慧水利建設提供制度保障。反過來，智慧水利的實施，有助于進一步解放思想，實現(xiàn)信息的共享和跨部門間的協(xié)作等，從而徹底改變目前水利管理的運作方式，真正意義上實現(xiàn)水資源綜合利用和管理。通過云計算、大數(shù)據(jù)等高新技術(shù)應用，可以為政府、企業(yè)和個人提供高效便捷的業(yè)務應用，為河長、湖長制的工作推進提供動力。

智慧水利對推動河湖長制工作的重要意義具體體現(xiàn)在以下2個方面：1）提供全方位技術(shù)支撐。在充分利用現(xiàn)有水利信息化資源的基礎上，以服務為導向，數(shù)據(jù)為驅(qū)動，業(yè)務為核心，構(gòu)建河長、湖長制信息綜合應用系統(tǒng)，支持省、市、縣、鄉(xiāng)、村五級管理需求，實現(xiàn)河湖管理集成化、精細化、智能化、移動化。2）提高公眾對河長、湖長制認知度，擴大影響。一方面，通過各種技術(shù)手段，如基于移動智能終端的河道、湖泊環(huán)境上報系統(tǒng)等，充分調(diào)動公眾參與的積極性；另一方面，充分利用各種媒體、網(wǎng)絡等，對河湖長制所取得的成果進行多方位綜合展示，擴大河湖長制的影響，進一步推動河湖長制工作[7–9]。

2 河湖長制信息化建設實踐

2.1 河湖長制信息化建設原則

當前，河湖長制工作已經(jīng)上升為國家意志，為更好地全面推行河湖長制，突出系統(tǒng)治理，必須注重依法監(jiān)管、嚴格考核，加強信息平臺建設。在建設內(nèi)容上，河湖長制信息化系統(tǒng)與傳統(tǒng)意義上的水利信息化系統(tǒng)相比，都需要進行水環(huán)境監(jiān)測、水污染防治、岸線管護等，但河湖長制信息化系統(tǒng)是為河湖長制工作服務的，需要突出河湖管理功能、河湖長的職責等。因此，河湖長制信息化系統(tǒng)建設需要做到以下幾點[10–11]：

1）要緊密圍繞河湖長制的核心任務。在應用層設計中，應緊密圍繞河湖長制的六大任務，打造以“一站式服務”為特征的河湖長制信息化平臺。

2）要無縫對接現(xiàn)有各種信息化平臺。要在已有的各種信息化系統(tǒng)建設基礎上進行規(guī)模擴充與內(nèi)容完善，按資源共享的原則建設和應用，保證現(xiàn)有各種監(jiān)測和 IT 資源的充分整合、共享利用，發(fā)揮最大效能。

當下，越來越多的汽車制造商和零部件制造商希望將工業(yè)服務外包，以獲得專業(yè)高效的服務，提升設備運行的可靠性，提高企業(yè)的生產(chǎn)能力和運營效率，從而將更多的精力集中到市場調(diào)研、產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量提升以及生產(chǎn)工藝研究等核心業(yè)務上。

3）要充分體現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)思維。充分體現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)思維的“共享性、開放性、網(wǎng)絡化、便操作”等特征，建立流域與區(qū)域之間、地區(qū)之間、行業(yè)領域之間的業(yè)務處置支撐與議事協(xié)調(diào)機制，以及河道、湖泊信息公開機制等，打造“互聯(lián)網(wǎng) +”河湖長制信息化平臺。

4）要積極利用人工智能相關(guān)成果。利用智能信息感知、大數(shù)據(jù)挖掘、智能決策等理論技術(shù)，實現(xiàn)水質(zhì)自動評價，水污染趨勢預測預警，岸線動態(tài)變化智能分析等，打造智慧化河湖長制信息平臺。

2.2 河湖長制信息化建設理念

根據(jù)河湖長制信息化建設原則，提出一種“1 + 5 +n”河湖長制建設模式，具體講就是1套河湖長管理體系（包括管理體制、規(guī)范等） + 5 個中心模塊 +n個具體業(yè)務應用，架構(gòu)如圖1所示。

圖1 河湖長制信息化建設架構(gòu)

5 個中心模塊詳細介紹如下：

1）信息采集模塊。信息采集模塊主要實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的匯聚和整編，具體包括各種視頻、氣象、工情、水質(zhì)、輿情、位置等數(shù)據(jù)，還包括各業(yè)務系統(tǒng)產(chǎn)生的業(yè)務數(shù)據(jù)等。

2）數(shù)據(jù)整合模塊。數(shù)據(jù)整合模塊主要采用問題和數(shù)據(jù)2種驅(qū)動模式，在數(shù)據(jù)資源目錄體系下，負責對信息采集模塊得到的入庫數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)清洗、規(guī)范及關(guān)聯(lián)等工作，最終形成水利、環(huán)保、規(guī)劃等專題信息。

3）業(yè)務處理模塊。業(yè)務處理模塊主要根據(jù)業(yè)務需求和流程，按照一定的處理邏輯對各類輸入數(shù)據(jù)進行處理，并輸出結(jié)果給各業(yè)務應用系統(tǒng)。

4）數(shù)據(jù)分析模塊。數(shù)據(jù)分析模塊是河湖長制信息化平臺的神經(jīng)中樞，負責對各類復雜數(shù)據(jù)進行分析、挖掘，構(gòu)建各類數(shù)據(jù)模型，從而為復雜應用提供決策支持等智能化功能。

5）成果展示模塊。成果展示模塊是河湖長制信息化平臺的門面，也是信息化系統(tǒng)對外的接口和窗口，主要采用面向數(shù)據(jù)和決策2種策略，實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的可視化展示和視頻的實時播放等功能。

2.3 河湖長制信息化建設具體應用實例

以近期上線的某市河長制信息平臺為例進行介紹。該河長制信息平臺是在原有的水務綜合管理信息平臺的基礎上，通過增加相關(guān)河長制工作的內(nèi)容打造而成的，其中 5 個中心模塊，目前除了數(shù)據(jù)分析模塊，其他4個模塊的主要工作已基本完成。業(yè)務應用系統(tǒng)已建成 9 個，分別是灌溉水量監(jiān)測、水政執(zhí)法、防汛調(diào)度等子系統(tǒng)。以具體的河道巡查為例進行介紹，河道巡查的流程如圖2所示。

圖2 河道巡查流程圖

1）開始巡查。在系統(tǒng)中點擊主頁“河道巡查”（見圖3a），進入河道巡查界面，巡查開始前手機需開啟 GPS。開啟后巡查界面上方地圖中以紅點形式顯示巡查人員的當前位置，點擊“開始巡查”（見圖3b），選擇所要巡查的河道（見圖3c），確認后即可進入巡查模式。

2）發(fā)現(xiàn)問題。巡查人員在巡查過程中如果發(fā)現(xiàn)河道存在問題，可點擊巡查頁面“發(fā)現(xiàn)問題”（見圖4 a），進入問題記錄界面進行問題記錄。在問題類別列表選擇問題類別（見圖4b），輸入問題描述（可語音輸入），現(xiàn)場拍照或從相冊選取照片后上傳照片，點擊“提交”后，河道問題即可記錄成功。在巡查界面點擊“問題列表”（見圖4c），即可查看正在巡查河道的問題記錄列表，點擊具體問題會顯示“查看”“編輯”“刪除”等選項，進行相關(guān)操作。

3）結(jié)束巡查。點擊“結(jié)束巡查”，確認后，整個巡查過程結(jié)束。在巡查過程中不能中途退出巡查界面，若要退出，必須先結(jié)束巡查。

利用智能手機中的 GPS 定位、拍照等功能，可快速實現(xiàn)河道巡查導航、軌跡記錄，發(fā)現(xiàn)問題可以利用語音輸入、拍照上傳等進行快速記錄，具有投入少、使用方便等特點。

圖3 開始巡查界面

3 結(jié)語

河湖長制是對現(xiàn)有管理制度的創(chuàng)新，智慧水利與河湖長制工作的根本目的都是為了解決“水”問題。針對河湖長制信息化平臺建設問題，給出應遵循的主要原則，提出具體的河湖長制信息化建設架構(gòu)。實踐結(jié)果表明，智慧水利對構(gòu)建智慧化河湖長制信息化平臺具有重要的技術(shù)支撐作用。

當前的河湖長制信息化平臺存在智能化程度不高，與現(xiàn)有各類信息系統(tǒng)融合度低，公眾參與度不夠等問題，因此，在河湖長制信息化建設中，需要借助智慧水利建設的成果，有效提升河湖長制信息平臺的整體水平。

圖4 問題記錄及查詢

[1] 陳雷. 落實綠色發(fā)展理念全面推行河長制河湖管理模式[J]. 水利發(fā)展研究，2016，16 (12): 1-3.

[2] 馬衛(wèi)光. 全面推行湖長制譜寫治水新篇章[J]. 中國水利，2018 (4): 8-9.

[3] 倪建軍，湯敏，詹萬林，等. 水聯(lián)網(wǎng)與水利信息化理論探討及應用實踐[J]. 水利信息化，2016 (4): 32-35.

[4] 朱識. “智慧水利”無線應用平臺研究與實現(xiàn)[J]. 人民珠江，2014，35 (6): 149-151.

[5] 葉楓，張鵬，毛聲錄，等. 水利領域云計算的現(xiàn)狀分析與思考[J]. 水利信息化，2014 (1): 6-11.

[6] 丁強，蔣新新，王美玲. 水利自動化系統(tǒng)智慧運維平臺的研究和設計[J]. 水利信息化，2016 (2): 57-60.

[7] 劉小勇. 公眾全面推行河長制工作主要內(nèi)容與實踐模式[J]. 中國水利，2018 (4): 11-13.

[8] 倪建軍. 智慧水利:水利跨越式發(fā)展的重要路徑[N]. 中國水利報，2018 (5): 3-8.

[9] 劉小勇. 全面推行河長制的基本構(gòu)架與關(guān)鍵問題分析[J].水利發(fā)展研究，2017，17 (11): 25-27.

[10] 豐景春，鞠茂森，李鋒，等. 河長制綜合管理信息系統(tǒng)平臺框架與建設要點[J]. 水利信息化，2017 (6): 1-7.

[11] 趙彤，邱春. 互聯(lián)網(wǎng)思維及“互聯(lián)網(wǎng) + 水利”淺析[J].東北水利水電，2015，33 (10): 59-62.