李觀義，朱汝雄，謝 歡

（廣東省防汛搶險(xiǎn)技術(shù)保障中心，廣東 廣州 510635）

0 引言

自國家出臺《國務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng) +”行動的指導(dǎo)意見》[1]以來，“互聯(lián)網(wǎng) + ”已在旅游、交通、農(nóng)業(yè)、教育等行業(yè)得到深入的研究和應(yīng)用[2–6]，在水利方面的應(yīng)用也有學(xué)者進(jìn)行了探討[7–9]，水利部將智慧水利作為今后一段時(shí)期的重點(diǎn)工作[10]，廣東省政府推進(jìn)“數(shù)字政府”建設(shè)，構(gòu)建大平臺共享、大數(shù)據(jù)慧治、大系統(tǒng)共治的頂層架構(gòu)體系[11]。近年來，廣東省水利網(wǎng)信工作雖然取得了一定成績，但也存在信息感知不全面，整合共享不充分，資源使用效率不高，智能應(yīng)用不廣泛，民生服務(wù)水平不高，基層信息化管理能力薄弱，區(qū)域發(fā)展不平衡，運(yùn)行管護(hù)經(jīng)費(fèi)不夠等全局性和系統(tǒng)性的問題。為有效解決水利網(wǎng)信工作存在的短板問題，推動云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能與水利業(yè)務(wù)的深度融合，根據(jù)國家和水利部的部署，結(jié)合“數(shù)字政府”建設(shè)，參考行業(yè)內(nèi)外的做法經(jīng)驗(yàn)，開展了以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為引領(lǐng)的“互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”系統(tǒng)研究[12–13]，先后制定了《廣東省“互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”行動計(jì)劃》《廣東省“互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”頂層設(shè)計(jì)》《廣東省“互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”行動計(jì)劃實(shí)施方案》，明確了廣東省“互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”4 個(gè)建設(shè)目標(biāo)、5 個(gè)方面的建設(shè)任務(wù)及微服務(wù)框架結(jié)構(gòu)，提出了可行的推進(jìn)措施、方法和手段并展開了具體實(shí)踐，力圖從觀念、技術(shù)、管理、流程等方面促使傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利轉(zhuǎn)變，努力實(shí)現(xiàn)水治理體系和能力現(xiàn)代化。

1 廣東省“互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”關(guān)鍵研究成果

1.1 建設(shè)目標(biāo)

根據(jù)廣東省網(wǎng)信工作實(shí)際，確定廣東省近、遠(yuǎn)期建設(shè)目標(biāo)，明確要達(dá)到水安全、水生態(tài)、水管理、水服務(wù) 4 個(gè)現(xiàn)代水利新格局。

1.1.1 近期目標(biāo)

到 2020 年，強(qiáng)化“互聯(lián)網(wǎng) +”技術(shù)融合應(yīng)用，通過廣東省“互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”行動計(jì)劃的實(shí)施，初步形成“互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”基本框架，全省水利信息化繼續(xù)保持國內(nèi)同行業(yè)領(lǐng)先水平。

1.1.2 遠(yuǎn)期目標(biāo)

到 2030 年，深化“互聯(lián)網(wǎng) +”技術(shù)在水利領(lǐng)域的深度感知、泛在互聯(lián)、服務(wù)整合和智慧應(yīng)用，全面實(shí)現(xiàn)全面感知、高速互聯(lián)、充分共享、智能應(yīng)用、周到服務(wù)，并以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為引領(lǐng)，通過觀念更新、技術(shù)革新、管理創(chuàng)新和流程再造，形成以下4 個(gè)現(xiàn)代水利新格局：

1）建立以防汛抗旱、水利工程、供水排水、水資源等安全為目標(biāo)的，監(jiān)測監(jiān)控、智能分析、專家研判和領(lǐng)導(dǎo)決策的水安全新格局；

2）建立以水資源保護(hù)、水污染防治、水環(huán)境改善、水生態(tài)修復(fù)等生態(tài)為目標(biāo)的，河暢、水清、堤固、岸綠、景美的水生態(tài)新格局；

3）建立以江河湖庫、水利工程、水土保持、水政執(zhí)法等管理為目標(biāo)的，標(biāo)準(zhǔn)化、物業(yè)化、集約化和智能化的水管理新格局；

4）建立以信息公開、網(wǎng)上辦事、政民互動、開放共享等服務(wù)為目標(biāo)的，為民、便民、利民、惠民的水服務(wù)新格局。

1.2 建設(shè)任務(wù)

廣東省 “互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”體系主要完成全面感知等 5 個(gè)方面的建設(shè)任務(wù)。

1.2.1 全面感知

主要建設(shè)以下全面感知體系：建設(shè)水庫、水閘、堤防、泵站、引調(diào)水工程、灌區(qū)、水電站等水利工程的全面感知體系；建設(shè)水資源監(jiān)控、江河水系和地下水監(jiān)測等水資源全面感知體系；建設(shè)水土保持、水生態(tài)保護(hù)、水污染防治等水生態(tài)全面感知體系；建設(shè)河湖管理、水政執(zhí)法、安全生產(chǎn)、水庫移民、資金管理、網(wǎng)上審批、公共服務(wù)等水管理全面感知體系。

1.2.2 高速互聯(lián)

在廣東省“數(shù)字政府”建設(shè)的過渡期內(nèi)，充分利用已建水利通信網(wǎng)絡(luò)，通過適當(dāng)升級改造，與省電子政務(wù)外網(wǎng)互為備用；全省政務(wù)骨干網(wǎng)絡(luò)建成后，實(shí)現(xiàn)省水利廳到地市網(wǎng)絡(luò)帶寬不少于 100 Mbit/s，地市到縣（區(qū)）、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）網(wǎng)絡(luò)帶寬不少于 50 Mbit/s 的骨干網(wǎng)；在防汛重點(diǎn)區(qū)、縣級災(zāi)害危害易發(fā)區(qū)、偏遠(yuǎn)地區(qū)、公網(wǎng)通訊保障能力薄弱區(qū)域建設(shè)通信移動站和衛(wèi)星固定站等應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)。

1.2.3 充分共享

充分利用廣東省“數(shù)字政府”構(gòu)建的政務(wù)云大平臺、公共支撐服務(wù)組件等，構(gòu)建水利大數(shù)據(jù)資源池、業(yè)務(wù)服務(wù)組件、大數(shù)據(jù)分析和決策支持模型資源池，形成面向各級水利系統(tǒng)、政府相關(guān)部門和社會公眾的大平臺支撐體系，開展對各級水利系統(tǒng)的設(shè)備、數(shù)據(jù)、模型、服務(wù)等資源的統(tǒng)一訪問控制，狀態(tài)監(jiān)控，使用統(tǒng)計(jì)和配置調(diào)度。

1.2.4 智能應(yīng)用

按照廣東省“數(shù)字政府”標(biāo)準(zhǔn)化接口，“大系統(tǒng)”疊加“小應(yīng)用”、模塊開發(fā)、分類對接的要求，利用標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)測、監(jiān)控、監(jiān)視體系，依托水利大數(shù)據(jù)、模型、業(yè)務(wù)服務(wù)等資源池與“一張圖”的集成整合，圍繞水災(zāi)害防治、水資源短缺、水生態(tài)損害、水環(huán)境污染 4 個(gè)問題，建立水安全、水生態(tài)、水管理、水服務(wù)等方面的智能應(yīng)用體系。

1.2.5 周到服務(wù)

建設(shè)面向決策和管理人員、公眾等不同服務(wù)對象的，為民、便民、利民、惠民的周到服務(wù)體系。擴(kuò)寬政民互動交流渠道，優(yōu)化整合網(wǎng)上辦事流程，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上全流程一站式辦理，形成水利信息公開、網(wǎng)上辦事、政民互動、信息共享的泛在服務(wù)新格局，全面提升水利服務(wù)于社會公眾的能力。

1.3 框架結(jié)構(gòu)

1.3.1 總體框架

廣東省“互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”總體框架如下：

1）以全面感知為基礎(chǔ)，構(gòu)建匯聚融合、一數(shù)一源的水利大數(shù)據(jù)資源體系，實(shí)現(xiàn)“一張圖”集成整合；

2）以“大平臺”疊加“小應(yīng)用”為框架，形成涵蓋水利全業(yè)務(wù)的小應(yīng)用群，實(shí)現(xiàn)智能應(yīng)用和周到服務(wù)；

3）以省級部署、多級應(yīng)用為模式，推動信息系統(tǒng)扁平化管理，快速提升全省水利部門的應(yīng)用水平。

總體框架圖如圖 1 所示。

1.3.2 大平臺框架

“互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”大平臺架構(gòu)為總體框架的核心部分，采用微服務(wù)框架建設(shè)，主要包括以下5 個(gè)功能層級：

1）數(shù)據(jù)感知層。依托水利工程智能感知網(wǎng)狀網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù)整合歸集，基于流處理引擎完成水利行業(yè)數(shù)據(jù)采集、解碼、清洗、轉(zhuǎn)換。

2）數(shù)據(jù)支撐層。基于分布式內(nèi)存網(wǎng)格緩存，數(shù)據(jù)庫存儲海量的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)接口封裝，結(jié)合認(rèn)證鑒權(quán)、權(quán)限管理和數(shù)據(jù)加密等方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全訪問控制。

3）平臺服務(wù)層。采用微服務(wù)框架，堅(jiān)持高內(nèi)聚、低耦合的服務(wù)設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能徹底的組件化和服務(wù)化，實(shí)現(xiàn)智能應(yīng)用與系統(tǒng)平臺間的松耦合，結(jié)合水利行業(yè)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，組合共性業(yè)務(wù)需求，既支持本地化的服務(wù)需求，同時(shí)也支持定制化的服務(wù)需求。

圖 1 “互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”總體框架圖

4）智能應(yīng)用層。基于平臺服務(wù)層的服務(wù)能力，圍繞水安全、水生態(tài)、水管理、水服務(wù) 4 個(gè)方面開發(fā)設(shè)計(jì)智能應(yīng)用，解決水災(zāi)害防治、水資源短缺、水生態(tài)損害、水環(huán)境污染 4 個(gè)問題。

5）運(yùn)維監(jiān)控層。微服務(wù)架構(gòu)的特點(diǎn)決定了系統(tǒng)運(yùn)維監(jiān)控的重要性和必要性，圍繞基礎(chǔ)設(shè)施、系統(tǒng)層、應(yīng)用層、業(yè)務(wù)層、用戶體驗(yàn)等 5 個(gè)維度的監(jiān)控實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行的全面監(jiān)控，保障平臺業(yè)務(wù)的連續(xù)性、不間斷性。

大平臺架構(gòu)圖如圖 2 所示。

2 廣東省“互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”實(shí)踐成果

2.1 全面感知方面

全面感知主要從以下 4 個(gè)方面建設(shè)：

1）制定了《廣東省水利工程感知系統(tǒng)建設(shè)工作規(guī)劃方案》，明確了下一段全面感知的工作任務(wù)、建設(shè)目標(biāo)、建設(shè)范圍和工作計(jì)劃。

2）以蘆苞和西南水閘機(jī)電設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)管理為試點(diǎn)，運(yùn)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)數(shù)據(jù)分析平臺技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)感知、采集、通信和集成應(yīng)用，并基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)施設(shè)備及與應(yīng)用終端的互通互聯(lián)。

3）開展省重點(diǎn)水利樞紐監(jiān)測數(shù)據(jù)歸集共享建設(shè)，工作任務(wù)包括對省重點(diǎn)水利樞紐數(shù)據(jù)梳理、智能感知體系設(shè)計(jì)、樞紐信息化系統(tǒng)集成對接、省級智能感知數(shù)據(jù)管理中心（DMC）建設(shè)、水利樞紐智能感知微服務(wù)應(yīng)用搭建、省重點(diǎn)水利樞紐智能感知大屏展示應(yīng)用搭建等。

圖 2 廣東省“互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”大平臺架構(gòu)圖

4）建設(shè)廣東省三防水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)急實(shí)施項(xiàng)目，建設(shè)并整合接入 1 701 個(gè)視頻監(jiān)控點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對主要江河湖庫的全面視頻感知和智能管控。

2.2 高速互聯(lián)方面

主要從以下 3 個(gè)方面實(shí)現(xiàn)高速互聯(lián)：

1）采取省統(tǒng)籌、分級建設(shè)的推進(jìn)方式進(jìn)行，全面建成省到地級以上市之間 50 Mbit/s、地級以上市到縣之間 20 Mbit/s 帶寬的全省水利三防通訊專網(wǎng)。

2）完成省三防、全省 21 個(gè)地級以上市及所轄縣（市、區(qū)）三防辦公室和廳直屬單位視頻會商系統(tǒng)高清改造。

3）建設(shè)全省三防應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)，為 492 個(gè)山洪災(zāi)害防治鎮(zhèn)配置了衛(wèi)星電話，實(shí)現(xiàn)省、市、縣、鎮(zhèn)四級三防部門應(yīng)急通信設(shè)備的全覆蓋。

2.3 充分共享方面

主要從以下 3 個(gè)方面實(shí)現(xiàn)充分共享：

1）按照“共享云 + 私有云”建設(shè)思路，制定了廣東水利“一朵云”實(shí)施方案，建設(shè)廣東水利“一朵云”首期。

2）制定了“一張圖”建設(shè)方案。明確“一張圖”建設(shè)目標(biāo)和具體任務(wù)，研究如何構(gòu)建二維、三維一體化的水利大數(shù)據(jù)統(tǒng)一的地圖服務(wù)體系及滿足水利業(yè)務(wù)個(gè)性化的專題地圖定制服務(wù)。

3）集約化構(gòu)建廣東水利調(diào)度指揮中心。集約整合韓江高陂水利樞紐工程、水資源監(jiān)控能力、山洪災(zāi)害防治、珠江三角洲水資源配置工程等項(xiàng)目信息化建設(shè)內(nèi)容，構(gòu)建集監(jiān)控、會商、調(diào)度、指揮和業(yè)務(wù)展示等功能于一體的廣東水利調(diào)度指揮中心。

2.4 智能應(yīng)用方面

主要實(shí)現(xiàn)以下 4 個(gè)方面的智能應(yīng)用：

1）構(gòu)建廣東智慧河長體系。運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng) +”思維，依托微信系統(tǒng)，開發(fā)建設(shè)了以河長管理和公眾服務(wù)為支撐的廣東智慧河長平臺，覆蓋全省五級河長，用戶 5.1 萬人，實(shí)現(xiàn)河長制業(yè)務(wù)協(xié)同，打造高效治水圈。

2）將“互聯(lián)網(wǎng) +”技術(shù)與水利資金監(jiān)管相融合，建成廣東省水利系統(tǒng)政府投資建設(shè)項(xiàng)目資金使用監(jiān)管平臺，實(shí)現(xiàn)對全省政府投資的 8 900 多宗水利項(xiàng)目從立項(xiàng)到竣工決算全過程，涉及 1 418 億元資金來源和使用詳細(xì)信息的全面動態(tài)監(jiān)控、公開、跟蹤和預(yù)警。

3）依托“互聯(lián)網(wǎng) +”理念和新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水行政執(zhí)法及監(jiān)督全過程信息化管理，在全省范圍內(nèi)形成資源充分共享、信息服務(wù)創(chuàng)新、分級管理的水政執(zhí)法信息化監(jiān)督指揮體系。

4）建設(shè)“互聯(lián)網(wǎng) + 綠色小水電”平臺，促進(jìn)全省農(nóng)村水電政府監(jiān)管、市場服務(wù)、電站運(yùn)行的深度融合，實(shí)現(xiàn)政府監(jiān)管智能化、電站運(yùn)行智慧化、市場服務(wù)集約化的智慧水電總體目標(biāo)，推動農(nóng)村水電行業(yè)全面轉(zhuǎn)型升級。

2.5 周到服務(wù)方面

開展“互聯(lián)網(wǎng) +”政務(wù)服務(wù)。搭建網(wǎng)絡(luò)化、移動式、交互性的水利公共服務(wù)平臺，向公眾提供豐富多樣的水利公共服務(wù)；建設(shè)咨詢匯聚和結(jié)果跟蹤發(fā)布平臺，利用兩微一端等多種形式，暢通公眾參與和互動的網(wǎng)上渠道，及時(shí)回應(yīng)群眾關(guān)切的問題，解疑釋惑。

3 廣東省“互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”工作方向

3.1 建立“互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”標(biāo)準(zhǔn)體系

著力建立“1 + 5 + N”的“互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”標(biāo)準(zhǔn)體系，即 1 個(gè)“互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”建設(shè)管理辦法，全面感知、高速互聯(lián)、全面共享、智能應(yīng)用、周到服務(wù)等 5 個(gè)“互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”標(biāo)準(zhǔn)，N 個(gè)“互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

3.2 高位推進(jìn)水利工程管理標(biāo)準(zhǔn)化、信息化建設(shè)

水利工程信息化是廣東省水利信息化工作的短板，也是廣東省水利現(xiàn)代化發(fā)展過程中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，為此，將它作為水利工程補(bǔ)短板問題，專門提請省政府高位推進(jìn)水利工程管理標(biāo)準(zhǔn)化、信息化建設(shè)，全面提高水利工程管理水平，破解水利工程重建輕管的難題。建設(shè)內(nèi)容包括水利工程管理標(biāo)準(zhǔn)體系、智能感知系統(tǒng)等兩方面建設(shè)，以及水利工程管理物業(yè)化、專業(yè)化、集約化等三方面管理模式創(chuàng)新。

3.3 構(gòu)建水利微服務(wù)構(gòu)架平臺

依托廣東省“數(shù)字政府”，以“互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”為抓手，構(gòu)建水利微服務(wù)架構(gòu)平臺，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)體系，并預(yù)留自主開發(fā)空間，以滿足不同地區(qū)水利系統(tǒng)人員個(gè)性化需求，實(shí)現(xiàn)全省共享使用，確保水利信息的互聯(lián)互通。

3.4 繼續(xù)推進(jìn)重點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)

繼續(xù)推進(jìn)包括“互聯(lián)網(wǎng) + 河長制”“互聯(lián)網(wǎng) +水政執(zhí)法”“互聯(lián)網(wǎng) + 綠色小水電”“互聯(lián)網(wǎng) + 政務(wù)服務(wù)”及流域管理信息化工程等重點(diǎn)項(xiàng)目的建設(shè)，確?！盎ヂ?lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”各項(xiàng)工作落到實(shí)處。

4 結(jié)語

廣東省“互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”研究成果已在省三防水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)急實(shí)施項(xiàng)目，省三防、全省 21 個(gè)地級以上市及所轄縣（市、區(qū)）三防辦公室和廳直屬單位視頻會商系統(tǒng)高清改造，“互聯(lián)網(wǎng) + 河長制”“互聯(lián)網(wǎng) + 水政執(zhí)法”“互聯(lián)網(wǎng) + 綠色小水電”，以及水利資金監(jiān)管等項(xiàng)目和業(yè)務(wù)系統(tǒng)中得到應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)目平臺框架的統(tǒng)一、業(yè)務(wù)的智能協(xié)同、資源的集約共享和服務(wù)周到泛在，可為全省編制水利信息化發(fā)展規(guī)劃、信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)和整合、水利工程信息化建設(shè)、信息資源共享利用提供指導(dǎo)，也可為其它省市和地區(qū)提供參考借鑒。下一階段，將在水利微服務(wù)架構(gòu)平臺構(gòu)建，“互聯(lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”標(biāo)準(zhǔn)制定，水利大數(shù)據(jù)挖掘等方面持續(xù)發(fā)力，確?！盎ヂ?lián)網(wǎng) + 現(xiàn)代水利”工作始終走在全國前列。