文/鄒明忠

自2011年江蘇省開展水利現(xiàn)代化試點建設以來，江陰市作為省水利現(xiàn)代化示范市，將水利信息化作為水利現(xiàn)代化的基礎支撐和重要標志，著力加強智慧水利建設，率先從全面提升感知能力、全面加強互聯(lián)互通、提高基礎設施能力、實現(xiàn)信息充分共享、大力推進智慧應用五個方面進行了探索與實踐。其成果的應用實現(xiàn)了水旱災害防御的智能化、水資源調度的科學化、水資源管理的精細化、河長制管理的精準化、水利工程管理的標準化、水利工程建設的規(guī)范化、水利政務辦公的便捷化、水利政務服務的便民化。

一、總體建設思路

按照水利部、江蘇省水利信息化發(fā)展規(guī)劃與總體方案要點，結合智慧城市建設總體要求，江陰市聚焦政府監(jiān)管、江河調度、工程運行、應急處置、高效便民等方面，采用新一代物聯(lián)網+混合云+大數(shù)據(jù)分析+專業(yè)模型算法等先進技術，以“1個中心+1個門戶+1個平臺”為主要建設內容，致力于服務水利全業(yè)務領域，形成具有水治理能力現(xiàn)代化的新型水利。

二、門戶架構設計

基于混合云的智慧水利一體化應用門戶架構見圖1，在共享智慧城市資源環(huán)境下，主要從水利數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)中心層、系統(tǒng)應用層進行總體架構設計，并開展智慧水利云計算數(shù)據(jù)中心、智慧水利數(shù)據(jù)源采集平臺、智慧水利一體化應用門戶內容建設。

三、建設內容

1.智慧水利云計算數(shù)據(jù)中心

該中心率先采用政務云（專有云）與天翼云（公有云）組成的混合云技術，通過SSL VPN（HTTPS為基礎的VPN技術）連接專有云與公有云之間DMZ區(qū)安全設備，定義云平臺之間的各自處理功能，構建安全、靈活、動態(tài)、共享的混合云環(huán)境，組成一個運維高效、性價比高的云計算環(huán)境。混合云融合了專有云和公有云的各自優(yōu)勢，對兩者進行了選擇性連接，水利數(shù)據(jù)存儲于專有云中，保證數(shù)據(jù)的安全；同時利用公有云的數(shù)據(jù)資源和計算能力，進行數(shù)據(jù)的處理和分析，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)安全存儲、多部門共享和大數(shù)據(jù)綜合分析，為水利全業(yè)務綜合應用提供良好的解決方案。同時數(shù)據(jù)中心具有統(tǒng)一的信息資源目錄、數(shù)據(jù)交換標準、集成的數(shù)據(jù)庫等功能服務。智慧水利云計算數(shù)據(jù)中心設計見圖2。

圖1 應用門戶架構

圖2 數(shù)據(jù)中心設計

2.智慧水利數(shù)據(jù)源采集平臺

該平臺主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)從采集、傳輸、處理、整編、分析，到數(shù)據(jù)推送的一系列規(guī)范化數(shù)據(jù)服務。從縱橫向開展水雨工情等數(shù)據(jù)的自動化傳感或人工方式的采集、視頻資源等共享和信息化網絡基礎設施與安全體系建設。江陰市智慧水利多源數(shù)據(jù)源采集與共享架構見圖3。

3.智慧水利一體化應用門戶

該門戶采用現(xiàn)代先進的綜合門戶技術，實現(xiàn)了統(tǒng)一用戶管理、統(tǒng)一單點登錄、統(tǒng)一安全認證、統(tǒng)一權限分配、統(tǒng)一接口標準和水利全業(yè)務的集成開發(fā)和視頻會商、數(shù)據(jù)顯屏等配套設施建設。同時能快速部署上線，便捷登錄、訪問、發(fā)布，彈性可擴展，實現(xiàn)一體化應用。主要體現(xiàn)以下四個特點：一是切合實際需求，統(tǒng)一規(guī)劃智慧水利建設。二是兼顧安全與便捷，打造智慧水利總體架構。三是突出適用性要求，不斷完善應用系統(tǒng)功能。四是注重實用與運維，確保系統(tǒng)穩(wěn)定高效運行。應用門戶主界面見圖4。

四、技術應用創(chuàng)新

1.優(yōu)先選用省級水利地理信息服務平臺的各項功能，并疊加地方國土規(guī)劃部分的“一張圖”，共享省、市“一張圖”的成果。

2.率先采用政務云（私有云）與公有云組成的混合云技術。

3.采用新一代綜合門戶技術，開發(fā)統(tǒng)一的用戶管理、角色管理、權限管理、接口管理、安全管理等，實現(xiàn)全業(yè)務系統(tǒng)集成與信息共享和便捷的一站式登錄、訪問、發(fā)布及個性化擴展定制。

4.采用國外先進成熟的洪澇計算技術，構建河網—管網耦合模型，實現(xiàn)區(qū)域內的洪澇預報預警與科學調度。

5.依托水質監(jiān)測與水工情等數(shù)據(jù)，引進河網水動力學模型和河網水質模型，快速高效生成最佳的泵站與閘群調度方案，合理調度泵閘群，實現(xiàn)調水工程泵閘科學調度。

6.率先研發(fā)基于高頻微波與新一代人工智能技術的高時空分辨率降水監(jiān)測分析系統(tǒng)，極大提高了降水監(jiān)測預報網格化和精細化水平，是大數(shù)據(jù)、人工智能技術與水利水文、氣象等行業(yè)的一次深度融合。

五、成果榮譽及其應用價值

2013年5月，項目通過了水利部信息中心、江蘇省水利廳、河海大學、南京水利水文自動化所等單位專家的聯(lián)合驗收，一致認為總體達到了國內領先水平。

2014年6月，江陰市分別被水利部科技推廣中心和江蘇省水利廳列為全國、全省首家“智慧水利信息化技術推廣示范基地”。

2015年10月，項目獲得江蘇省水利科技進步獎。

2016年6月，項目獲無錫市智慧城市應用示范項目稱號。

圖3 多源數(shù)據(jù)源采集與共享架構

圖4 一體化應用門戶主界面

2016年9月，水利部在江陰市舉辦“智慧水利信息化技術推廣培訓會”。

2017年2月，江陰市防汛信息化建設與應用成果在江蘇省地市級防辦主任及分管領導工作會議上作唯一重點展示。

2018年12月，水利部深化水利改革領導小組辦公室向中央及各省水利廳宣傳推廣“江蘇省江陰市推進智慧水利建設”專題。

2020年1月，入選水利部智慧水利優(yōu)秀應用案例。

智慧水利一體化應用門戶的建設是推進新時代水利現(xiàn)代化的重要舉措，是“水利工程補短板、水利行業(yè)強監(jiān)管”水利改革發(fā)展總基調和“安全、實用”水利網信發(fā)展總要求的具體體現(xiàn)。江陰市全面分析水利業(yè)務需求，強化頂層設計，科學合理運用新一代信息技術，從驅動服務水利全業(yè)務、全面提升整體能力出發(fā)，加快推進互聯(lián)互通、充分共享和大數(shù)據(jù)應用，促進業(yè)務流程優(yōu)化和工作模式創(chuàng)新，著力提升水利行業(yè)現(xiàn)代化管理水平，基于混合云架構的江陰市智慧水利一體化應用門戶項目成果的應用為水利部門科學決策、精準管理、便捷服務提供了支撐和保障。