论文部分内容阅读
【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。
【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。