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01目標和概述

在新興市場的拉動下，全球水利信息化產業(yè)將保持穩(wěn)定增長的態(tài)勢，2015年中國水利信息化市場規(guī)模為18.83億元，到2017年達到23.71億元，預計2018~2023年將以12%左右的年均復合增長率增長，到2023年將超過40億元。住建部數據顯示，自2008年，有213個城市發(fā)生過不同程度的積水內澇，內澇災害一年超過3次以上的城市就有137個，甚至擴大到干旱少雨的西安、沈陽等西部和北部城市，2010~2016年期間，我國平均每年有185座城市受到城市內澇的威脅。2018年，住房城鄉(xiāng)建設部發(fā)出通知，要求地方各級城市排水主管部門建立健全與氣象、水利、交通運輸、公安等部門的信息共享機制，充分利用已有的各類信息網絡平臺，獲取城市雨情、澇情信息，做好預警和應急調度；加強與氣象部門聯(lián)動，及時準確了解氣象趨勢分析、強降雨預測和實時雨情等信息；加強與水利部門聯(lián)動，及時掌握流域洪澇情況、河道汛情、堤防設施運行情況等信息；加強與公安、交通運輸等部門聯(lián)動，根據雨情澇情提出城區(qū)交通組織調度疏導和應急疏散轉移建議；加強與教育、衛(wèi)生、民政等部門聯(lián)動，及時通報雨情和澇情，共同落實應急舉措。

智慧水務物聯(lián)網主要由水務智能感知體系、水務專題數據庫、水務綜合監(jiān)管平臺三個模塊構成，主要涉及河道斷面、雨水管網、易澇點、入河排水口、河道斷面、返潮小區(qū)、下坪填埋場等水務要素的監(jiān)測。

02解決方案介紹

實現(xiàn)項目建設目標，在詳細梳理水務業(yè)務需求的基礎上，結合目前最新的信息化技術，同時兼顧未來的技術發(fā)展，保證技術的可持續(xù)演化，使得系統(tǒng)具備良好的實用性、先進性、擴展性、移植性及開放性。總體架構包括：智能感知、基礎設施、水務大數據（數據匯聚）、智慧應用和門戶共6個層次、標準規(guī)范和信息安全兩大體系組成。智慧水務總體架構如圖1所示。

（1）智能感知

智能感知包括水情、水質、工情和視頻等采集內容，其主要為智慧應用提供數據支撐，通過基于地表、地下和遙感監(jiān)測相結合，駐站監(jiān)測和移動監(jiān)測相結合的空天地一體化立體監(jiān)測技術，形成智慧水務智能感知體系，實現(xiàn)對自然水循環(huán)過程和社會水循環(huán)過程的及時、全面、準確、穩(wěn)定的監(jiān)測、監(jiān)視和監(jiān)控。本項目智能感知體系將建設排水口、雨水管網、河流斷面、填埋場、易澇點的水情、水質、流量、視頻監(jiān)測站點。

（2）基礎設施

基礎設施包括云平臺、網絡工程、基礎設施環(huán)境等內容，其為智慧水務提供信息傳輸通道、安全基礎設施運行環(huán)境（包括網絡環(huán)境），可根據前端業(yè)務需求按需自動擴容，實現(xiàn)故障轉移、運維自動監(jiān)控等。

（3）水務大數據

水務大數據包括大數據平臺、數據庫、大數據服務及分析和模型服務等內容，主要服務數據存儲、管理和使用，其在大數據平臺基礎上，構建基礎數據庫、監(jiān)測數據庫和專題庫等形成水務大數據；基于大數據分析技術，結合關系型數據庫和非結構化大數據兩類數據管理軟件形成綜合數據的存儲、管理容器。

本項目將基于區(qū)智慧城市數據中心進行水務業(yè)務數據庫的建設，包括數據庫表結構、數據字典設計、元數據管理、數據共享等內容。

（4）平臺支撐

平臺支撐包括支撐智慧應用需要的基礎中間件、物聯(lián)網平臺、視頻監(jiān)控平臺、融合指揮平臺、AI智能平臺、地理信息公共服務平臺、IAM/SSO、BIM平臺等。

在智慧水務建設的網絡、軟件資源、硬件資源基礎上，將建設水務物聯(lián)網感知平臺，實現(xiàn)水務感知信息的統(tǒng)一接入。

（5）智慧應用

智慧應用的業(yè)務覆蓋了水資源、水生態(tài)、水安全、水環(huán)境、水事務和水文化六大領域，分別按專題業(yè)務、政務服務和工程管理等業(yè)務管理及職能業(yè)務等提供各類應用系統(tǒng)，滿足水務各業(yè)務部門及各業(yè)務維度的管理需求。

本項目將采用微服務架構進行水務綜合監(jiān)管平臺的建設，包括PC端應用系統(tǒng)和移動端的微信小程序。

（6）標準規(guī)范體系

標準規(guī)范是保障智慧水務的各個組成部分能夠協(xié)調一致地工作，是保障各類信息互聯(lián)互通，是保障項目建設過程和運維管理的規(guī)范、有序、高效的重要基礎。通過充分利用已有國標和行標、參考國際上的先進標準、建設必要的標準規(guī)范，形成智慧水務標準規(guī)范體系。

（7）信息安全體系

信息安全體系是保障系統(tǒng)安全、運行穩(wěn)定可靠，其在全面分析和評估智慧水務各要素的價值、風險、脆弱性及所面臨的威脅基礎之上，遵照《中華人民共和國網絡安全法》和等級保護制度的要求，結合政府現(xiàn)有安全體系，構建智慧水務信息安全體系。

03推廣價值

（1）加強水環(huán)境管理、保障河湖防洪安全

近年來水務投入呈持續(xù)增長態(tài)勢，水務設施建設有序推進，水務服務水平不斷提高，但水安全防治問題、水環(huán)境污染仍是建設現(xiàn)代化國際化先進城市亟需解決的緊迫問題。目前的城市水文、水環(huán)境、水安全信息采集覆蓋面、數據傳輸效率等方面的短板十分明顯，目前河流水體水質還是采用定期采樣實驗室分析的方式進行、檢測頻率不足、難以對突發(fā)性污染事件進行快速反應，無法為科學治水提供完善的數據支撐。通過本項目的建設補充城市水文、水環(huán)境、水安全等方面感知系統(tǒng)，為社會各界及時、準確、完整地提供城市水文、水環(huán)境相關信息，對各河流、易澇點水位進行實時掌握和發(fā)展態(tài)勢預警預測分析，對水環(huán)境監(jiān)管提供強有力的技術支持，才能實現(xiàn)城市人口、資源、環(huán)境的協(xié)調發(fā)展，才能保障地區(qū)經濟的可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)建設和諧社會的宏偉目標。

（2）向科技要人力能力，提升巡查管理水平的需要

目前水務行政管理、水務信息采集、水務工程日常巡檢、運行生產指令實施跟蹤，河湖岸線管理巡查、水政執(zhí)法調查取證等日常管理和服務工作投入了大量人力。在水務管理部門、水管單位人事編制收緊，基層水務機構、人員不穩(wěn)定和管養(yǎng)經費不足的宏觀形勢下，迫切需要優(yōu)化以人工為主的管理模式，建設智能巡查系統(tǒng)，向科技要人力能力，提高管理效能和標準化水平，推動日常管理工作各環(huán)節(jié)、全鏈條向規(guī)范化、精細化轉變提升。

水務管理的規(guī)范化、精細化是現(xiàn)代水務的必然要求，帶來日常管理工作量、工作質量的更高要求。迫切需要通過智慧水務項目建設，以解決水務管理重復繁重但基礎性極強的此類工作的痛點為目標，向科技要人力，通過完善水務信息自動采集體系，建設水務工程生產運行信息化管理工具、基于業(yè)務需求的涉水管理對象精準信息數據服務，減員增效，將以人工作業(yè)為主的管理模式轉變?yōu)楦咝堋⒌统杀尽藴驶娜粘９芾砟芰褪侄巍?/p>

（3）提升水務公眾服務品質，建設民生水務的重要途徑

建設人民滿意的服務型政府，群眾辦事“最多跑一趟”、“只進一扇門”，是數字政府建設的目標，是深化行政體制改革、加強政府自身建設的核心追求，通過智慧水務建設推動城區(qū)管理智慧化以實現(xiàn)水務業(yè)務的智慧民生服務是當然不讓的內容。在行政服務體系方面，一是響應省政府提出的“指尖計劃”，全面對接統(tǒng)一的微信等互聯(lián)網服務渠道，實現(xiàn)水務信息社會眾采和水務管理事項公眾發(fā)布、社會監(jiān)督。二是需要全面梳理行政審批和政務公開事項，通過整合共享生態(tài)環(huán)境、財政、規(guī)劃國土、公安、民政、城管等各部門的相關信息，進行全面流程再造、規(guī)范許可、人員培訓，提高各類行政許可效率，與其它部門聯(lián)合實現(xiàn)水務行政審批“最多跑一趟”、“只進一扇門”的全新政務服務模式。三是挖掘水務信息、創(chuàng)新水務公眾服務模式，水務是城市治理的一部分，水務信息與社會民生息息相關，如城市內澇信息影響市民出行計劃，水質治理成果影響城市總體形象，直接影響市民的政府滿意度，供水保障安全更是關系國計民生，城市水務是國民經濟發(fā)展的重要組成和基礎支撐，因此需要以智慧化的手段來提高水務公眾服務水平。

智慧水務是基于統(tǒng)一的公眾服務平臺構建水務行業(yè)的公眾服務系統(tǒng)，通過系統(tǒng)可為政府提供電子化的行政審批服務、接收公眾上報信息、接受群眾監(jiān)督。通過城市水文、水環(huán)境、水安全態(tài)勢監(jiān)測體系、水務綜合監(jiān)管平臺等系統(tǒng)的建設，可及時向市民發(fā)布城市水文信息。通過水環(huán)境實時監(jiān)測、水環(huán)境監(jiān)管等提高水環(huán)境治理的成效，可增加市民的幸福感和政府公眾滿意度。通過數據共享和大數據決策分析，可為市民提供水務精準服務，從而樹立良好的政府服務形象，繼續(xù)提升社會公眾和企業(yè)的水務服務質量。

摘自《自動化博覽》2019年增刊《邊緣計算2019專輯》