智慧水利与水文-中国水文-水利部

智慧水利与水文2018年4月蔡阳水利部信息中心（水利部水文水资源监测预报中心）习近平总书记在十九大报告中提出建设网络强国、数字中国、智慧社会。中央对实施网络强国战略作出部署，2017年中央农村工作会议和今年一号文件明确要求实施智慧农业林业水利工程。部党组高度重视水利信息化工作，今年的水利厅局长会议和规划计划工作座谈会都对加快智慧水利建设做出了安排部署。2017年10月，部参咨委开展了智慧水利专题调研。2018年部信息中心正牵头开展智慧水利总体方案设计。一、智慧社会发展二、智慧水利与水文提纲（一）智慧社会发展2008年11月IBM公司提出“智慧地球”理念，2009年美国、新加坡、韩国等开始推进智慧城市建设。2010年开始，住建部、测绘局等部门启动智慧城市和城市时空信息云平台试点，电力、交通等行业开展智慧建设应用。2015年，发展改革委、中央网信办会同住建部、工信部、水利部等部委，开展新型智慧城市建设。一、智慧社会发展从已有的智慧建设应用来看，智慧社会主要是在互联网、物联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术支撑下，通过感知识别、模拟预测管理对象，提高精细化管理能力和快速响应、协同调度、科学决策及社会服务水平。（二）智慧社会内涵一、智慧社会发展一是透彻感知--是智慧社会的“感官”二是全面互联--是智慧社会的“神经网络”三是广泛共享--是智慧管理与服务高效的关键四是深度整合--是智慧应用的基本要求五是智能应用--是智慧社会的“智慧”体现六是泛在服务--是智慧社会的重要落脚点（三）智慧社会的基本特征一、智慧社会发展**智慧交通示例：对道路、公交、地铁、航空、水运等全天候、全过程、全覆盖、全业务监测，日均产生结构化数据40GB，超过1亿条，为智慧交通奠定了坚实的感知基础。通过路网交通采集器采集13条高速路的车流车速；地面基站采集13.9万辆重点管理车辆GPS轨迹；6.93万路视频监控实时交通状况；通过高德地图等获取全区公众出行信息；通过公交智能刷卡器掌握1400万张交通卡使用；通过网格员和公众拍照获取事故、违规行车停车等信息；通过微博、微信等自媒体和交通服务平台掌握交通运输服务数据。一、智慧社会发展（三）智慧社会基本特征——透彻感知智慧电网示例：通过全面的互联互通，实现了电力系统管理、运行、服务的安全、高效和便捷。采用输电线路同步建设宽带光纤网络，建设了带宽为10GB“三纵四横”的大容量骨干光纤传输网，联通了五大电网所有高电压等级发电厂、变电站；通过光纤、电力线通信网建设了带宽为1GB以上的数据通信骨干网，连通所有中低压侧发电厂、变电站、光伏电源、风电电源、充换电站、充电桩等设施，以及所有电力传感器、智能电表、数据接入点等设备；通过电力无线虚拟专网连通公司所有车载设备、运维检修和营销人员，支撑五级实时监控体系；通过掌上电力、电力交易市场、移动互联网、国网商城、95588网站连通电力用户1.1亿人，实现用电核算的智能化。一、智慧社会发展（三）智慧社会基本特征——全面互联***大数据交易中心示例：大数据交易中心就好像城市管理与运行的大脑，为当地的精细化管理奠定了坚实的基础。通过共享，汇集了60个委办局806个系统的11695项数据，数据涉及经济社会、生产生活、安全稳定、生态环境等各行各业，通过这些数据实时掌握各行业及规模以上企业经济运行状况、各小区的社会治安状况、各条街道的交通运行状况、水利防汛抗旱状况以及各条河流的水量水质状况等，形成了数据互联生态体系。通过中国移动、中国联通的移动基站数据和电子围栏技术，共享全国48个主流商圈的商铺、商品、客流等详细数据，为当地的经济发展提供分析成果。一、智慧社会发展（三）智慧社会基本特征——广泛共享智慧**建设示例：按照“数据集成中心、运行监测中心、分拨处置中心、指挥协同中心和应用评价中心”五大中心职能定位开展工作，基础设施方面，服务器、存储设备等基础设施全部集中到集中机房。数据方面，汇集了39个部门、243项业务数据，构建了“1+6+126+4833”网格管理工作体系，实现对11类152项实有事件的全覆盖巡查，以及对4类8项基础信息的实时采集，数据量仅6个月就达到133GB（不包括视频）。业务方面，通过系统整合破解此前各部门应急值班不正规、不透明、非常态的“多小散弱”局面，整合应急、消防、卫计、环水（三防）、安监、城管、交通、建设等部门的应急指挥系统，建立了“集中指挥、统一调度、联合行动、分头处置”的联合应急指挥平台，实现了政府职能转变和行政流程的再造。一、智慧社会发展（三）智慧社会基本特征——深度整合阿里巴巴示例：通过“ET城市大脑”掌握**42万条路段和街区三维高分辨率数据，通过移动互联网和GPS实时掌握人群分布和车流状况，识别每个交通路口各方向的行人和车流行进速度及排队长度，通过构建的精细模拟模型和机器学习算法不断迭代优化，对整个城市进行全局实时分析，智能调度红绿灯顺序和时长，自动识别交通事件并联动报警，“ET城市大脑”接管了128个信号灯路口，试点区域通行时间减少15.3%，高架道路出行时间节省4.6分钟，交通事件报警准确率达92%。一、智慧社会发展（三）智慧社会基本特征——智能应用上海市***行政服务中心示例：集成全区政务资源、集中提供政务服务，实现智慧网格化管理，网上网下打通，所有业务系统整合为一个终端、一个入口、一个界面，变“群众跑腿”为“数据跑路”，变“企业四处找”为“部门协同办”，为企业和市民提供高效、便捷、透明的“一站式”服务。同时，建立健全“1+13+X”政务服务体系，推动政府公共服务、城市动态监管和社会治理有效融合，实现集成创新、信息惠民。一、智慧社会发展（三）智慧社会基本特征——泛在服务一、智慧社会发展二、智慧水利与水文提纲（一）总体思路按照实施网络强国战略部署，把智慧水利建设作为推进水利现代化的着力点和突破口，全面提升感知能力，加快信息资源整合，大力推进新一代信息技术与水利业务的深度融合，积极构建覆盖全国江河水系、水利基础设施体系、管理运行体系的网络大平台，国家流域区域相关信息资源汇集的共享大数据，以及集成业务支撑、决策支持、公共服务的应用大系统，全面提高水治理体系和治理能力现代化水平，保障国家水安全。二、智慧水利与水文从信息系统设计和建设的角度，具体分为信息感知层、网络通信层、计算存储层、融合支撑层和智慧应用层。此外，还包括管理办法、标准规范、安全保障、运行维护等保障环境建设。（二）智慧水利总体架构信息感知层网络通信层计算存储层融合支撑层智慧应用层政府监管江河调度运行管理应急处置公共服务计算资源存储资源会商环境灾备系统水利业务网水利通信网电子政务外网互联网江河水系水利工程调度运行GPS终端感应设备监测仪器遥测监控管理办法标准规范安全保障大数据分析人工智能虚拟仿真二、智慧水利与水文（三）智慧水利重点任务1、感知能力建设：实现河流湖泊全面感知、水利工程全面感知、水利管理全面感知。2、信息通道建设：考虑各类感知数据实时传输和交换共享的需要，统筹利用各类网络资源构建高容量信息通道。3、水利大数据中心建设：根据水利数据高性能计算需要，按照国家、流域、省三级部署和多级应用的总体架构，加强计算存储、共享服务、指挥调度、综合会商、容灾备份等能力建设，建成集约统一、共享共用的水利大数据中心。4、智能应用建设：利用大数据、人工智能等技术，形成融合高效、智能分析、实时便捷的智慧水利大系统。二、智慧水利与水文（四）水文是透彻感知的主要依靠一是扩展水文感知范围。对现有水文站增配视频监控，对水位站增配流量监测设施；同时，逐步延伸到流域面积100平方千米以上2.23万条河流、1平方千米以上2858个湖泊，力争覆盖流域面积50平方千米以上4.5万条河流。二、智慧水利与水文雷达波测流声学多普勒测流视频监视水位计蒸发站测沙仪（四）水文是透彻感知的主要依靠二是提高水文感知技术水平。透彻感知既需要传统监测手段，也需要物联网、卫星遥感、无人机、视频监控、智能手机等新技术的应用。按照自动化、无人化、立体化的要求，构建天空地网一体化水文感知体系。二、智慧水利与水文柔性测深仪等卫星遥感监测无人机或旋翼飞机雨量雷达电子浮标土壤水分测量仪声学多谱勒流速仪光纤流速仪水位计视频水位计流速仪卫星遥感反演微波测雨全自动测流一体化水位仪水文测量无人机集成化智能RTU地下太空空中水面壤中水中（四）水文是透彻感知的主要依靠三是提升水文感知装备标准。在水文感知网络建设中，要转变以往单要素、少装备、低标准的做法，适应智慧水利建设的需要，统筹全局、着眼长远、适当超前，提升装备标准。既要考虑水文要素的监测，也要考虑监测设施设备工况的监测，还要考虑工作环境状态的监测；既要考虑数值数据的感知，也要考虑图片、视频等非结构化数据的采集，还要考虑其他性态监测数据的采集。二、智慧水利与水文（五）水文是水利大数据中心的基础内容一是广泛收集水文大数据。既采集传统水文要素，也落实大水文发展理念，广泛收集水资源、水利工程等相关信息，乃至互联网水文水情信息，为水利大数据中心提供海量数据源。既需要采集行业的主要特征指标，也需要采集与该行业相关的环境、状态、位置等数据。二、智慧水利与水文（五）水文是水利大数据中心的基本内容二是深入开展水文大数据计算分析。基于水文数据分析技术，结合水文专家知识，利用人工智能、大数据等新技术，研发新一代水文计算方法、模型、模式，开展水文大数据计算，挖掘水利大数据中心海量数据价值。二、智慧水利与水文水文数据大脑示意水文大数据关联计算分析（六）水文数据是智能应用的重要支撑一是生产水文大数据服务产品。针对智慧预报预警、水资源管理、水工程安全监控、灌区、水土保持管理、河湖监管、水行政管理和公共服务、梯级水库群智能调度等应用，业务化、常态化生产标准化的水文大数据服务产品。二、智慧水利与水文河湖监管水资源管理防汛抗旱农业灌灌水土保持水利建设城市水务数据大脑（六）水文数据是智能应用的重要支撑二是定制化水文感知服务。在重点区域、河段和水域密布感知网格，结合水文分析，实现多要素立体实时精细感知、动态精准预测预警，为高价值应用提供高附加值定制服务。二、智慧水利与水文水文现代化是水利信息化的基础水利信息化是水利现代化的基础谢谢