李若鵬，賈閃丹 ，程 琳

（1.洛陽水利建設(shè)投資集團有限公司，471002，洛陽；2.洛陽農(nóng)發(fā)投資集團有限公司，471002，洛陽；3.水利部綜合事業(yè)局，100053，北京）

一、洛陽市水務(wù)信息化發(fā)展現(xiàn)狀

智慧水務(wù)采用先進的信息技術(shù)，通過物聯(lián)網(wǎng)、 移動互聯(lián)等設(shè)備對雨情、水情、工情、內(nèi)澇、墑情、水質(zhì)、氣象等實時數(shù)據(jù)進行全面感知、智能分析和科學(xué)決策。 智慧水務(wù)是數(shù)字水務(wù)的進一步深化和拓展，全方位解決水資源、水管理、水安全、水生態(tài)、水環(huán)境等城市涉水事務(wù)，是新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的標志。

1.發(fā)展現(xiàn)狀

近年，河南省洛陽市水利局積極推進信息化建設(shè)，在水利信息化基礎(chǔ)設(shè)施、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、保障河湖環(huán)境等方面取得快速發(fā)展，為洛陽水務(wù)信息化從“數(shù)字水務(wù)”向“智慧水務(wù)”轉(zhuǎn)變打下良好基礎(chǔ)。

（1）基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善

經(jīng)過多年建設(shè)，洛陽市水務(wù)信息化建設(shè)取得一定成效，初步形成基礎(chǔ)設(shè)施體系，監(jiān)測能力明顯增強，水務(wù)業(yè)務(wù)應(yīng)用水平明顯改善，為全面落實最嚴格水資源管理制度，科學(xué)制定并實施洛陽市水資源總量控制、用水效率控制、水功能區(qū)限制納污三條紅線提供支撐手段， 對全市提高用水效率、保障水安全、調(diào)節(jié)水資源起到重要的推動作用。

（2）水務(wù)業(yè)務(wù)應(yīng)用逐步深化

2017 年《洛陽市全面推行河長制實施方案》（洛辦〔2017〕41 號）印發(fā)，按照市委“9+2”工作布局和生態(tài)環(huán)境建設(shè)相關(guān)要求，以保護水資源、防治水污染、改善水環(huán)境、修復(fù)水生態(tài)、確保水安全為主要任務(wù)，在全市河湖渠全面推行河長制。 同時利用河長信息平臺進行各地市的重點河段監(jiān)測、巡河數(shù)據(jù)統(tǒng)計及考核。 洛陽智慧水務(wù)基于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺和管理系統(tǒng)，實現(xiàn)供水總公司對下屬二次供水泵房設(shè)施的信息化管理，實現(xiàn)二次供水的遠程數(shù)字化、集約化和智能化的目標。

2.存在問題

目前， 洛陽市水利局主要利用河南省河長信息平臺進行河長制日常工作，但省級平臺功能主要偏重于省級對各地市的巡河數(shù)據(jù)統(tǒng)計及考核， 在重點流域及河段監(jiān)控、 實時監(jiān)測數(shù)據(jù)共享、河湖“四亂”跟蹤處理等方面缺乏有效的科技支撐，已不能滿足洛陽市實際水利業(yè)務(wù)需求。目前洛陽市智慧水務(wù)建設(shè)仍存在以下短板：

（1）數(shù)據(jù)孤島

洛陽市水務(wù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分散于各個不同部門，水質(zhì)、水雨情監(jiān)測數(shù)據(jù)分別存放于環(huán)保部門、 防汛抗旱系統(tǒng)，雖然部分城區(qū)段沿河已安裝監(jiān)控系統(tǒng)，但重點流域及河段的岸線監(jiān)控有待建設(shè)， 數(shù)據(jù)難以統(tǒng)一管理與共享，形成數(shù)據(jù)割據(jù)和信息孤島。 各區(qū)縣信息化平臺建設(shè)情況參差不齊，難以做到精準調(diào)度，相關(guān)數(shù)據(jù)資源亟須規(guī)范化整合與整理，有待形成洛陽市全市的水利管理體系。

（2）數(shù)據(jù)不完善

洛陽市河道流域廣、面積大、河道周圍情況復(fù)雜，目前巡河主要依靠人工，難以做到全方位覆蓋；河長履職保障手段單一，難以提供全面、系統(tǒng)、準確的巡河報告；河長及河長辦對河湖治理現(xiàn)狀及工作交督辦情況尚無法做到實時掌握。

（3）業(yè)務(wù)覆蓋面不足

洛陽市智慧水務(wù)建設(shè)缺少統(tǒng)籌規(guī)劃，導(dǎo)致業(yè)務(wù)覆蓋面不足、應(yīng)用深度不夠。 目前，已建應(yīng)用系統(tǒng)沒有進行統(tǒng)一的規(guī)劃設(shè)計，數(shù)據(jù)信息處理還停留在采集和基礎(chǔ)分析層面，智能預(yù)報、智能預(yù)警、智能調(diào)控、智能決策等輔助決策系統(tǒng)建設(shè)基本空白， 大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)尚未發(fā)揮作用。

二、總體設(shè)計

根據(jù)洛陽市水務(wù)管理工作實際需求， 以信息資源與基礎(chǔ)設(shè)施為依托，基于遙感、無人機、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，集“多源數(shù)據(jù)采集與融合、大數(shù)據(jù)分析與知識發(fā)現(xiàn)、智能決策與應(yīng)急處置”為一體，形成“高效感知、互聯(lián)互通、資源共享、業(yè)務(wù)協(xié)同、數(shù)字仿真、智能應(yīng)用”的智慧水務(wù)管理平臺，建立洛陽市智慧水利信息化管理體系，推進智慧水利與河湖水生態(tài)管理信息全方位、多層次、協(xié)同化發(fā)展。

洛陽市智慧水務(wù)體系由物聯(lián)網(wǎng)智能感知、水利專有云平臺、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施體系、水利數(shù)據(jù)專題庫、應(yīng)用支撐平臺以及智慧業(yè)務(wù)應(yīng)用組成，總體框架如圖1 所示。

1.物聯(lián)網(wǎng)智能感知體系

智能感知包括水雨情、水質(zhì)、工情和視頻監(jiān)控等采集內(nèi)容， 主要為智慧應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。圍繞水資源保障、河湖庫保護、水災(zāi)害防御、水發(fā)展規(guī)劃、水事務(wù)監(jiān)管和水政務(wù)協(xié)同六大業(yè)務(wù)核心應(yīng)用的感知需求， 整合現(xiàn)有水文監(jiān)測站網(wǎng)， 補充視頻監(jiān)控、 衛(wèi)星遙感、 無人機巡測、 輿情監(jiān)測等多種手段，形成物聯(lián)網(wǎng)智能感知系統(tǒng)，實現(xiàn)對河流水系、水利工程和管理活動及時、全面、準確、穩(wěn)定的監(jiān)測、監(jiān)視和監(jiān)控。

2.網(wǎng)絡(luò)及基礎(chǔ)設(shè)施體系

主要依托水利數(shù)據(jù)中心、云平臺（政務(wù)云）、網(wǎng)絡(luò)工程和基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境等內(nèi)容，為智慧水務(wù)提供信息傳輸通道、軟件環(huán)境和硬件環(huán)境，可根據(jù)應(yīng)用業(yè)務(wù)需求按需自動擴容，支持彈性擴容，實現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移、運維自動監(jiān)控等。 同時加強水利局已有水利網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)施整合共享，提高資源利用率。

3.水利數(shù)據(jù)專題庫

整合水利部門內(nèi)部和外部共享數(shù)據(jù)，形成按業(yè)務(wù)過程、公共基礎(chǔ)和主題應(yīng)用分層的水利數(shù)據(jù)專題庫和數(shù)據(jù)資源目錄。 對接入平臺的多種數(shù)據(jù)進行梳理、清洗、甄別和校驗，保障平臺的數(shù)據(jù)質(zhì)量，并對外提供標準的數(shù)據(jù)共享交換服務(wù)。 基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)， 挖掘數(shù)據(jù)間隱藏的相互關(guān)系，為智慧水務(wù)提供一個集模擬、 預(yù)測、評估和調(diào)度等為一體的全方位、多尺度的智慧決策服務(wù)環(huán)境，為應(yīng)用支撐平臺提供技術(shù)支持。

圖1 洛陽市智慧水務(wù)平臺總體架構(gòu)圖

4.應(yīng)用支撐平臺

應(yīng)用支撐平臺包括應(yīng)用和展示服務(wù)，是洛陽市智慧水務(wù)平臺的公共能力聚集平臺和智慧使能平臺，在公共支撐能力基礎(chǔ)上，建立滿足水利應(yīng)用需求的公共基礎(chǔ)服務(wù)，包含統(tǒng)一服務(wù)管理、統(tǒng)一服務(wù)網(wǎng)關(guān)、基礎(chǔ)服務(wù)引擎和水利一張圖等水利應(yīng)用公共支撐服務(wù)。 統(tǒng)一服務(wù)管理提供對外服務(wù)注冊能力，統(tǒng)一服務(wù)網(wǎng)關(guān)提供安全認證、流量控制、負載均衡等能力，基礎(chǔ)服務(wù)引擎能夠支撐各層級、 各部門、各應(yīng)用的快速高效搭建。

5.智能業(yè)務(wù)應(yīng)用體系

智能業(yè)務(wù)應(yīng)用體系覆蓋河南省“四水同治”、洛陽市河湖長制和水文化遺產(chǎn)等領(lǐng)域，可滿足洛陽市水利局各業(yè)務(wù)部門的管理需求， 以豐富、靈活的界面設(shè)計和應(yīng)用組裝能力，構(gòu)建滿足市、縣、鄉(xiāng)、村四級結(jié)構(gòu)和社會公眾需求的業(yè)務(wù)應(yīng)用，包含綜合信息管理、實時監(jiān)管、巡河管理、考核評估、任務(wù)交辦、河湖健康評估、綜合展示發(fā)布等功能， 支持移動端和微信應(yīng)用，基于統(tǒng)一應(yīng)用門戶訪問。

6.標準和保障體系

在水利標準規(guī)范體系框架下，制定支撐智慧水務(wù)數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)協(xié)同的相關(guān)管理和技術(shù)標準規(guī)范，在建設(shè)運行過程中加強標準規(guī)范的實施評估，及時組織修訂完善，推動標準規(guī)范全面貫徹落實。 基于洛陽市智慧水務(wù)平臺的安全保障體系，為智慧水務(wù)提供基礎(chǔ)環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施等方面的安全防護，強化用戶授權(quán)、認證、審計管理， 防范數(shù)據(jù)遺失和泄露風(fēng)險，保障平臺及應(yīng)用安全。

三、應(yīng)用設(shè)計

洛陽市智慧水務(wù)應(yīng)用體系基于水務(wù)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與挖掘，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建智慧河湖服務(wù)、智慧河湖門戶、移動應(yīng)用、防汛抗旱指揮決策、水資源管理和智慧輿情等模塊，形成了“1+N”（即 1 個水利數(shù)據(jù)專題庫，N 個智慧應(yīng)用）智慧水務(wù)應(yīng)用體系，實現(xiàn)了信息化對水資源、水環(huán)境、水安全等業(yè)務(wù)的智能支撐。

1.智慧河湖服務(wù)

智慧河湖服務(wù)利用衛(wèi)星遙感、無人機、視頻監(jiān)控及人工智能分析等多種技術(shù)手段， 與人工管理相結(jié)合，建立覆蓋全市主要河流的多元化河湖監(jiān)控與保護體系，提升河湖管理的科學(xué)化、智能化和精細化水平。

2.智慧河湖門戶

智慧河湖門戶是各級河長及河長制辦公人員迅速掌握轄區(qū)內(nèi)相關(guān)業(yè)務(wù)整體監(jiān)管成效及推進各項監(jiān)管工作的入口。 綜合展示轄區(qū)的空間信息和涉水業(yè)務(wù)信息，為各級河長和河長制辦公人員提供轄區(qū)內(nèi)河湖水況、涉水事務(wù)以及巡河履職等綜合概況。

3.移動應(yīng)用

移動應(yīng)用主要是統(tǒng)籌管理轄區(qū)內(nèi)的人員組織、河湖事務(wù)、各項數(shù)據(jù)等一系列工作。 按照層級架構(gòu)對人員組織結(jié)構(gòu)及對應(yīng)的履職情況進行分類歸類查看，利用一張圖的方式多維度統(tǒng)計與分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，巡河及處理日常發(fā)生的問題事件、 公文等工作，便捷查詢河湖相關(guān)文檔。

4.防汛抗旱指揮決策

防汛抗旱指揮決策應(yīng)用是基于現(xiàn)有的雨情、河道水情、水庫水情、城市積水點、視頻等監(jiān)測能力，融合其他行業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)降雨、河道防汛、水庫防汛、城市防汛的市、縣、鄉(xiāng)、村四級信息共享與在線聯(lián)動，達到汛情可視、風(fēng)險可防、基層可通的全民防汛新格局。

5.水資源管理

水資源管理應(yīng)用系統(tǒng)是集成現(xiàn)有的取用水監(jiān)控能力， 構(gòu)建地表水、地下水、再生水三大主要水源的全面監(jiān)管能力和地表水資源質(zhì)量監(jiān)管能力，優(yōu)化水資源費計收服務(wù)，提升區(qū)域農(nóng)村飲水安全服務(wù)行業(yè)監(jiān)督水平，為水資源可持續(xù)優(yōu)化利用提供決策支撐服務(wù)。

6.智慧輿情

智慧輿情與河湖公眾服務(wù)，可實現(xiàn)洛陽市河長制工作具體運行實施的公開化，并起到公眾監(jiān)督管理的作用。 利用公共服務(wù)管理平臺開放洛陽市河長制工作，達到與社會公眾溝通的效果，以實現(xiàn)政府及社會公眾對河湖治理共同監(jiān)督、維護的作用。

四、結(jié) 論

新時代智慧水務(wù)是實現(xiàn)水利現(xiàn)代化的重要手段， 智慧水務(wù)建設(shè)必須全面、深度融合水利各項業(yè)務(wù)，結(jié)合已有可利用資源，統(tǒng)籌各專業(yè)領(lǐng)域，打通各部門間的數(shù)據(jù)壁壘和信息孤島。 洛陽市探索形成的“五聯(lián)治水”新模式，做到了“上下聯(lián)推、縱橫聯(lián)動、城鄉(xiāng)聯(lián)建、標本聯(lián)治、內(nèi)外聯(lián)督”，實現(xiàn)了管理信息采集自動化、管理信息化、決策科學(xué)化，為洛陽水務(wù)高質(zhì)量發(fā)展提供了堅實的技術(shù)保障。