李建新，王 妍，張 洋，喬 偼

（海河水利委員會信息中心，天津 300170）

海河流域是中華民族的發(fā)祥地之一，但因其特殊的地理和自然環(huán)境，洪澇災害頻繁，流域人民飽受水患之苦。1963 年，海河流域發(fā)生特大洪水，毛澤東主席題詞“一定要根治海河”，吹響了戰(zhàn)海河、除水患的號角。海河人民團結(jié)一致，建水庫、疏河道、筑堤壩、修渠道，掀起了“男女老少齊上陣，百萬民工戰(zhàn)海河”的治理高潮[1]。

如今，海河水利面貌發(fā)生了翻天覆地的變化。海河流域位居京畿要地，已形成“分流入海、分區(qū)防守”的防洪減災格局，正在完善“二縱六橫”的水資源配置格局、“六河五湖”的水生態(tài)綠色發(fā)展格局[2]。依據(jù)《海河流域“十四五”水安全保障規(guī)劃》，為了解決流域相關治理水安全問題，已把智慧水利建設作為著力點和突破口，不斷推進流域治理體系和治理能力現(xiàn)代化。

1 水利部海河水利委員會（以下簡稱海委）水利信息化發(fā)展歷程

海委水利信息化起步較早，特別是1999 年建立水信息網(wǎng)后，海委緊跟水利部工作部署和發(fā)展思路，秉承“規(guī)劃引領、協(xié)同推進、需求驅(qū)動、資源共享、建管并重、確保安全”的基本原則，全面推進水利業(yè)務與信息技術(shù)深度融合，建設了電子政務系統(tǒng)（一期）、防汛抗旱指揮系統(tǒng)、水資源監(jiān)控能力建設項目、官廳密云水庫上游水質(zhì)水量自動監(jiān)測系統(tǒng)、水政監(jiān)察基礎設施建設項目等一批重大水利信息化項目，形成由水利信息化基礎設施、水利業(yè)務應用和水利網(wǎng)絡安全保障組成的水利信息化綜合體系，在改造傳統(tǒng)水利、發(fā)展民生水利、提高水利管理服務水平等方面提供了技術(shù)支撐[3]。

1.1 信息化管理

2000 年以來，海委先后成立海委信息化工作領導小組、網(wǎng)絡與信息安全工作領導小組、網(wǎng)絡安全與信息化領導小組，推動海委信息化基礎設施建設、網(wǎng)絡安全、基礎服務、運行維護和管理，完善信息化制度體系，提升信息化水平。2001年2月，海委水利信息化規(guī)劃建設領導小組成立，下設辦公室。同年8月，海委信息化工作領導小組成立，下設辦公室。2004、2007、2013 年，分別對其進行了人員變動調(diào)整。2013 年4 月，海委網(wǎng)絡與信息安全工作領導小組成立，下設辦公室。2018年2月，海委網(wǎng)絡安全與信息化領導小組成立，下設辦公室，設在海委辦公室，同時撤銷海委信息化工作領導小組及其辦公室、海委網(wǎng)絡與信息安全工作領導小組及其辦公室[4]。

1.2 計算機網(wǎng)絡建設

1980 年以來，海委不斷加強通信傳輸設施、計算機網(wǎng)絡、機房運行環(huán)境、基礎網(wǎng)絡服務、異地會商系統(tǒng)建設，海委信息化基礎設施規(guī)模逐漸壯大，運行維護工作更加規(guī)范，技術(shù)不斷迭代革新。

1983 年，海委安裝美國DEC 公司的PDP—11 系列11/23 型號計算機1 臺。1988 年，海委引進美國DEC 公司的VAX—8350 計算機系統(tǒng)，經(jīng)安裝調(diào)試投入運行。本系統(tǒng)用于水情信息處理、科研計算、水土保持、衛(wèi)星照片解譯等工作。

1993 年，全國雨水情計算機廣域網(wǎng)開始建設，水利部利用電信運營商提供的X.25 分組交換系統(tǒng)組成雨水情傳輸?shù)膹V域網(wǎng)，海委是其中的重要節(jié)點。1998 年，海委首次完成較為規(guī)范的計算機網(wǎng)絡綜合布線，綜合布線系統(tǒng)覆蓋整個防汛調(diào)度樓，聯(lián)網(wǎng)計算機30余臺，用于雨水情信息共享查詢。

1999年10月，海委機關局域網(wǎng)首次通過聯(lián)通公司接入國際互聯(lián)網(wǎng)（Internet），接入帶寬512 kbps。2000 年4 月，海委機關互聯(lián)網(wǎng)接入電路帶寬升級到2 Mbps。2004 年3 月，海委機關互聯(lián)網(wǎng)電路帶寬升級到10 Mbps。2009年3月，海委機關互聯(lián)網(wǎng)電路帶寬升級到100 Mbps。2014 年1 月，海委機關互聯(lián)網(wǎng)接入升級為雙路接入、互為備份的運行方式。2017年1月，海委機關互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了雙百兆接入。

1.3 運行環(huán)境演變

1989 年，海委機關機房位于水質(zhì)樓一樓，建筑面積210 m2，分為主機房及終端室2 個功能區(qū)，用于1989引進的VAX—8350計算機系統(tǒng)運行。

1993 年，海委防汛調(diào)度樓竣工并投入使用。其中，一樓東側(cè)半層參照標準機房建設，作為VAX 小型機的專用機房，總面積150 m2，分為維修室、微機室、主控室、VAX 主機房、終端室、更衣室、值班室等功能區(qū)，建成后VAX 計算機系統(tǒng)從水質(zhì)樓一樓機房搬遷至防汛調(diào)度樓一樓機房。2006 年，海委對防汛調(diào)度樓一樓機房進行改擴建，建成符合C 級機房標準的海委數(shù)據(jù)中心機房，機房及配套房間占地約266 m2，分為網(wǎng)管值班室、監(jiān)控室、機房中心區(qū)域（含服務器區(qū)、UPS區(qū)、配電區(qū)、空調(diào)區(qū)等）、電池間、備品備件間、鋼瓶間六大功能區(qū)，并建設了環(huán)境動力監(jiān)控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、電器系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、弱點監(jiān)控系統(tǒng)、集中監(jiān)控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)，實現(xiàn)了海委所有服務器設備集中管理。

2011 年，根據(jù)涉密管理要求，在原先機房基礎上劃分出50 m2建設涉密機房，同期對38 m2機房監(jiān)控室進行改造，屏蔽室通過國家認證單位的屏蔽效能檢測，滿足C級屏蔽要求。

1.4 網(wǎng)絡安全保障

1999 年，海委部署了網(wǎng)絡防火墻作為網(wǎng)絡的安全保障系統(tǒng)。2003 年，海委部署第一套統(tǒng)一管控的防病毒軟件——賽門鐵克（Symantec Corporation）企業(yè)版，在機關局域網(wǎng)范圍內(nèi)統(tǒng)一提供惡意代碼防范功能。2004 年，海委防汛抗旱指揮系統(tǒng)項目啟動建設系統(tǒng)安全防御體系，升級核心防火墻，部署入侵檢測系統(tǒng)、安全漏洞掃描系統(tǒng)、身份認證RA 系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)等，海委網(wǎng)絡安全防御體系初見規(guī)模。2012 年，建設外網(wǎng)身份認證CA 系統(tǒng)，基本形成覆蓋海委各級單位的統(tǒng)一身份認證體系。

2015 年，海委重要信息系統(tǒng)安全等級保護項目建設完成，項目從物理安全、網(wǎng)絡安全、主機安全、應用安全、數(shù)據(jù)安全、安全管理各個方面進行提升，使其達到等級保護三級系統(tǒng)防護要求。其主要建設內(nèi)容為：對海河流域雨水情信息查詢系統(tǒng)、委直屬各管理局的綜合辦公系統(tǒng)等8個三級應用系統(tǒng)進行身份認證功能改造，在漳衛(wèi)南局和海河下游局新建統(tǒng)一用戶管理系統(tǒng)；對海委機關中心機房UPS系統(tǒng)、委直屬各管理局機關機房進行提升改造，使其達到等級保護三級系統(tǒng)物理環(huán)境要求；優(yōu)化網(wǎng)絡環(huán)境，更新部署入侵防護系統(tǒng)、防火墻、抗拒絕服務系統(tǒng)、網(wǎng)絡安全審計系統(tǒng)、惡意代碼防范系統(tǒng)、行為監(jiān)控管理系統(tǒng)、負載均衡系統(tǒng)、漏洞掃描系統(tǒng)、網(wǎng)頁防篡改系統(tǒng)、在線存儲系統(tǒng)和離線備份系統(tǒng)等。2016 年，根據(jù)國家和水利部信息系統(tǒng)等級保護的相關要求，更新、配置部分網(wǎng)絡安全設備，包括防火墻、VPN、安全審計、流量控制等系統(tǒng)，提升流域骨干網(wǎng)安全防護級別，增強應用系統(tǒng)安全防護能力。同時，加強數(shù)據(jù)安全建設，部署安全管理平臺SOC，強化安全認證體系。

1.5 信息化項目建設

1999年5月，為進一步做好國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)前期工作，成立海河流域防汛抗旱指揮系統(tǒng)建設項目領導小組。為推動海委信息化項目的建設與管理，2002年以來，先后成立了海委GEF項目辦公室、海委信息化項目建設辦公室、海委GEF 項目領導小組、海河流域水資源監(jiān)控能力建設項目辦公室、海委水政監(jiān)察基礎設施建設項目辦公室等臨時管理機構(gòu)。

1.5.1 海委門戶網(wǎng)站

1999 年11 月19 日，中國第一家水利行業(yè)網(wǎng)站——中國水利網(wǎng)正式開通運行。該網(wǎng)站開通后，積極宣傳中央水利方針政策，廣泛傳播水利信息，及時報道全國水利發(fā)展現(xiàn)狀，在社會上引起了強烈反響，作為水利行業(yè)綜合信息服務網(wǎng)站在行業(yè)內(nèi)具有較大的影響力。2000年2月28日—3月1日，全國水利廳局長會議在北京召開，中國水利網(wǎng)第一次在網(wǎng)上滾動報道全國水利廳局長會議。2000 年5 月8 日，中國水利網(wǎng)對在天津召開的21 世紀初期大城市可持續(xù)發(fā)展的水資源保障國際研討會進行網(wǎng)上直播，此次直播在天津和水利行業(yè)均屬首次，引起了新聞媒體的廣泛關注。

2000 年6 月21 日，中國水利網(wǎng)更名為“水信息網(wǎng)”。2001 年1 月13 日，水利部部長汪恕誠在全國水利廳局長會上將水信息網(wǎng)站定位為水利行業(yè)骨干網(wǎng)站。水利部部長汪恕誠、副部長張基堯、陳雷、紀檢組組長劉光和先后視察了水信息網(wǎng)網(wǎng)站，并給予充分肯定。2001 年3 月，該網(wǎng)站獲得互聯(lián)網(wǎng)信息服務經(jīng)營許可證，網(wǎng)站名稱通過北京工商行政管理局的核準注冊；5 月，通過技術(shù)創(chuàng)新，首次實現(xiàn)網(wǎng)上多媒體直播，使海委辦公自動化水平上了一個臺階。2002 年4 月，由于水信息網(wǎng)的開通和發(fā)展積極推進了水利信息化和現(xiàn)代化建設，水信息網(wǎng)被列入《中國水利年鑒》（2001年版）20世紀中國水利大事年表。

2001—2005 年期間，水信息網(wǎng)進行了多次改版，并先后與人民網(wǎng)合作推出《關注美國水環(huán)境》專欄；聯(lián)合水利行業(yè)17 家網(wǎng)站共同發(fā)起“第十二屆世界水周和第十七屆中國水周”紀念宣傳活動；與搜狐公司合作水利旅游專題，并參加了騰訊的大河之旅，支持環(huán)保活動；每年舉辦的水利行業(yè)網(wǎng)絡人才招聘會吸引全國各大水利院校、水利企事業(yè)單位前來參加，取得良好效果。2005 年11 月，海委行政許可網(wǎng)上辦公系統(tǒng)開通；2007 年1 月，水信息網(wǎng)增加了“海委要聞”和“海委動態(tài)”2 個板塊，標志著水信息網(wǎng)的定位開始由全國性的綜合網(wǎng)站向面向海河水利、面向海委系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，網(wǎng)站的改造提升了海委信息在網(wǎng)站上的曝光幾率，加大了海委工作的宣傳力度。

2009年10月開始，水信息網(wǎng)開始啟用TRS公司的網(wǎng)站后臺發(fā)布系統(tǒng)WCM，該系統(tǒng)可以將網(wǎng)站中的相關信息自動生成靜態(tài)頁面，使網(wǎng)站的訪問由原來的直接調(diào)取數(shù)據(jù)庫信息改為更加安全的單一靜態(tài)頁面讀取方式，大大提升了網(wǎng)站的安全性能和運行速度。2011 年，水信息網(wǎng)進行了第七次改版，新版水信息網(wǎng)定位為海委門戶網(wǎng)站，保持了綠色清新的風格，突出體現(xiàn)了海委工作板塊，保留了水事、技術(shù)、國際等點擊率高的欄目，新增設了流域水利、水利訪談等板塊，以滿足各方面的需求。

2015 年，按照國務院辦公廳《關于開展第一次全國政府網(wǎng)站普查的通知》精神和水利部的整體部署，結(jié)合自身工作實際，海委針對水信息網(wǎng)和所屬4家事業(yè)單位網(wǎng)站進行了全面整改，將水信息網(wǎng)全面改版并更名為“海河水利網(wǎng)”，將漳衛(wèi)南運河網(wǎng)、海河下游局網(wǎng)、漳河上游局網(wǎng)遷移至海河水利網(wǎng)進行集約化建設。海河水利網(wǎng)定位進一步明確，各部門單位的工作職責進一步清晰，有關人員服務公眾的意識也明顯增強，為促進海委和海河水利事業(yè)的發(fā)展發(fā)揮了重要作用。

2017 年，海委政務微信公眾號正式開通。海委微信公眾號是海委門戶網(wǎng)站在移動互聯(lián)端的有益延伸，是新媒體環(huán)境下創(chuàng)新宣傳方式的積極探索。

2018 年11 月，海河水利網(wǎng)進行了第9 次改版，改版后的網(wǎng)站更加突出了海河水利的定位，將委直屬各管理局信息放在顯著位置，同時加大了政務應用的板塊，使網(wǎng)站頁面風格更莊重、顏色更沉穩(wěn)、應用更便捷、信息更直觀。

1.5.2 海委綜合辦公系統(tǒng)

1999年10月，海委辦公系統(tǒng)首次接入國際互聯(lián)網(wǎng)后即提供了互聯(lián)網(wǎng)訪問服務；同期，海委主辦的水信息網(wǎng)正式上線運行，提供Web 服務、域名解析服務（DNS）。自1999 年起，海委辦公系統(tǒng)開始面向海委職工提供郵件服務。2000 年7 月，海委辦公自動化系統(tǒng)正式開通。2004 年，依托國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)一期工程建設，海委辦公自動化系統(tǒng)正式建立了電子郵件服務系統(tǒng)（E-mail）。2007 年建成即時通信系統(tǒng)，2011 年進行用戶數(shù)量擴充，2018 年推出移動端即時通信系統(tǒng)。2018 年8 月，海委外網(wǎng)綜合辦公系統(tǒng)上線運行，并推出手機端移動辦公。

1.5.3 海委電子政務系統(tǒng)（一期）工程

海委電子政務系統(tǒng)（一期）工程采取“1+4”的建設方式，包括海委機關（天津）、漳衛(wèi)南局機關（山東德州）、引灤局機關（河北遷西）、漳河上游局機關（河北邯鄲）、海河下游局機關（天津）。該工程在海委機關的政務內(nèi)網(wǎng)和政務外網(wǎng)均有部署，而在委直屬各管理局部署范圍僅為政務外網(wǎng)。項目投資1 390 萬元。水利部于2003年11月批復《海委電子政務系統(tǒng)（一期）項目建議書》，于2005 年1 月批復《海委電子政務系統(tǒng)（一期）工程初步設計》。海委于2007 年3月批復同意《海委電子政務系統(tǒng)（一期）工程技施（階段）設計方案》。該工程于2005 年5 月開始建設，2011 年5 月通過海委竣工驗收，主要建設內(nèi)容包括網(wǎng)絡基礎設施、政務協(xié)同基礎平臺、政務應用系統(tǒng)、政務信息門戶和安全保障體系五部分。

1.5.4 國家水資源監(jiān)控能力建設項目（海委部分）

為貫徹落實2011年《中共中央國務院關于加快水利改革發(fā)展的決定》精神和積極推進水資源監(jiān)控能力建設，水利部、財政部決定開展國家水資源監(jiān)控能力建設項目。作為該項目的重要組成部分，海委組織編制并實施了《國家水資源監(jiān)控能力建設項目海河流域技術(shù)方案》。國家水資源監(jiān)控能力建設項目（海委部分）于2012 年啟動，2015 年9 月通過項目驗收，共完成投資4 253 萬元，主要建設內(nèi)容包括取用水監(jiān)控體系、水功能區(qū)監(jiān)控體系、大江大河省界斷面監(jiān)控體系、水資源監(jiān)控管理信息平臺等。

1.5.5 海委重要信息系統(tǒng)安全等級保護建設項目

海委于2013 年開始實施海委重要信息系統(tǒng)安全等級保護建設項目。2012年11月，水利部同意項目立項，項目總投資1 400 萬元。2013 年1 月，海委轉(zhuǎn)發(fā)批復文件。2013 年4 月，海委對項目初步設計進行批復。2016 年11 月，完成項目竣工驗收，主要建設內(nèi)容包括對物理安全措施、政務外網(wǎng)網(wǎng)絡安全、政務外網(wǎng)主機安全、三級業(yè)務系統(tǒng)應用安全、數(shù)據(jù)安全等進行完善。

1.5.6 海委水政監(jiān)察基礎設施建設項目

為加強流域管理機構(gòu)水政監(jiān)察基礎設施建設，全面提升水政監(jiān)察隊伍執(zhí)法能力，2013年4月，水利部發(fā)展研究中心會同七大流域管理機構(gòu)編制完成《全國水政監(jiān)察隊伍執(zhí)法能力建設規(guī)劃2013—2020年》。由于2013 年的水政基建項目投資已于當年初由水利部先行批準，因此該規(guī)劃確定流域管理機構(gòu)水政監(jiān)察基礎設施建設項目于2014—2020年分2期建設，其中一期為2014—2017 年、二期為2018—2020年。2014年5月，水利部批復《海河水利委員會水政監(jiān)察基礎設施建設項目可行性研究報告（一期）》，項目總投資1 710萬元。2017年12月，完成項目竣工驗收，主要建設內(nèi)容包括水上執(zhí)法設備設施建設工程、衛(wèi)星遙感遙測監(jiān)控工程、水政執(zhí)法巡查監(jiān)控工程和重點區(qū)域?qū)崟r監(jiān)控工程三部分。

2 開展數(shù)字孿生海河流域建設，提升流域治理管理水平

近年來，海委堅持以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，深入貫徹落實習近平總書記關于網(wǎng)絡強國的重要思想和關于治水的重要論述精神，按照“需求牽引、應用至上、數(shù)字賦能、提升能力”總要求，以數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化為主線，以數(shù)字化場景、智慧化模擬、精準化決策為路徑，全面推進算據(jù)、算法、算力建設，全面構(gòu)建物理流域全要素及流域水利治理管理全過程數(shù)字化映射、智能化模擬、前瞻性預演的數(shù)字孿生海河流域，加快建成具有預報、預警、預演、預案功能的流域智慧水利體系，為新階段海河流域水利高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐和強力驅(qū)動[5]。

2.1 總體目標

根據(jù)《“十四五”數(shù)字孿生海河建設方案》，按照“需求牽引、應用至上、數(shù)字賦能、提升能力”要求，遵循“突出重點、急用先建”原則，以業(yè)務需求為牽引，堅持實用至上，充分借鑒數(shù)字孿生永定河的建設經(jīng)驗，搭建數(shù)字孿生海河流域平臺，優(yōu)先在漳衛(wèi)河、灤河、大清河重點河系實現(xiàn)防洪、水資源管理與調(diào)配“四預”，著力提高流域重要直管工程管理能力，提升N項業(yè)務應用水平，初步建成數(shù)字孿生海河1.0。

2.2 建設規(guī)模及內(nèi)容

數(shù)字孿生海河流域建設空間上覆蓋海河流域七大河系及重要直管水利工程，業(yè)務上包括流域防洪、水資源管理與調(diào)配等重點業(yè)務，以及水利工程建設和運行管理、河湖管理、農(nóng)村水利水電管理、節(jié)水管理與服務、水行政執(zhí)法、水利監(jiān)督、水文管理、水利行政等N 項業(yè)務。其建設內(nèi)容包括數(shù)據(jù)底板、模型平臺、知識平臺、智能業(yè)務應用、信息化基礎設施、網(wǎng)絡安全6個部分[4]。

2.2.1 數(shù)據(jù)底板

在水利部統(tǒng)一的數(shù)據(jù)引擎框架和技術(shù)標準下，構(gòu)建1 套海河流域數(shù)據(jù)引擎，建設覆蓋海河流域七大河系和重點區(qū)域的L2級（流域中尺度、中高精度）數(shù)據(jù)底板和重點工程L3級地理空間數(shù)據(jù)，同步建設流域基礎數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、業(yè)務數(shù)據(jù)、跨行業(yè)共享數(shù)據(jù)資源池，基本滿足流域防洪、水資源管理與調(diào)配以及N 項業(yè)務管理和精細模擬仿真需求，為數(shù)字孿生流域模型計算和業(yè)務應用提供“算據(jù)”支撐。

2.2.2 模型平臺

在水利部統(tǒng)一的模型平臺框架和技術(shù)標準下，構(gòu)建1套海河流域模型平臺。水利部提出模型平臺中的標準化體系規(guī)范和模型前處理、場景配置、后處理等工具建設標準，流域管理機構(gòu)參照相關建設標準構(gòu)建“1+7”協(xié)同的模型平臺。按照數(shù)字孿生海河流域業(yè)務需求，在流域現(xiàn)有模型基礎上，新建和改建服務流域防汛、水資源、工程安全等11 個水利專業(yè)模型，接入水利部建設的遙感識別、視頻識別、語音識別3類智能識別模型以及自然背景、流場動態(tài)、水利工程、機電設備4類可視化模型，形成流域?qū)用娴哪Ｐ腕w系，為流域“2+N”水利業(yè)務實現(xiàn)“四預”提供“算法”支撐。

2.2.3 知識平臺

在水利部統(tǒng)一的水利知識引擎框架和技術(shù)標準下，構(gòu)建1套海河流域水利知識引擎。水利部建設統(tǒng)一的水利行業(yè)大語言模型，流域管理機構(gòu)建成定制化組合應用，水利部和流域管理機構(gòu)共同構(gòu)建水利知識庫供大模型應用，形成協(xié)同的知識平臺。數(shù)字孿生海河流域建設8 項業(yè)務規(guī)則庫、2 項歷史場景庫、10項方案預案庫，為智能業(yè)務應用提供決策支撐。

2.2.4 智能業(yè)務應用

針對流域防洪、水資源管理與調(diào)配2 項業(yè)務，在模型平臺和知識平臺基礎上建設1套服務于流域管理機構(gòu)的流域防洪系統(tǒng)和水資源管理與調(diào)配系統(tǒng)，優(yōu)先在漳衛(wèi)河、灤河、大清河等重點河系實現(xiàn)防洪、水資源管理與調(diào)配業(yè)務的“四預”。同時，建設水利工程建設和運行管理、河湖管理、農(nóng)村水利水電管理、節(jié)水管理與服務、水行政執(zhí)法、水利監(jiān)督、水文管理、水利行政業(yè)務應用，提升N 項業(yè)務數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化水平，搭建形成流域綜合業(yè)務系統(tǒng)。

2.2.5 信息化基礎設施

新型感知網(wǎng)方面，整合流域已建視頻點，升級視頻平臺，搭建遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)管理平臺，在漳衛(wèi)河流域、灤河流域、大清河流域開展衛(wèi)星遙感監(jiān)測，采集7類遙感監(jiān)測成果，加強遙感監(jiān)測技術(shù)應用。

信息網(wǎng)方面，升級完善通信網(wǎng)絡，擴容海委機關至直屬各管理局業(yè)務網(wǎng)專線帶寬到200 Mbps 以上，升級改造業(yè)務網(wǎng)網(wǎng)絡設備，建設、完善水利通信設施，支撐各類信息高效及時傳輸。

水利云方面，建設一級水利云流域節(jié)點，配置基礎計算與存儲、高性能計算、人工智能計算等算力資源。其中，基礎計算與存儲包括14臺基礎計算服務器、2臺數(shù)據(jù)庫服務器、2臺管理節(jié)點和4臺存儲資源器（存儲總量2.64 PB）；高性能計算包括12 臺高性能計算服務器、3 臺高性能管理/登陸/發(fā)布節(jié)點服務器；人工智能計算包括2 臺人工智能并行計算服務器。完善海委機關及直屬各管理局視頻會商系統(tǒng)，為數(shù)字孿生海河流域調(diào)度會商展示提供環(huán)境支撐。

2.2.6 網(wǎng)絡安全

定制開發(fā)流域安全平臺，開展本地安全域邊界防護和終端安全防護。強化水利關鍵信息基礎設施保護和重要數(shù)據(jù)安全防護，為數(shù)字孿生海河流域建設提供網(wǎng)絡安全保障能力。

2.3 建設原則

推進智慧水利是推動新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的顯著標志，數(shù)字孿生水利建設是智慧水利的實施措施，數(shù)字孿生流域是數(shù)字孿生水利建設的基礎和關鍵，遵循“需求牽引、應用至上、數(shù)字賦能、提升能力”的要求，實現(xiàn)“四預”（預報、預警、預演、預案），在遵循“數(shù)字化場景、智慧化模擬、精準化決策”建設思路下，堅持以下5項原則。

（1）需求牽引，應用至上。從推動新階段水利高質(zhì)量發(fā)展出發(fā)，深入分析水利業(yè)務的目標、流程、功能、數(shù)據(jù)等需求，將需求作為數(shù)字孿生流域建設的基本依據(jù)；強化應用思維，數(shù)字孿生流域建設應為水利治理管理和決策提供有力支撐。

（2）頂層設計，分步建設。按照《智慧水利建設頂層設計》，科學構(gòu)建干支流、上下游、左右岸以及重要部位、重點工程、重要斷面組成的數(shù)字孿生流域架構(gòu)，根據(jù)需求迫切性、技術(shù)可行性、條件成熟性，科學編制分步驟分階段建設方案。

（3）統(tǒng)一標準，有序集成。在水利部印發(fā)的管理和技術(shù)文件及有關行業(yè)標準基礎上，制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)底板、模型平臺、知識平臺等技術(shù)標準，圍繞開展水利治理管理活動和建設數(shù)字孿生流域的實際需要，推進數(shù)字孿生流域建設成果有序共享，確保各方建設成果能夠集成為有機整體。

（4）整合資源，集約共享。按照“整合已建、統(tǒng)籌在建、規(guī)范新建”要求，充分利用現(xiàn)有的信息采集、網(wǎng)絡通信、計算存儲等基礎設施及國家新型基礎設施，有針對性地補充完善升級，實現(xiàn)各類資源集約節(jié)約利用。

（5）更新迭代，安全可控。數(shù)據(jù)、模型、知識等內(nèi)容應明確現(xiàn)勢性要求，不斷進行升級迭代，保持數(shù)字化場景、智慧化模擬與物理流域的同步性、孿生性；根據(jù)網(wǎng)絡安全有關要求，強化國產(chǎn)軟硬件應用，不斷提升網(wǎng)絡安全防護能力。

2.4 總體架構(gòu)

數(shù)字孿生海河流域建設以水利感知網(wǎng)、水利信息網(wǎng)、水利云等為基礎，通過運用大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬仿真等技術(shù)，以物理流域為單元、多維時空數(shù)據(jù)為底板、水利模型為核心、水利知識為驅(qū)動，對物理流域全要素和水利治理管理活動全過程進行數(shù)字化映射、智能化模擬，支撐實現(xiàn)流域防洪、水資源管理與調(diào)配“四預”以及N項水利智能業(yè)務應用。其總體架構(gòu)，如圖1所示。

智能業(yè)務應用方面，圍繞海委直管河道及重要工程，初步構(gòu)建流域防洪、水資源管理與調(diào)配“四預”以及N 項業(yè)務應用體系。數(shù)字孿生平臺方面，初步實現(xiàn)重要流域、區(qū)域和直管工程數(shù)字化映射，構(gòu)建數(shù)據(jù)底板，為業(yè)務應用提供“算據(jù)”支撐；基于水利部通用模型，定制開發(fā)海河流域?qū)Ｓ媚Ｐ?，支撐實現(xiàn)流域防洪、水資源管理與調(diào)配“四預”功能；建設適用于海河流域?qū)嶋H情況的知識平臺，滿足數(shù)據(jù)分析、專業(yè)模型、機器視覺、學習算法等不同應用場景需求，為數(shù)字孿生流域提供智能內(nèi)核。信息化基礎設施方面，補充完善重點流域新型水利感知網(wǎng)，初步實現(xiàn)流域各級水利業(yè)務骨干網(wǎng)貫通以及計算存儲能力提升。

3 結(jié)語

數(shù)字孿生流域是智慧水利體系的核心，推進數(shù)字孿生流域建設是貫徹落實習近平總書記重要講話指示批示精神和黨中央、國務院重大決策部署的明確要求，是適應現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展形勢的必然要求，是強化流域治理管理的迫切要求。海委根據(jù)水利部工作安排部署，編制了《“十四五”數(shù)字孿生海河建設方案》，明確數(shù)字孿生海河流域建設按照“需求牽引、應用至上、數(shù)字賦能、提升能力”的原則，以數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化為主線，以數(shù)字化場景、智慧化模擬、精準化決策為路徑，全面推進算據(jù)、算法、算力建設，加快構(gòu)建具有預報、預警、預演、預案功能的智慧水利體系。據(jù)此，積極開展數(shù)字孿生流域建設和數(shù)字孿生工程建設先行先試工作，率先以數(shù)字孿生永定河、漳衛(wèi)河及岳城水庫項目為試點，對流域自然地理、干支流水系、河道流場、經(jīng)濟社會信息和水利工程等進行全要素數(shù)字化映射，實現(xiàn)與物理流域同步仿真運行、虛實交互、迭代優(yōu)化?！笆奈濉逼陂g，計劃用3 a 左右時間建成流域統(tǒng)一、及時更新的數(shù)據(jù)底板，具備與水利部協(xié)同功能的模型平臺和知識平臺，迭代提升的信息化基礎設施，數(shù)據(jù)共享和網(wǎng)絡安全防護能力得到明顯增強。同時，初步建成數(shù)字孿生海河并在漳衛(wèi)河、灤河、大清河重點河系實現(xiàn)防洪、水資源管理與調(diào)配“四預”，大幅提高流域水旱災害防御能力，進一步增強重大水安全事件風險防范化解能力和水資源精細化調(diào)度能力，同步大幅提升其他業(yè)務應用的智能分析、輔助決策水平。