附件1：国家水网工程智能化设计标准-征求意见稿

总则1.0.1为贯彻落实国家水网建设，提升水网数字化、网络化、智能化调度水平，推进水网数字化、调度智能化、监测预警自动化，加强实体水网与数字水网融合，提升水网工程科技和智能化水平，特制定本标准。1.0.2本标准适用于国家骨干网及省级水网工程数字化智能化的设计，市级、县级水网可参照执行。1.0.3应按照“系统完备、安全可靠，集约高效、绿色智能，循环通畅、调控有序”的建设目标，结合工程任务和规模，遵循“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”要求，确定国家水网工程数字化智能化的设计内容。1.0.4本标准主要引用以下标准：GB50174-2008电子计算机机房设计规范GB/T51301-2018建筑信息模型设计交付标准GB/T22239-2019信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T22240-2020信息安全技术网络安全等级保护定级指南GB/T25058-2019信息安全技术网络安全等级保护实施指南GB/T25070-2019信息安全技术网络安全等级保护安全设计技术要求GB/T39204-2022信息安全技术关键信息基础设施安全保护要求GB/T39786-2021信息安全技术信息系统密码应用基本要求GM/T0054-2018信息系统密码应用基本要求SL197-2013水利水电工程测量规范SL/T618-2021水利水电工程可行性研究报告编制规程SL/T619-2021水利水电工程初步设计报告编制规程SL/T803-2020水利网络安全保护技术规范1.0.5国家水网工程智能化的设计除应符合本标准的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2术语2.0.1国家水网国家水网是以自然河湖为基础、引调排水工程为通道、调蓄工程为结点、智慧调控为手段，集水资源优化配置、流域防洪减灾、水生态系统保护等功能于一体的综合体系。国家水网分为国家骨干网、省级水网、市级水网和县级水网。2.0.2国家水网工程国家水网工程以自然河道和重大引调水工程为纲，以河湖连通工程和输配水工程为目；以调蓄能力比较强的水利枢纽工程为结。通过建立水网工程感知、控制和信息共享机制，构筑水网工程一体化调度指挥体系，实现优化水资源配置、保障防洪减灾、加强水环境治理、保护水生态环境的目的。2.0.3国家水网工程智能化按照数字孪生水网的建设要求，针对国家水网“纲、目、结”中的重大引调排水工程、河湖水系连通工程、控制性水资源调蓄工程和重点水源工程等大中型水利工程，利用物联网、云计算、大数据、人工智能、虚拟现实等新一代信息技术，构建天空地一体的监测感知体系，使用全生命周期的工程信息模型构建数字孪生工程应用场景，对物理工程全要素和工程管理全过程进行数字化映射、智能化模拟、前瞻性预演，与物理工程同步仿真运行、虚实交互、迭代优化，实现对物理工程的实时监控、联合调度、风险防范，以及工程管理业务预报预警预演与预案等智能化管理。2.0.4数字孪生水网数字孪生水网是以物理水网为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动，对物理水网全要素和建设运行全过程进行数字映射、智能模拟、前瞻预演，与物理水网同步仿真运行、虚实交互、迭代优化，实现对物理水网的实时监控、联合调度、风险防范的新型基础设施。2.0.5数字孪生工程以物理水利工程为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动，对物理水利工程全要素和建设运行全过程进行数字映射、智能模拟、前瞻预演，与物理水利工程同步仿真运行、虚实交互、迭代优化，实现对物理水利工程的实时监控、优化调度的新型基础设施。2.0.6工程全生命期管理工程全生命期管理是从工程规划设计、施工建造、运行管理全生命期的角度出发，构建数据底板，运用集成化管理思想，建立工程全生命期管理应用，承载设计、建管、施工、运行、维护、监管等信息，实现工程整体管理的创新发展和功能价值的提升。2.0.7数字孪生平台由数据、模型、知识等资源及管理、表达、驱动这些资源的引擎组成的服务平台，提供在网络空间虚拟再现真实水利工程能力，为工程安全智能分析预警、防洪兴利智能调度等业务应用提供支撑。2.0.8数据底板由地理空间数据、基础数据、监测数据、业务管理数据、外部共享数据等构成的数字孪生水利工程算据基础。按照地理空间数据精度和建设范围，数据底板可以划分为L1、L2、L3级数据底板。2.0.9模型库利用数据底板成果，以水利专业模型分析物理流域的要素变化、活动规律和相互关系，通过智能识别模型提升水利感知能力，利用模拟仿真引擎模拟物理流域的运行状态和发展趋势，并将以上结果通过可视化模型动态呈现。2.0.10知识库利用知识图谱和机器学习等技术实现对水利对象关联关系和水利规律等知识的抽取、管理和组合应用，提供描述原理、规律、规则、经验、技能、方法等信息，为数字孪生水网工程提供智能内核，支撑正向智能推理和反向溯因分析。2.0.11智能识别模型通过训练学习算法，建立一套能够利用计算机智能分析和理解音频、遥感和视频的模型库，为应用层提供能够在大规模场景下替代人类进行监听和监视的音视频内容，并提取关键信息进行结构化分析，实现对静态和动态场景的智能处理，提取和分析水网工程目标相关的特征信息和动态目标行为事件，并对各类感兴趣信息进行检索、处理和诊断等。2.0.12水利专业模型包括机理分析模型、数理统计模型、混合模型等三类。其中，机理分析模型是基于水循环自然规律，用数学的语言和方法描述物理流域的要素变化、活动规律和相互关系的数学模型；数理统计模型是基于数理统计方法，从海量数据中发现物理流域要素之间的关系并进行分析预测的数学模型；混合模型是将机理分析与数理统计进行相互嵌入、系统融合的数学模型。3基本规定3.0.1国家水网工程智能化的设计应覆盖水网“纲、目、结”对象并兼顾工程影响范围，并应按照系统、科学、有序、安全的水工程调度原则，科学调度水工程。3.0.2应遵循智慧水利总体框架，加强国家水网工程智能化的统筹设计，在规划、设计过程中要充分利用已建水利信息化资源，充分共享已建数字孪生流域、数字孪生水网和数字孪生水利工程的建设成果，并充分考虑设施设备的永临结合。3.0.3按照“大系统设计、分系统建设、模块化链接”的建设思路，工程智能化与工程“同步规划、同步设计、优先实施”，在设计中应采用自主可控的技术、产品和服务。3.0.4应结合国家水网工程任务和规模，开展服务于工程全生命周期管理智能化的设计，突出对水资源调配、防洪排涝调度、生态流量调度、智能巡检、工程安全运行监控、设施设备管控、应急管理等业务应用，必要时可补充扩展。3.0.5国家水网智能化应按照可行性研究、初步设计、施工图设计三个阶段进行设计。3.0.6国家水网智能化设计可行性研究阶段除应符合SL/T618外，还应符合以下要求：1应编写需求规格说明书，在调研需求的基础上，进行信息系统需求定义和分析工作，确定详细的开发目标、功能、性能、内部及外部的接口、开发依据和条件、开发及运行的计算机环境。2明确信息系统开发目标，详细定义各项功能及其应用范围、适用的条件和限制、使用的计算方法等。3确定信息系统的数据精度、时间特性、运行效率、对运行环境的适应能力等性能。4提出信息系统的可使用性、可维护性、可移植性，使用诊错、容错技术以及在安全保密等方面的设计要求。5在技术能力、计算机环境和开发周期等条件允许时，需求定义的内容应尽量满足用户的需求。6细化、确认信息系统需求定义内容，绘制信息系统的IPO图，定义系统的外部接口和数据需求。7绘制系统分解图，确定并标注各模块间的接口数据，并编写各模块的功能、算法和要求、接口数据的说明。3.0.7国家水网智能化设计初步设计阶段除应符合SL/T619外，还应符合以下要求：1应编写概要设计报告，包括用户界面设计、算法设计和结构设计三方面内容。2用户界面设计应包含各模块输入输出的形式、内容、格式，安装、运行操作的方式和命令格式；用户界面设计应符合用户的习惯和要求，易于理解，便于使用，附加信息量少，辅助性图象、提示性数据、说明和引导性文字使用得当。3用户界面设计宜使用可视化技术，通过屏幕图形或图象，充分利用计算机的能力和环境资源，尽量提高输入输出界面的智能性，最大限度的提高工作效率。4界面功能齐全、使用方便，除具有数据加工、诊错、容错等功能外，还应具有编辑、说明、提示、引导等辅助功能。5算法设计应根据需求规格说明书有关内容的要求，将各个相对独立的算法或功能组合，分为若干个子系统、分程序、功能模块分别进行，降低算法设计的复杂性。6算法设计应注意算法的成熟性、正确性、适用性、计算精度与计算速度的可接受性、收敛性、存储量、计算量、稳定性、复杂性，选用或自行构造出满足工程技术要求的、能实现系统各项功能、性能需求的计算方法、计算公式、数据加工或转换的算法。7结构设计应定义各模块及其功能、算法，模块间的控制关系和信息传递的方式、介质、接口数据结构，设计数据库(图形库、知识库、模型库等)。8结构设计通过对信息系统的分析，使用功能分解法或数据流分解法，确定层次结构以及每个层次的成分；在对系统进行分解、确定模块功能时，应同时确定模块接口数据的内容、顺序和类型、格式和传递方式等。3.0.8国家水网智能化设计施工图设计阶段应符合以下要求：1应编写详细设计报告，进行模块内部的过程设计。2根据需求规格说明书和概要设计报告中的有关内容，按模块的功能、性能、输入和输出接口的要求以及设计的限制，使用结构化程序设计方法，精化模块内部的功能结构、算法过程或数据加工过程，确定模块内部的数据组织并设计其数据结构。3应对模块内的计算方法或计算公式，进行算法分析、程序设计性整理和算法过程设计；优先考虑程序的可读性，提高软件运行效率，保证计算精度。4在精化模块算法过程基础上，设计具有结构化特征、可读性好、逻辑关系清晰、风格一致而规律性强的模块程序逻辑结构。3.0.9国家水网工程主要业务应用应具备“预报、预警、预演、预案”功能，可简述业务应用现状、问题，明确提出智能化提升内容。3.0.10国家水网工程安全运行、智能分析、智能精准调度等业务应用，应充分考虑算据、算法、算力等资源需求。3.0.11应充分应用BIM、GIS、云计算、大数据、物联网、人工智能等信息技术，构建先进实用安全系统。3.0.12应充分利用北斗、5G等技术，提升数据安全可靠传输能力。3.0.13应充分利用BIM在水利工程全生命期应用，实现对物理工程的在线监测、方案预演、问题发现、优化调度、安全保障。3.0.14应具备完整、准确、实时的数据底板表达和实现全方位监测、预测、精准调度、预演的数据驱动、仿真分析、综合模拟与决策支持的要求，应确保数据与模型的质量、精度和更新频率满足构建数字孪生体的准确性和可靠性。3.0.15应具备对物理工程同步直观表达、工程建设运行全过程模拟，支撑数字孪生体与物理体交互分析，支持工程安全前瞻预演和应急预案动态模拟。3.0.16应统筹工程安全、数据安全、网络安全、应用安全等要求。3.0.17应选择安全可靠的软硬件，满足数字孪生平台大容量、低延迟、高性能的要求。3.0.18技术开发框架应结合应用要求，满足开发敏捷、定制灵活的需要。3.0.19关键信息基础设施应确保其具有支持业务稳定、持续运行的性能，并保证安全技术措施同步规划、同步建设、同步使用。3.0.20国家水网、省级水网和市县级水网智能化宜按附录A中表A.1进行设计，建设完成后应按表A.2进行等级评价。

4系统框架4.1框架设计4.1.1系统框架应根据工程任务、目标和规模，结合现状基础、数字孪生流域、数字孪生工程共建共享情况，从业务、技术和数据等方面进行总体设计，并分别附框架图。4.1.2业务框架应结合工程全生命期实际需求，在梳理业务规则、业务角色、业务流程和业务数据的基础上，设计相应业务功能的架构，并提出预报、预警、预演和预案功能。4.1.3技术框架应选用安全可靠、先进实用、健壮开放的技术路线，从监测感知、应用支撑、孪生平台、网络、数据、安全、实体环境、系统集成等方面进行统筹设计，并充分考虑内部和外部系统的集成。4.1.4数据框架应根据业务需求进行设计，满足系统对数据的采集、传输、存储、分析、服务、共享、安全等方面管理和应用的要求。4.2主要内容4.2.1水网工程业务信息化应用，应结合工程建设管理、工程运行维护管理、水资源调配、防洪排涝调度、生态流量调度、智能巡检、安全运行监控和应急管理中的实际业务规则，分析用户业务角色、梳理业务流程、整理业务数据，设计详细的业务架构图，提出融合该业务的四预功能。4.2.2监测感知体系应按照工程防洪、供水、生态等不同任务设计，内容包括气象监测、工情监测、水情监测、雨情监测、墒情监测等，范围覆盖水文断面、水源、输配水工程、供水口门、需水单元等对象。4.2.3通信网络应根据工程调度、控制实际需求进行设计，包括工控网、业务网和互联网等中的一种或多种。4.2.4应用支撑应根据项目实际需求在充分利用现有应用支撑资源的基础上，配置必要的通用基础工具软件，包括基础支撑平台、支撑组件、数据库管理系统、身份认证、电子签章、报表管理等。4.2.5孪生平台应该包括数据底板、模型库、知识库和孪生引擎。4.2.6应进行网络安全等级保护定级，并按照所定等级进行网络安全和数据安全设计，包括组织管理、安全技术、安全运营、监督检查等，以及重要数据和工控系统的安全防护，为数字孪生水网提供安全保障。4.2.7实体环境应根据水网工程实际需要，在共享已有资源的基础上科学规划计算存储环境、机房环境、调度指挥实体环境等，为数字孪生水网高保真模拟运行等提供算力支撑。4.2.8系统集成应说明系统软硬件集成内容、方案和技术标准。5信息化基础设施5.1监测感知5.1.1应包括自然河湖水系和水网工程监测感知，充分共享数字孪生流域和数字孪生水利工程监测感知数据以及工程建设期监测感知设备数据，科学规划监测感知体系，完善地面监测站网的结构、布局、密度，为数据底板提供全要素实时感知数据，数据采集范围、频次和精度应满足高保真模拟计算需求。5.1.2自然河湖水系监测感知应在数字孪生流域感知网基础上，根据水网工程建设期的施工生产要素、智能化建造技术和智能化建设管理，以及水网工程运维期的水资源调配、防洪排涝调度、安全运行监控、生态调度水网和智能巡检的应用需求，应开展行政边界断面的监测，加强供水控制断面、生态流量控制断面、防洪控制断面等的监测，完善自然河湖水系感知网。5.1.3水网工程监测感知应在数字孪生水利工程监测感知体系基础上，根据水网工程建设期的智慧工地的施工生产要素、智能化建造技术和智能化建设管理，以及水网工程运维期的水资源调配、防洪排涝调度、安全运行监控、生态调度水网和智能巡检的应用需求，以引调水、输配水、水系连通等工程为重点，围绕水量平衡、输水效率、安全运行等，开展水文要素、水网运行状态、工程交叉节点和安全风险等监测。5.1.4应在水网工程监测感知中，应用卫星遥感解译、InSAR以及无人机、无人船图像快速识别等新型监测技术，推动信息采集系统提标升级、高频乃至在线运行。5.1.5应结合地面监测站点数据传输和处理的时效性要求，合理部署边缘计算节点。5.2通信网络5.2.1通信网络应充分共用数字孪生流域和数字孪生水利工程通信网络以及利旧水网工程建设期的通信网络，聚焦水网工程信息共享和远程集控等网络连通需求，科学规划网络架构，扩大覆盖范围，提升网络性能，同时考虑北斗备用通讯通道的部署建设，为数据传输提供高可靠网络保障。5.2.2业务网应覆盖水网工程管理单位和参建单位，分为信息管理区和互联网服务区，实现与参见单位和各级水利部门业务网的互联互通，为业务协同和信息共享提供网络保障。5.2.3工控网为远程集控提供网络保障，分为实时控制区、过程监控区，应覆盖水网“纲、目、结”三要素。5.2.4通信网的设施设备宜支持5G和IPv6新一代无线和有线技术的应用。5.3信息基础环境5.3.1远程集控1远程集控系统宜涵盖取（引）水、输配水、排（退）水自动控制系统。2取（引）水、输配水、排（退）水自动控制系统可根据系统下达的指令，实现水泵、水闸、阀门等自动控制。3闸门自动控制系统宜包括闸门开度、闸门前/后水位、闸门上/下限位、动力电压/电流、视频等监测设备，应配备安全网关、VPN设备。4泵站控制系统宜包括压力、温度、流量，泵站进、出水池水位和电气设备运行参数等监测设备。5阀门控制系统宜包括电动/电磁阀门、流量计、阀门控制器等，可采用有线/无线方式，支持远程/现地控制阀门启闭。6控制系统应配置RTU或PLC，具备数据自动上报、故障报警等功能。应根据安全管理需要，配置安全网关、VPN设备，并采用安全可靠的网路传输方式。7自动化控制设备选型宜遵循系统性和可靠性要求，做到自主可控，提高国产化占有率。8应对水网“纲、目、结”集中监控，实现视频监控与业务应用相互融合，并共享其他部门/行业现有视频监控资源。9应根据远程集控需要，对水网工程已建自动化控制设施改造升级。5.3.2计算存储1计算存储应包括基础计算与存储、高性能计算、人工智能计算、灾备系统等，应根据业务对数据底板、模型平台和知识平台要求，宜采取合适的计算方法对数据存储容量和计算能力指标进行计算。2基础计算与存储应包括服务器、存储设备、防火墙、操作系统、数据库等软硬件。3高性能计算环境应满足水网工程安全和联合调度的大规模数值计算、大场景推演分析、多目标方案优化等需求，并预留冗余和发展空间。6人工智能计算应根据水网工程的智能识别模型训练、知识学习推理等计算需求，配备必要的图形处理器（GPU）、神经网络处理器（NPU）等资源，具备AI训练、推理、智能分析和任务管理等能力。6灾备系统应根据水网工程智能化的高可靠性要求，具备本地备份和异地灾备等功能。5.3.3调度指挥实体环境1应包括融合通信系统、集成显示系统、综合会商系统、联合值班环境等。2应聚焦水网统一调度和远程集控等需求，提供联合值班、综合展示、方案预演、会商研判、应急指挥等一体化功能。3应具备与水网工程管理单位和人员进行实时通讯的能力，满足重要决策研判、重大事件处置的研讨会商和调度指挥等需要。5.3.4机房1根据国家水网工程的重要程度，机房设计应遵循GB50174—2008规定，选择是按A级、B级或C级的标准进行设计。2机房位置布置应遵循GB50174的要求，机房的组成应根据系统运行特点及设备具体要求确定，一般宜由主机房、支持区和辅助房间等功能区组成。3机房的温、湿度及空气含尘浓度，噪声、电磁干扰、震动及静电等宜遵循GB50174要求。4机房的建筑和结构要求应根据机房的等级，按照GB50174中附录1的标准执行。5机房的空气调节、供配电、照明、静电防护、防雷接地、给排水、消防等应满足GB50174的要求。

6数字孪生平台6.1数据底板6.1.1数据底板应包括基础数据、监测数据、业务管理数据、地理空间数据、跨行业共享数据等数据资源及数据引擎。6.1.2应遵循共建共享和集约原则，在充分共享数字孪生流域和数字孪生水利工程数据底板的基础上，与工程所属国家水网衔接，按需补充数据资源。6.1.3应明确各类数据的来源，统一汇集、接入，确定与各业务应用系统的集成方案。6.1.4基础数据应包括天然河流、湖泊等自然河湖水系，输水通道、蓄滞洪区等引调水工程和水系连通工程及水库、水利枢纽等控制性调蓄工程所包含的各类建（构）筑物、机电设备等水利工程类对象，水文监测站、工程安全监测点、水事影像监视点等监测站（点）类对象，工程运行管理机构、人员、资产等工程管理类对象的特征属性和编码。6.1.5监测数据应包括水情、雨情、工情、水质、泥沙、灾情、地下水位、取用水、墒情、水利工程安全运行监测数据及音视频、网络舆情等。6.1.6业务管理数据应包括建设期和运维期各项业务应用产生的数据。6.1.7跨行业共享数据应按需从自然资源部、生态环境部、住房城乡建设部、农业农村部、国家统计局、中国气象局等相关部门共享的数据中获取。6.1.8地理空间数据在充分利用工程勘测和共享数据的基础上，合理确定地理信息系统（GeographicInformationSystem，GIS）数据、遥感影像（RemoteSensingImage，RS）数据、建筑信息模型（BuildingInformationModel，BIM）数据和工程实景三维模型数据的建设范围和精度。1应确定地理空间数据的建设范围、建设方案和模型精度，根据仿真精度要求确定更新频率。2水网工程区地质构造和地层结构、主体工程建筑物、安全监测设施设备、机电辅助设备及一般金属结构设施设备，BIM数据精细度等级不低于LOD2.0。3影响主体工程安全的水网工程区域地质构造和地层结构，威胁人员和建筑物安全的边坡或滑坡体，水库泄水建筑物主要结构，水轮发电机组、水泵电动机组、主变压器、机组进水阀等主要机电设备，拦污栅、闸门、启闭机等主要金属结构，BIM数据精细度等级不低于LOD3.0。4对于不参与空间分析及三维仿真分析的工程附属建筑物、建筑物附属结构、边坡防护结构、厂区附属建筑物、景观绿化等，可通过三维实景模型替代BIM模型。5对于水网工程的管理范围和工程影响范围，应创建对应的L3级数字正射影像（DigitalOrthophotoMap，DOM）、数字高程模型（DigitalElevationModel，DEM）和水下地形模型。工程影响范围一般指工程到防洪保护对象之间的河段。当下游紧邻水库工程时，下游影响范围为工程到下游水库库尾之间河段；大型枢纽工程下游影响范围特别大的，可在满足分析计算精度要求的前提下适当降低建模精度。6水下地形精度应满足水动力模型分析和泥沙淤积分析计算需求；蓄滞洪区内长期有水的湖泊、河道可不建设水下地形模型。7地下工程对应的地表部分可采用低精度地理空间数据。8地面建筑物、厂区等可通过倾斜摄影、激光点云等方式建立实景三维模型，与三维地理空间模型进行平滑拼接。9河道和湖泊的堤防、长距离渠道和管道等应采用BIM建模，不宜采用实景三维模型。10未经脱密处理的L2、L3级地理空间模型数据不得在非保密环境下保存、应用。6.1.9数据引擎宜包含数据汇集、数据治理、数据服务等功能，宜采用人工智能数据处理模型。1数据汇集应提供业务数据、视频数据、遥感数据等数据的平台化管理能力，为国家水网智能化提供数据支撑。2数据治理应对数据汇集后的多源数据进行统一、规范清洗，依据水利数据对象标准，梳理数据对象间的逻辑关系，提升数据的规范性、可用性，避免数据冗余、重复和不一致。3数据服务应遵循相关共享标准与规范，实现水网工程各类数据在水利部本级、流域管理机构和省级水行政主管部门的上报、下发与同步，实现水利部与其他部委之间跨网络、跨行业、跨层级的数据共享。6.2模型平台6.2.1应根据工程任务和规模设计模型调用的技术路线和模型内容，宜包括水网专业模型、智能识别模型、可视化模型等，支撑水网工程业务应用。6.2.2水网专业模型宜基于数理统计、专业机理和智能分析等算法，包括水文、水资源、水生态、水力学、水利工程调度及水工程安全等模型。表6.2.2水网专业模型分类序号模型类型模型名称1水文模型调蓄工程汇水区降雨预报、产汇流模型，水网工程管理范围暴雨预报模型，受洪水影响渠道沿线、调蓄工程、输配水河道洪水预报模型，冰期输水河渠沿线气温预报、冰凌预报模型，受咸潮影响的水源咸情预报模型等。2水资源模型调蓄工程、输配水河道断面径流预报模型，水网工程供水对象需水预测模型，水网可供水量分析模型，水网水量收支核算模型等。3水生态模型水源与输水河渠水质模拟、水质预测模型，突发水污染输移扩散、溯源分析模型，水生态（水华、富营养化等）预测分析模型，生态流量（水位）调度模型，受水区生态修复效果评估模型等。4水力学模型输水河渠、调蓄湖库水力学模型，有压管道瞬变流计算模型，输水河渠冰动力学模型等。5水利工程调度模型水网工程供水、防洪、水生态、航运、压咸等多目标联合调度模型（包括年、月、旬、日等尺度），水污染、特殊干旱、工程事故等突发水事件应急调度模型，水网工程实时安全调度控制模型等。6水工程安全模型溃坝分析模型、大坝渗流三维数值分析预测模型、变形三维数值分析预测模型、安全分析预警数理统计分析模型等。6.2.3智能识别模型宜覆盖遥感、图像、语音与视频等数据的自动识别、自动转译等。6.2.4可视化模型宜覆盖河流、湖泊、侵沟、地下水系、植被等自然背景模型，水库、泵站、取水口、输水隧洞、明渠、堤防、水闸等水网工程建构筑物外观模型，水泵、启闭机、闸门等设施设备外观模型，建筑、道路、桥梁、涵洞等地理背景模型和各类气象要素、流场流态等流场动态模型等。表6.2.2可视化模型分类序号模型类型模型对象模型效果1自然河湖包括河流、湖泊、地下水等在模拟仿真引擎中直观表达水位、流量、水质等动态监测信息，以及水流流态、水力特性、泥沙运动等流场、所在区域管理、水资源评价等信息。2水网工程包括引调水工程、取水工程、输配水通道、河湖水系连通工程、供水渠道、控制性调蓄工程等满足轻量化解析的需求，在实现仿真模拟、综合展示、业务管理等需要的前提下，建立多细节层次模型。3地理背景包括数字高程模型（DEM）/数字表面模型（DSM）、数字正射影像（DOM）/真正射影像（TDOM）、倾斜摄影影像/激光点云、水下地形/河道大断面等数据按照相关图式标准进行可视化展示。4流场动态包括降水量、水位、流量、流速、流向、含沙量、水温、水质、蒸发量、土壤墒情、风速、风向等。从宏观、中观、微观不同尺度渲染展示流场动态，相关要素根据要素的物理特性将流场动态分为标量场、矢量场和组合展示等类别。6.2.5自然河湖、水网工程与地理背景等可视化模型应融合展示，直观表达水网“纲、目、结”。6.2.6模拟仿真引擎主要包括模型管理、场景配置和模拟仿真功能，提供数据底板数据加载、场景管理、仿真建模、空间分析、仿真计算、三维渲染、特效处理、模型轻量化等服务能力，利用整合、扩展、定制和集成等方式，驱动各类模型协同高效运算。1模型管理包括模型注册、模型发布、模型共享、模型运营等功能。2场景配置以二、三维数据底板为基础，以物联感知数据为驱动，构建业务展示内容自定义编排及自由组态的功能，解决业务设计工具和可视化开发工具链之间的断裂问题，实现水利场景可视化的快速配置，提升开发效率3模拟仿真结合数字孪生流域动态和静态数据，构建碰撞检测、物理驱动、实时渲染、动态视觉特效、空间计算等功能，精准、快速计算仿真模型结果，实现仿真模拟，支撑大中小多屏联动。6.3知识平台6.3.1应在数字李生流域知识平台和数字孪生水利工程知识库基础上，根据需求构建水网对象关联关系、预报方案、业务规则、历史场景、调度方案和专家经验等水网知识，服务水网工程建设管理、水资源调配、防洪排涝调度、生态流量调度、智能巡检、工程安全运行监控、应急管理等业务应用，为决策分析提供知识依据。6.3.2水网对象关联关系包括物理对象及关系、水网调配概念及关系，其中水网物理对象及关系应重点覆盖调蓄工程、输配水通道、受水对象及工程管理部门等，水网调配概念及关系应重点建设水网调配相关业务的概念及关联关系。6.3.3预报方案知识应包含水网关键性控制断面的来水、来沙、区域需水等预报模型及参数。6.3.4业务规则知识应共享数字李生流域、数字孪生水利工程中的相关风险预警研判规则，根据水网调配预警需求，补充水网防洪风险、供水短缺风险等预警研判规则。6.3.5历史场景知识应构建典型干旱与洪水、应急事件及特定经济社会发展水平的水网调配历史场景，包括场景特征、处置过程及效果、处置经验等内容。6.3.6调度方案知识应构建水网工程多业务联合的调度处置方案等，并对调度方案的执行效果进行评价。6.3.7应构建包括工程调度运用规程、机电设备运行操作规程、工程安全监测资料整编规程、工程安全现场检查规程、工程安全应急预案等在内的业务规则库。业务规则库应结合实际情况进行更新。6.3.8随水网工程数据底板的不断完善与更新，宜每年开展方案/预案关键参数率定修正，对方案库同步更新。6.3.9水网知识库建设宜利用大数据分析、专业模型、机器视觉、机器学习等技术感知水利对象和认知水利规律，支撑事件正向智能推理和反向溯因分析，满足不同应用场景需求，支撑新一代水利业务应用的创新，提升智能化水平。6.3.10水网知识引擎宜提供水利知识表示、知识抽取、知识融合、知识推理、知识存储功能等服务能力。1知识表示基于业务专家提供的领域知识与经验，利用人机协同的方式构建水利领域基础本体和业务本体，实现陈述性表达和过程表示。2知识抽取可采用基于规则、基于统计或基于机器学习等方法，结合场景配置需求和数据供给条件，构建实体—关系—属性三元组知识，对水利领域实体类别及相互关系、领域活动和规律进行全方位描述。3知识融合采用语义融合与结构融合算法，针对多源知识的同一性与异构性，构建实体连接、属性映射、关系映射等融合能力，高效准确地实现不同知识的融合。4知识推理依靠知识库、文档库等，通过知识图谱推理算法、大语言模型等技术实现。5知识存储采用图数据库、矢量数据库等，实现快速知识推理条件下的大规模数据存储，对外提供高性能的原生查询接口，无缝对接上层业务应用。

7业务应用7.1一般规定7.1.1应根据国家水网工程建设任务与作用、工程总体规模与布置、建筑物特点，确定主要功能、技术要求、设（装）备选择要求、数据精度要求等相关内容。7.1.2应针对不同类型业务需求，设计主要业务应用场景，基于信息化基础设施和数字孪生平台，建立安全、实用、先进的智能化业务应用系统。7.1.3应以全过程数据为基础，实现工程设计、建设、运行维护等全生命周期的管理数字化。7.1.4应根据国家水网工程任务，在运维期分级开展工程安全运行监控、工程运行维护、水资源调配、防洪排涝调度、生态流量调度、应急管理等关键业务的智能化应用，并结合实际需求持续扩展和升级完善。7.1.5应充分利用联合调度，在水资源联合调配、防洪排涝联合调度、水生态平衡等业务应用中，提高水资源的综合利用效率，增强水网的抗洪能力，保障供水和灌溉需求，以及维护水生态环境。7.2工程设计管理7.2.1新建、改建及扩建水网工程宜采用数字化设计方法，并提供BIM模型、DEM数据、DOM数据等数字化设计成果。7.2.2BIM模型成果应满足GB/T51301中关于交付物精细度的要求。7.2.3DEM数据、DOM数据应满足SL197中关于航空航天摄影测量的成图精度的要求。7.2.4应在允许使用电子签名的省、市及自治区政府优先使用数字化设计成果交付。7.2.5数字化设计成果应采用数据底板开展统一交付管理和应用，交付方式应符合国家保密相关规定。7.2.6交付的数字化设计成果应满足施工深化设计拆分、细化的需要，并满足施工组织设计可视化表达的需要，宜包含重点施工工艺模拟成果。7.2.7应做好工程设计与工程建设管理的衔接，对成果交付、成果检查、成果深化、成果应用实施统一数据管理。7.2.8应开展交付计划管理，并对交付的成果开展版本管理。7.2.9宜在工程建设阶段基于数字化设计成果开展数字化设代服务，并依托数据底板开展持续设计。7.3工程建设管理7.3.1工程建设管理宜具有对进度、质量、安全、资金、合同、设计、技术、档案等主要内容的管理、分析、应用等功能。7.3.2进度管理应基于数据底板，将实际进度信息附加或关联到进度管理模型，具备实际进度和计划进度跟踪对比分析、进度预警、进度偏差分析、进度计划调整等功能。7.3.3质量管理应将质量信息附加或关联到相关模型元素上，具备质量验评、质量考核、质量事故管理、质量监督、质量问题分析与追溯、原材料检测等管理功能，可结合电子签字技术，实现质量管理的标准化、规范化、可视化。7.3.4安全管理应将危险源、安全隐患信息附加或关联到数据底板，宜具备现场危险源管理、隐患排查、事故管理、安全考核、安全教育培训、应急管理等功能，实现工程安全的“四预”管理。7.3.5资金管理宜具备资金自动统计、偏差分析、支付预警、智能辅助决策等功能。7.3.6合同管理宜集成工程进度、质量、资金等相关数据信息，具备计量支付智能统计分析、智能审批、限额预警等功能。7.3.7设计管理宜构建设计成果数据库，应具备对设计进度、设计成果等进行管理的功能，管理的内容应包括出图计划、审图管理、设计交底、设计变更等。7.3.8技术管理宜建设计成果数据库，具备线上协同会商、资料管理等功能。7.3.9档案管理宜具备文档管理功能，实现对各类工程建设施工文档的管理。7.3.10工程建设管理应汇聚“人、机、料、法、环、测”等数据，进行数据集成、信息融合、智能模拟、科学决策和可视化展现。7.4工程运行维护管理7.4.1应能够对水网工程及设施设备的日常检查、定期检查、不定期检查，支持创建巡检计划、巡检过程记录、审核和自动生成检查报告。7.4.2应能够利用移动端进行信息的上报，将巡查现场的文字、图片、视频、音频等信息上传到调度会商中心，实现前端巡查人员的基于地图的北斗卫星定位和导航功能，包括问题上报、巡查任务、历史记录、地图浏览、巡查定位等。7.4.3应充分利用多旋翼无人机、固定翼无人机、直升机、机器人等设备进行智能巡检。智能巡检设备应具有自动避障和异常返航功能，宜具备自动驾驶功能，发生异常降落时应能发出位置指示等应急信号。智能巡检平台应具备准确记录巡检时间、巡检地点、巡检人员、巡检轨迹、平台状态、平台告警等功能。7.4.4应能够对设施设备全生命周期进行管理，包括设备台账管理、运维管理、故障管理和报废管理。7.4.5应具备对设备进行智能故障诊断、状态监测、状态评估、智能点检、专家系统、热点监测、维保管理等功能。7.5水资源联合调配7.5.1国家水网工程“纲、目、结”三要素应实现水资源联合调配的“预报、预警、预演、预案”功能。7.5.2水资源联合调配应具备预报功能。应充分融合雨水情、工情、墒情、冰情、气象数据和取用水信息等，利用径流预报、需水预测、可供水量分析等模型，对水网工程中的水源进行年、月、旬、日径流预报与可供水量分析，对水网工程供水对象进行短期和中长期需水预测。7.5.3水资源联合调配应具备预警功能。应基于监测和预报信息，利用水资源预警规则知识，对水网工程供水短缺等风险进行预警。7.5.4水资源联合调配应具备预演功能。应充分融合来水预报、需水预测、水网工程运行等信息，利用水网工程多目标联合调度模型及水网工程历史场景知识等，充分考虑防洪排涝、水生态保护等需求，生成考虑多主体利益的年、月、旬水量调度计划以及“纲、目、结”工程调度方案，并进行预演。7.5.5水资源联合调配应具备预案功能。应依据预演确定的方案，考虑水网工程最新工况等，确定水网工程运用时机、非工程措施以及组织实施，实化、细化水资源调配预案，基于预案生成调度和控制指令，并对指令进行实时跟踪与执行反馈。7.6防洪排涝联合调度7.6.1国家水网工程“纲、目、结”三要素应实现防洪排涝联合调度的“预报、预警、预演、预案”功能。7.6.2防洪排涝联合调度应具备预报功能。应充分融合利用雨水情、工情、冰情、气象等数据，利用降雨、洪水预报等模型，预报调蓄工程汇水区降雨、水网工程管理范围暴雨等，对重点调蓄工程、防洪控制断面、受洪水影响渠道沿线洪水等进行预报。7.6.3防洪排涝联合调度应具备预警功能。应基于监测和预报等信息，利用防洪预警规则等知识，对水网工程及其影响对象进行洪水风险预警。7.6.4防洪排涝联合调度应具备预演功能。应充分融合降雨预报、洪水预报、水网工程运行等信息，利用水网工程防洪调度模型及水网工程历史场景知识等，充分考虑水资源调配、水生态保护等需求，生成调蓄水库、行洪河道、分洪设施、蓄滞洪区、排涝泵站等工程体系的多套防洪调度方案，并进行预演。7.6.5防洪排涝联合调度应具备预案功能。应依据预演确定的方案，考虑水网工程最新工况等，确定水网工程运用时机、非工程措施以及组织实施，实化细化防洪排涝预案，基于预案生成调度和控制指令，并对指令进行实时跟踪与执行反馈。7.7生态流量联合调度7.7.1国家水网工程“纲、目、结”三要素实现生态流量联合调度的“预报、预警、预演、预案”功能。7.7.2生态流量联合调度应具备预报功能。应融合利用雨水情、工情、水质监测数据等，利用径流预报、水质模拟与预测等模型，对生态流量控制断面等进行径流预报，对水源、关键河渠断面等进行水质预测等。7.7.3生态流量联合调度应具备预警功能。应基于监测与预报信息等，利用水生态预警规则等知识，对生态流量断面进行超限预警，对输水河渠、水源进行水质等风险预警。7.7.4生态流量联合调度应具备预演功能。应充分融合径流预报、水质预测、水网工程运行等信息，利用受水区生态修复效果评估、水网工程多目标联合调度等模型，充分考虑水资源调配、防洪排涝等需求，生成多套生态流量与水质保障、生态补水的调度方案，并进行预演。7.7.5生态流量联合调度应具备预案功能。应依据预演确定的方案，考虑水网工程最新工况等，确定水网工程运用时机、非工程措施以及组织实施，实化、细化水生态调度预案，基于预案生成调度和控制指令，并对指令进行实时跟踪与执行反馈。7.8工程安全运行监控7.9.1应构建水网工程状态监测指标体系，从时间、空间、业务等多维度进行综合信息展示、实时监视。7.9.2应构建安全预警指标体系，对水网运行进行全方位的运行性能分析，评估分析水网运行的安全性、稳定性、经济性等。7.9应急事件管理7.10.1应充分利用卫星遥感、无人机等途径，广泛和及时获取突发水污染、工程事故、局地暴雨等突发事件，地震、堰塞湖、泥石流等自然灾害信息，并及时掌握网络舆情信息。7.10.2针对各类突发事件制定和完善应急处置预案，按照知识平台要求实现应急处置预案的数字化、智能化管理，并提供简便易用的预案调用功能。7.10.3依据获取的应急事件信息，结合应急处置预案，调用突发水事件应急调度等模型，生成多套处置方案，并通过预演确定最优方案。7.10.4依托调度指挥实体环境的融合通讯系统、综合会商系统等，开展异地会商，统筹调度应急资源，并实时跟踪处置过程。

8网络与信息安全8.1一般规定8.1.1应构建完善的网络安全组织管理体系、安全技术体系、安全运营体系和监督检查体系，全面保障国家水网工程物理安全、数据安全、网络安全和应用安全。8.1.2系统等保级别不宜低于第三级，按照GB/T22239、GB/T25070和SL/T803的规定开展安全物理环境、安全通信网络、安全区域边界和安全计算环境设计。8.1.3应在等级保护基础上，按照GB/T39204的规定，开展关键信息基础设施保护相关设计。8.1.4应按照GM/T0054和GB/T39786的规定，开展密码应用设计。8.1.5应明确网络安全的基本要求，明确系统的保密性、完整性和可用性等特性，提出网络安全防护的总体方案、软硬件配置要求。8.1.6应明确网络安全管理机构和网络安全责任清单。8.1.7工程建设期与运营期的网络架构、服务部署方式存在较大变动时，应分别设计两个阶段的网络与信息安全措施。8.2物理安全8.2.1应设计机房主要设施和前端感知设备的固定及防盗措施，并设置明显的不易除去的标识，应设计机房防盗报警系统或设置有专人值守的视频监控系统。8.2.2应设计各类机柜、设施和前端感知设备等接地措施，应设计措施防止感应雷。8.2.3机房应设计火灾自动消防系统，能够自动检测火情、自动报警，并自动灭火，机房及相关的工作房间和辅助房应采用具有耐火等级的建筑材料，应对机房划分区域进行管理，区域和区域之间设置隔离防火措施。8.2.4应设计短期的备用电力供应措施，至少满足设备在断电情况下的正常运行要求，应设计冗余或并行的电力电缆线路为系统供电。8.2.5宜对前端感知设备、网关节点设备的入库、巡检、存储、部署、维修、丢失和报废等过程作出规定。8.3数据安全8.3.1应设计数据分类分级机制，识别和建立一般、重要、核心业务数据清单，严格权限资源控制。8.3.2应采用符合GM/T0054和GB/T39786规定的密码技术，设计明确重要业务数据的静态存储安全与动态传输安全机制，应设计身份鉴别、访问控制、安全传输、操作抗抵赖、过程追溯等技术，确保数据传输过程中的保密性和完整性，确保数据交换共享过程安全。8.3.3应设计关键业务数据备份机制，实现重要数据备份与恢复。8.3.4宜设计数据安全风险监控内容，全面监控数据收集、存储、使用、加工、传输、提供、公开等全生命周期数据安全。8.4网络安全8.4.1网络安全宜包括网络安全管理体系、技术体系、运营体系和监督检查体系等。8.4.2网络安全管理体系宜包括网络安全管理机构、网络安全管理人员、网络安全管理制度、网络安全设计管理、网络安全建设管理、网络安全运维管理等。8.4.3网络安全技术体系宜包括纵深防御、监测预警、应急响应等。8.4.4网络安全运营体系宜包括运营架构、权限管控、体系流程、威胁防护、安全监测、响应处置、威胁预防等。8.4.5网络安全监督检查体系宜包含合规检查、风险评估、安全巡检、安全审计和事件处置等。8.4.6应设计工控网实时控制区与过程监控区的物理隔离措施，仅允许实时控制区数据单向交换至过程监控区。8.4.7应设计工控网与业务网的物理隔离措施，应仅在工控网过程监控区设置专用的前置交换区用于数据交换；应对核心系统设置独立的逻辑或物理区域，并根据业务功能、设备类型等划分子区域。8.5应用安全8.5.1针对国家水网智能化系统的部署、运行、维护，应设计应用安全保护机制。8.5.2应设计用户身份认证、权限控制等措施，确保登录平台用户符合要求，只能访问经授权允许访问的数据。8.5.3应设计用户身份标识、鉴别功能，登录失败处理功能，具备启用结束会话、限制非法登录次数和当登录连接超时自动退出等相关功能。8.5.4应设计口令、密码技术、生物技术等两种或两种以上组合的鉴别技术对用户进行身份鉴别，且其中一种鉴别技术至少应使用密码技术来实现。8.5.5应设计免受恶意代码攻击的技术措施或主动免疫可信验证机制，及时识别入侵和病毒行为。8.5.6应设计安全数据采集、多源数据关联分析、威胁情报联动等功能，准确发现识别网络威胁和内部脆弱性。

9共建共享9.0.1应按照国家水网工程纲、目、结的管理职责开展共建共享，根据履职需要开展跨级或相邻水网信息共享，并明确共建内容和共享清单。9.0.2国家水网工程智能化建设应与所在数字孪生流域、数字孪生水利工程充分协调，重点针对监测感知、数据底板、水网专业模型、水网知识开展共建，避免重复建设，并明确共建内容的类别、规模、现状等情况。9.0.3应明确向相关水行政主管部门或单位提供的共享数据内容，以及共享数据的频次、方式、精度等要求。10系统集成与运行维护10.1系统集成10.1.1系统集成应包括新建国家水网工程智能化系统和已有系统的应用集成、数据集成和网络集成。10.1.2国家水网工程智能化系统部署应考虑已有系统网络拓扑结构、软硬件系统环境，根据“永临结合”理念，制定包含已有系统集成方案在内的国家水网智能化系统部署方案。10.1.3应用集成应从以下方面考虑:1国家网工程智能化系统应具备良好的扩展性、互操作性；2国家水网工程智能化系统应与现有系统保持兼容；3宜根据需要从界面、功能、流程等方面进行调整，实现已有系统集成。10.1.4数据集成应根据数字孪生平台数据底板中不同数据类型的基本特点，按照信息分类和数据描述对数据进行组织，定义统一和标准的数据接口，依托数据引擎实现数据的交换和共享。10.1.5网络集成应采用标准协议实施建设，应纳入或集成到依托电子政务外网的水利业务专网体系之内。10.2运行维护10.2.1国家水网智能化系统应按SL588-2013《水利信息化项目验收规范》的规定组织验收后进入系统运行维护阶段。10.2.2国家水网智能化系统运行维护应由运行维护主管机构、运行维护管理机构和运行维护服务机构分工负责完成。1运行维护主管机构负责运行维护工作的整体协调。2运行维护管理机构负责运行维护工作的组织、管理、监督、检查，负责运行维护经费的申请、管理。3运行维护服务机构具体承担运行维护工作。10.2.3运行维护主管机构在国家水网智能化系统设计阶段、建设阶段和运行阶段应符合下列规定：1在系统设计阶段，运行维护管理机应明确运行维护管理机构，并在工程投资中考虑建设期运行维护费用。2在系统建设阶段，运行维护管理机构应参与国家水网智能化系统建设过程，并配合建设管理单位开展运行维护管理工作，承建单位承担建设阶段运行维护工作。3在系统运行阶段，运行维护管理机构应全面负责运行维护管理工作，并选定系统运行维护服务机构开展运行维护服务工作。10.2.4运行维护管理机构应根据信息系统的重要程度确定运行维护服务等级要求。服务等级宜分为四个级别，级别由高到低分别为一级、二级、三级、四级.每个级别的服务要求均有系统可用率、服务受理时间、服务响应时间、故障恢复时间等四方面控制指标,见表10.2.4-1。重要信息系统的服务级别应不低于二级，重要时期服务级别宜提升到一级。其他信息系统服务级别可为三级，并可根据