水利大数据助力智慧水利

水利大数据助力智慧水利华北水利水电大学陆桂明2020年1月目录一二智慧水利现状三智慧水利技术路线四水利大数据平台1水是人类生存的基础人类自古逐水而居，国家的诞生某种程度都是因为各大部落需要联合起来共同面对旱涝灾害、合理分配和利用水资源。我国是治水大国，兴水利、除水害，事关人类生存、社会进步，历来是治国安邦的大事。我国自古就有大禹治水、李冰修建都江堰、隋炀帝开凿大运河等治水、兴修水利设施历史故事。习近平总书记多次强调“绿水青山就是金山银山”，特别是就保障水安全发表重要论述，明确提出“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的新时期水利工作方针。

水是生命之源、生产之要、生态之基。智慧水利背景1水利行业的发展及变化水利部部长鄂竟平：我国治水的主要矛盾已发生深刻变化，从改变自然、征服自然为主转向调整人的行为、纠正人的错误行为为主。治水的工作重点也要随之改变，就是要转变为水利工程补短板、水利行业强监管。大兴土木搞工程建设的时代正在过去，水利行业由“工程水利”向“智慧水利、民生水利、生态水利、水利服务”方向发展，其中水利信息化是重要引擎和关键动力。

智慧水利背景1智慧水利的内涵智慧水利：不是一个产品，更不是一种技术，智慧水利涉及理论框架、政策、资金、人才、技术、商业模式和各业务系统的全面创新，是一项复杂的巨系统工程。智慧水利由智慧地球、智慧城市引申而来，以水利信息化服务为核心，为水资源、防汛抗旱、水土保持、水务一体化管理等水利现代化业务，提供全方位的监测、传输、存储、分析、预警、智能应用等系统服务。智慧水利构成：水利物联网、水利云、各业务应用系统、水利大数据、水利算法模型、人工智能、深度学习等组成。能够迅速正确的感知、记忆、理解、计算、分析、判断、解决各种复杂水利问题的高级综合能力。智慧水利建设是党中央、国务院赋予水利部门的重要职责，做好水利信息化建设，对推进传统水利向现代水利转变、提升水利系统应急处置能力和社会管理水平具有重要意义。

智慧水利背景1智智慧水利发展历程慧水利背景目录一智慧水利背景二三智慧水利技术路线四水利大数据平台2智慧水利建设现状 记绝大部分地区并未真正开展智慧水利建设！而是在传统水利信息化的基础上理论延伸！智慧水利现状2智慧水利现状建设难题智慧水利面临难题筹建自主权弱水利发展因地制宜，需要一定的自主权发展不均衡水利需求虽然相通，但受制于客观因素，发展严重不均衡建设周期长传统模式从项目立项到审批到招投标到实施，周期漫长数据价值挖掘 数据孤岛严重 九龙治水泄密安全 建设失控存储能力能够应付数据不断增长，但数据价值没得到体现分散着大量数据孤岛 涉水数据相关环节众多，多头管理，集合困难涉水数据要保证高安全性 中标单位的建设能力和运维能力具有不确定性2水利信息化建设滞后原因分析智慧水利和大数据建设是一个系统性工程，持续投入较大，传统政府采购很难驱动，在水利工程中资金占比较小。资金问题水利属于粗放型传统行业，行业比较封闭，技术决策比重大，新技术很难被及时采用，同时关键技术储备不足，缺乏既懂水利，又懂大数据的复合人才。行业封闭，技术储备不足理念落后，大部分地方对智慧水利及大数据了解不深入，对政策理解不透，领导重视程度不够，导致驱动力不足。政策问题水利工程较大，设计实施周期比较长，信息化技术更新快，但比重小，不愿做重大变更，一直落后3-5年。系统设计更新不及时商业模式不明显，高投入、低产出甚至无产出。传统的产业发展方式难以支撑智慧水利这种涉及多部门、多行业、多数据维度、多关键技术的复杂生态，商业模式及建设思路急需转型。商业模式/生态体系智慧水利现状2需要考虑数据来源跨越多个部门，如何整合，如何共享？用户涵盖各级职能部门，需求如何统一？如何更好的发动公众参与？业务管理流程能通用吗？事件管理流程能闭环吗？考核机制妥当吗？需求不清楚，不断变化中，如何设计？有没有结合当地的实际的工作机制？盲目照搬存在弊端智慧水利建设需要充分考虑国情、水情、社情，做到既要兼顾顶层设计、又可实施落地。智慧水利现状2具体表现在：l更高效安全的水利信息处理和资源能力。l更科学的水利监测、预警、分析、预测和能力。l更高水平的水利设施远距离控制和智能化能力。l更协调的水利业务跨部门、多层级、异地点能力。智慧水利何去何从智慧水利现状目录一智慧水利背景二智慧水利现状三四水利大数据平台3智整体架构慧水利技术路线3水利大数据是智慧水利大脑水调网水联网水基网实体网络：水流 管理网络：业务流信息网络：信息流中枢系统传递系统硬件系统一般系统 人体系统智慧水利技术路线水质监测雨量监测水位监测流量监测视频监视大坝安全监测闸门远程测控泵站运行监测山洪灾害监测 取水口监测智慧水利物联感知集水文自动测报、大坝监测、闸泵远程测控、水资源取用水监测、水土保持监测、智能微喷灌、视频监控于一体，通过自动化感知手段采集基础水文、工情等信息，结合网络传输，实现数据信息的自动采集、传输、处理、存储及应用，为智慧水利提供强大的物联网技术支撑水土保持监测物联感知3智慧水利技术路线业务应用智慧水利多元汛情旱情监测预报减灾调度决策市县区多级联动协同指挥跨平台信息发布给水、供水水源地管理城市供水系统管理饮用水、供水水源监管水库安全运行管理堤防综合管理河道综合管理工程集控中心节水灌溉农村饮用水管理农村水利建设管理水土保持监测管理水资源信息服务水资源业务管理水资源调配决策支持水资源应急管理水行政执法监督水政监察计划用水和节约用水管理目录一智慧水利背景二智慧水利现状三智慧水利技术路线四4水利+大数据水利+大数据政府水资源个人企业激光、遥感、GIS、BIM、传感网和射频技术等现代化信息化术的发展与应用，全面拓展了水利信息的空间尺度和要素类型。水利数据已逐渐呈现出多源、多维、大量和多态的大数据特性，水利大数据的时代已经到来。企业水利大数据平台4智慧水利水利交通农业住建气象环保工业国土河湖管理涉及各行政区域和流域，水利、环保、气象、国土、住建、交通、农业、工业等方方面面，不仅在政策上，更要在信息数据层面上，除了水利数据纵向整合外，还要做到数据在横向与纵向、实时与历史的融合贯通，才能全面的发挥水利大数据的作用与意义。政府部门就像守着金矿不会采的财主，既不相信专业的外来人，又没有能干的自家人。数据整合水利大数据平台4数据从哪来水库、自来水厂、污水处理厂等。具体水位、雨量、流量、视频、水质监测站，无人机，遥感，机器人等终端。水利行业生产监测数据环保、国土、农业、公安、检察、卫生等其他部门。跨部门跨行业的涉水数据防汛抗旱、水资源、建设与管理、农村水利、水土保持等。水利行业各部门基础数据库互联网行业、企事业单位及个人，例如：腾讯、百度，专业数据机构、社会公众等。涉水社会情况数据网络爬虫、探针等主动从互联网网站、论坛、新媒体等爬取。来源于互联网的数据爬取水利大数据平台4水利大数据来源手段行政手段经济手段技术手段以市场化的经济手段，有偿收集，市场化交易数据大数据抽取、整合、共享通过行政命令，强制要求各单位收集数据、信息共享水利大数据平台4水利大数据目标及意义水利大数据水利大数据平台4水利大数据平台总体架构业务数据 服务器数据 互联网数据 非图片、文本等数据源 结构化数据 共享交换数据 其他数据4应用层 河长制 防汛抗旱 水资源 农田水利 水利工程其他领域数据存储和计算服务和开放层采集层数据开发及管理环境的开发及管理PaaS Daas SPaaasSS数据封装和服务管理 指标数据存储分布式数据库综合数据管理关系型数据库数据计算分析离线处理实时计算流式分析计算资源调度数据挖掘算法库挖掘模型图像识别其他算法预测算法状态研判分布式文件系统搜索集群K-V数据库集群数据资产管理平台资产管理元数据

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