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1、1前言“十三五”時期,水利網信建設以習近平新時代中國特色社會主義思想為指引,緊密圍繞水利中心工作,不斷推進信息技術與水利業務融合,取得明顯成效,水利信息基礎設施不斷完善、資源整合共享持續深化、水利業務應用逐步深入,驅動和支撐水利改革發展的能力大幅提升?!笆奈濉睍r期,是開啟全面建設社會主義現代化國家新征程的第一個五年,是準確把握新發展階段、深入貫徹新發展理念、加快構建新發展格局、推動高質量發展的重要階段,也是推動新階段水利高質量發展的關鍵時期。中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要指出:構建智慧水利體系,以流域為單元提升水情測報和智能調度能力。水利部黨組提
2、出,智慧水利作為新階段水利高質量發展的顯著標志和六大實施路徑之一,在“十四五”時期面臨前所未有歷史機遇和挑戰,必須以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導,積極踐行“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的治水思路,認真貫徹習近平總書記關于網絡強國的重要思想,按照“需求牽引、應用至上、數字賦能、提升能力”總要求,以推動水利高質量發展為主題,以數字化、網絡化、智能化為主線,以數字化場景、智慧化模擬、精準化決策為路徑,以網絡安全為底線,充分運用物聯網、云計算、大數據、人工智能、虛擬現實、移動互聯和區塊鏈等新一代信息技2術,開展數字孿生流域建設,提高預報、預警、預演、預案(“四預”)能力,加快構建
3、智慧水利體系,賦能水旱災害防御、水資源集約節約利用、水資源優化配置、大江大河大湖生態保護治理。因此,將原編制的“十四五”水利網信建設實施方案 變更為“十四五”智慧水利建設規劃,作為“十四五”水安全保障規劃體系專項規劃之一,是指導今后五年全國智慧水利建設的階段性、綱領性文件。為做好編制工作,水利部網絡安全與信息化領導小組辦公室(以下簡稱部網信辦)統籌謀劃、精心組織,成立由水利部信息中心、各流域管理機構網信部門、科研單位、互聯網企業共同組成的編制組,堅持問題導向、目標導向,經深入調研、科學論證、廣泛征求意見,提出“十四五”時期智慧水利建設的目標要求、建設任務、重點工程和組織實施等。其中,目標要求、
4、建設任務面向水利行業,重點工程主要是水利部本級、流域管理機構牽頭的建設項目,對地方智慧水利建設發揮引領帶動作用。I目錄.11.1發展現狀.11.2面臨形勢.61.3主要差距.11.152.1建設目標.152.2建設要求.172.3規劃范圍.182.4規劃依據.18.203.1建設數字孿生流域.203.1.1構建數字孿生平臺.213.1.2完善水利信息基礎設施.353.2構建“2+N”水利智能業務應用體系.473.2.1流域防洪應用.483.2.2水資源管理與調配應用.503.2.3 N 項業務應用.553.3強化水利網絡安全體系.743.3.1強化網絡安全管理.743.3.2完善網絡安全技術.
5、763.3.3加強網絡安全監督.79II3.4優化智慧水利保障體系.803.4.1健全體制機制.803.4.2完善標準規范.813.4.3強化創新應用.823.4.4完善運維體系.823.4.5優化人才隊伍.833.4.6加強宣傳交流.84.864.1國家水利大數據中心.874.2國家水利綜合監管平臺.894.3國家水工程防災聯合調度系統.914.4水資源管理與調配系統.944.5北斗水利創新應用工程.974.6水利網絡安全防護能力提升工程.994.7數字孿生長江長江流域全覆蓋水監控工程.1014.8數字孿生黃河黃河下游防洪工程安全監測工程.1054.9數字孿生淮河淮河重點區域數字孿生及智慧防
6、洪“四預”建設工程.1074.10數字孿生海河海河流域水安全保障能力提升工程.1124.11數字孿生珠江粵港澳大灣區水安全監控工程.1154.12數字孿生松遼松花江數字孿生流域及東北黑土糧食主產區水安全監控工程.1194.13數字孿生太湖長三角一體化數字太湖工程.124III4.14重大水利工程數字孿生工程.129.1435.1任務分工.1435.1.1水利部本級.1435.1.2流域管理機構.1465.1.3省級水行政主管部門.1475.2實施計劃.1485.3保障措施.150.1526.1社會效益.1526.2經濟效益.1541第一章 現狀與形勢在總結水利網信發展現狀基礎上,圍繞國家信息化
7、戰略部署、新階段水利高質量發展要求、新一代信息技術發展、網絡安全態勢等,分析了智慧水利建設面臨形勢和主要差距。1.1 發展現狀“十三五”時期,水利網信建設全面推進,水利網信綜合體系不斷完善,有力支撐各項水利業務,提高了水利工作效率和管理水平,支撐了水利改革發展,促進了政府職能轉變,帶動傳統水利向現代水利轉變的作用顯著,服務和支撐水利改革發展的能力提升,進入深度融合、全面提檔升級的新階段。水利網信體制制度日益健全?!笆濉逼陂g,全國省級以上水利部門有 38 個成立了網信領導小組(或信息化工作領導小組)及辦公室,網信從業人員 6000 多人,其中專職運維人員 1500多人。陸續出臺水利部信息化建
8、設與管理辦法關于進一步加強水利信息化建設與管理的指導意見關于推進水利大數據發展的指導意見水利信息資源共享管理辦法(試行)水利網信建設和應用監督檢查辦法(試行)等,進一步規范強化了水利網信建設、管理、運行維護及監督檢查等工作。水利網信規劃與標準體系漸趨完善?!笆濉逼陂g,水利部印發實施水利信息化“十三五”發展規劃,印發水利業務需求分析智慧水利總體方案水利網信水平提升三年行2動方案(20192021 年 等系列文件,印發年度水利網信工作要點。各流域管理機構和地方水行政主管部門也積極推進相關工作。水利網信標準體系進一步完善,頒布行業標準 14 項。水利信息基礎設施明顯改善?!笆濉逼陂g,通過水利
9、信息化重點工程建設,水利信息基礎設施初具規模。截至 2020 年底,在信息采集方面,全國縣級以上水利部門建成各類信息采集點約 43.36 萬處,采集要素大幅擴展,先進技術得到推廣應用,水利信息綜合采集體系初步形成。在水利業務網方面,水利部機關與所有部屬單位、省級水行政主管部門實現全聯通,流域管理機構與其直屬單位和下屬單位實現全聯通,省級水行政主管部門與其市級水行政主管部門實現全聯通、與區縣級水行政主管部門聯通率為 80.53%,骨干網帶寬擴充至 100Mbps 以上。在通信保障方面,全國縣級以上水利部門共配備各類衛星地面通信設備約 3109 臺(套),衛星電話約 6126 部,北斗衛星站報汛站
10、約 7297 個,北斗衛星地面基站 427 套。在計算存儲方面,初步建成水利部基礎設施云,構建了本地備份、異地(鄭州、貴陽)災備的水利數據安全備份系統,全國省級以上水利部門配備各類服務器達 9373 臺(套),存儲設備約達 1329 臺(套),存儲能力達 47PB。在水利視頻會議系統方面,覆蓋 7 個流域管理機構、31 個?。ㄗ灾螀^、直轄市)和新疆生產建設兵團、341個市級、2567 個區(縣)級水利部門和 15644 個鄉鎮。水利信息資源開發利用不斷深化?!笆濉逼陂g,按照“整合已建、統籌在建、規范新建”的思路,大力推進資源整合共3享工作。水利部出臺水利信息資源共享管理辦法(試行),為水利
11、信息資源共享提供制度保障,同時以水信息基礎平臺(全國水利一張圖)為抓手,以日常管理面對的水利和涉水對象為核心,對分散信息進行匯集、組織和關聯,并按照統一數據模型、統一數據目錄構建了水利信息資源體系。各級水利部門按照國務院政務信息系統整合共享工作統一部署,編制了水利政務信息資源目錄,初步摸清了數據家底。截至 2020 年底,全國省級以上水利部門存儲的各類信息資源約 2887 項,數據總量約6.02PB。水利業務應用全面推進?!笆濉逼陂g,在水利信息化重點工程帶動下,水利業務應用逐步拓展至各領域。完成國家防汛抗旱指揮系統二期工程建設,構建了覆蓋我國大江大河、主要支流和重點防洪區的信息采集、預測預
12、報、防洪調度、旱情信息報送等業務應用體系。完成國家水資源監控能力建設項目,構建了支撐最嚴格水資源管理的三大監控體系和三級信息平臺。完成國家地下水監測工程(水利部分)建設,構建了 1 個國家地下水監測中心、7 個流域監測中心、32 個省級監測中心、280 個地市分中心和 10298 個地下水自動監測站。完善全國水土保持信息管理系統,構建了由水利部監測中心、流域監測中心站、省級監測總站、地市監測分站、監測點組成的監測體系以及支撐監測、監督和治理的業務應用。完成安全生產監管信息化工程(水利部分)建設,支撐全國水利系統安全生產監管工作。水利部在線政務服務平臺上線運行,初步實現了政務服務4事項“應上盡上
13、”“一網通辦”和取水許可電子證照的全面應用推廣,電子證照系統共發放取水許可電子證照 118350 張。建成水利督查移動平臺,有力支撐了小水庫、水閘和水毀等 20 多類事項的暗訪督查及水利工程稽察工作。開通水利部 12314 監督舉報服務平臺,開辟電話、網絡、微信“三位一體”的水利監督新渠道。初步構建了河湖遙感巡查、詳查、核查、復查(“四查”)平臺,支撐了長江干流岸線拆除取締、京杭大運河、南水北調中線、京津冀“六河五湖”、山西“七河”等專項督查。河長制湖長制管理、農村水利管理、水利工程建設與管理、水利財務管理等重要信息系統也先后投入運行。水利網絡安全保障不斷加強。健全網絡安全保障體系,印發了水利
14、網絡安全管理辦法(試行),明確建設和運行等各階段網絡安全責任,強化監督檢查和責任追究;制定了水利關鍵信息基礎設施認定規則,初步認定了首批水利關鍵信息基礎設施并開展摸底風險評估。打造網絡安全實戰化能力,自2018年起,水利部每年組織網絡安全攻防演練,并積極參加公安機關等組織的網絡安全攻防演習。提升網絡安全防護能力,水利部機關和 7 個流域管理機構先后啟動網絡安全能力提升項目建設,構建威脅感知系統和密碼基礎設施;漢江集團建成丹江口網絡安全態勢感知系統作為水利關鍵信息基礎設施安全防護試點。推進商用密碼應用,先后在三峽水利樞紐,南水北調中線、東線工程,國家水資源管理系統中試點可信計算、數據加密、鏈路加
15、密和身份認證等方面的深度應用。強化責任追究,針對5在攻防演練、滲透測試及現場檢查中發現問題較多及較為嚴重的單位,水利部開展警示約談,有關單位進行了逐級約談。信息技術與水利業務融合探索初見成效。各級水利部門大力推動物聯網、大數據、人工智能(AI,Artificial Intelligence)和遙感(RS,Remote Sensing)等信息技術與水利業務融合創新,不斷跟蹤新技術、使用新技術,積極探索第五代移動通信技術(5G,5th GenerationMobile CommunicationTechnology)、區塊鏈和北斗衛星等新技術應用,驅動水利轉型升級。水利部發布了 51 項智慧水利典
16、型案例和解決方案,選擇 11 家單位開展 36項任務的智慧水利先行先試。面對突如其來的新冠肺炎疫情,各級水利網信部門利用信息技術迅速補位,視頻會議、網上辦公、自動監測、遠程查勘、網絡培訓等成為常態化應用。黃委利用 3S(RS、全球定位系統和地理信息系統)、云計算、移動互聯網等技術研發“清河行動”調度指揮和綜合服務平臺。浙江實現全省水利政務線上辦、掌上辦和不跑腿三個 100%。福建在全國率先推動省級數字水安視頻監視,建立了統一的水利視頻監視融合云平臺。寧夏致力于解決“農村供水最后 100 米”問題,探索形成“互聯網+農村供水”新模式。無人駕駛智能碾壓技術在引漢濟渭工程大規模應用,智能溫控系統為大
17、藤峽混凝土工程質量保駕護航,建筑信息模型(BIM,BuildingInformation Model)技術助力引江濟淮工程、珠三角水資源配置工程,實現工程建設與管理全生命周期數字化,寧波動態洪水6風險圖支撐洪水災害防御精細管理等。1.2 面臨形勢“十四五”時期是乘勢而上開啟全面建設社會主義現代化國家新征程、向第二個百年奮斗目標進軍的第一個五年,是加快生態文明建設和經濟高質量發展的攻堅時期,也是深入貫徹“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的治水思路、落實習近平總書記關于網絡強國的重要思想的關鍵時期。站在新的歷史起點,我國進入新發展階段,國家信息化戰略和治水方略的部署要求、水安全保障的迫切需
18、求、信息技術的快速發展,都對智慧水利建設提出了新的更高要求。1.以習近平總書記為核心的黨中央高度重視網絡安全和信息化,把信息化作為我國搶占新一輪發展制高點、構筑國際競爭新優勢的契機,不斷推進理論創新和實踐創新,提出了一系列新思想新觀點新論斷。黨的十九屆五中全會審議通過中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二三五年遠景目標的建議(以下簡稱建議),要求“堅定不移建設制造強國、質量強國、網絡強國、數字中國”,這個開啟全面建設社會主義現代化國家新征程、向第二個百年奮斗目標進軍的綱領性文件,首次將“立足新發展階段、貫徹新發展理念、構建新發展格局,推進高質量發展”作為整體理論用以指導國民經濟
19、和社會發展,是今后五年乃至更長時間中國經濟社會發展7的行動指南。十三屆全國人大四次會議通過的中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要(以下簡稱綱要),將“加快數字化發展 建設數字中國”單獨成篇,并明確提出“構建智慧水利體系,以流域為單元提升水情測報和智能調度能力”。建議 和綱要 均對“十四五”時期的水利工作提出目標要求,也為智慧水利建設明確了方向和任務。國家信息化發展戰略綱要 強調“當今世界,信息技術創新日新月異,以數字化、網絡化、智能化為特征的信息化浪潮蓬勃興起。全球信息化進入全面滲透、跨界融合、加速創新、引領發展的新階段。誰在信息化上占據制高點,誰就能夠掌握
20、先機、贏得優勢、贏得安全、贏得未來?!?020 年國務院政府工作報告 提出“重點支持兩新一重(兩新指新型基礎設施建設和新型城鎮化建設,一重指交通、水利等重大工程)建設?!标P于促進國家高新技術產業開發區高質量發展的若干意見 強調“集成電路產業和軟件產業是信息產業的核心,是引領新一輪科技革命和產業變革的關鍵力量”。智慧水利建設是國家網信事業的重要組成,國家對信息化發展的一系列工作部署為“十四五”智慧水利建設提供了大好契機、提出了重要任務,國家網信發展戰略方針對智慧水利建設提出了新的更高要求。2.黨中央、國務院高度重視水利工作,習近平總書記提出“十六字”治水思路;對推動長江經濟帶發展發表系列重要講話
21、,8提出“把修復長江生態環境擺在壓倒性位置,共抓大保護、不搞大開發”;在黃河流域生態保護和高質量發展座談會上提出“共同推進大保護、協同推進大治理,讓黃河成為造福人民的幸福河”,為新時代水安全保障和江河保護治理工作提供了思想武器和愿景目標;在推進南水北調后續工程高質量發展座談會上,習近平總書記強調了國家水網建設的重要性,對“加快構建國家水網主骨架和大動脈”給予希冀,為推進南水北調后續工程高質量發展提供了根本遵循,為新時代治水指明了方向,水利工作面臨新的機遇和挑戰。水利部黨組全面落實“十六字”治水思路,統籌發展和安全,把保障國家水安全和滿足人民群眾日益增長的持續水安瀾、優質水資源、健康水生態、宜居
22、水環境、先進水文化,建設造福人民的幸福河湖的需求作為根本目的,把水安全風險防控作為底線,把水資源承載力作為剛性約束上限,把水生態環境保護作為控制紅線,全面推動新階段水利高質量發展,提升水安全保障能力。同時,指出智慧水利是水利高質量發展的顯著標志,要把推進智慧水利建設作為重要抓手和平臺,推動水利數字化、網絡化、智能化工作再上新臺階,以數字賦能水旱災害防御、水資源集約節約利用、水資源優化配置、大江大河大湖生態保護治理。智慧水利建設被提到前所未有的高度,迎來重大機遇?!笆奈濉北仨毟吲e智慧水利這面旗幟,按照“需求牽引、應用至上、數字賦能、提升能力”的總要求,加強數字化轉型,加快9構建智慧水利體系,提
23、高“四預”能力,為新階段水利高質量發展提供有力支撐與強力驅動。3.近年來,信息技術發展和新技術應用帶來很多新變革?;ヂ摼W已經廣泛滲透到經濟社會領域的各個方面,在全球開啟了一次具有全局性、戰略性、革命性意義的數字化轉型,全面重塑著世界政治經濟格局,成為改變國家力量對比的重要因素。對此,習近平總書記深刻指出“沒有信息化就沒有現代化”,要求“必須敏銳抓住信息化發展的歷史機遇”。2019 年 7 月 30 日召開的中央政治局會議要求“加快推進信息網絡等新型基礎設施建設”,黨中央、國務院隨后又進行相應部署,希望通過加快新基建實現“一業帶百業”。建議 提出,“十四五”期間要推動互聯網、大數據、AI 等同各
24、產業深度融合,推動先進制造業集群發展,構建一批各具特色、優勢互補、結構合理的戰略性新興產業增長引擎,培育新技術、新產品、新業態、新模式?!笆奈濉逼陂g,國家在關鍵核心技術上的自主突破也為水利行業的發展帶來新的機遇。水是生存之本、文明之源,水利不僅事關防洪安全、供水安全、糧食安全,而且關系到經濟安全、生態安全、國家安全,水利工作成效至關重要,迫切需要運用新一代信息技術提高水利工作成效?,F代空間對地觀測的顛覆性技術不斷涌現,北斗衛星定位、授時、短消息服務,基于衛星遙感、航空遙感、無人機、傾斜攝影、先進傳感器、物聯網等現代遙感和監測技術,10為全國江河水系、水利工程設施體系、水利管理運行體系動態監測
25、提供了先進感知手段。信息網絡技術的迅猛發展和移動智能終端的廣泛普及,互聯網與移動互聯網以其泛在、連接、智能、普惠等突出優勢,已經成為水利管理創新發展新領域、公共服務新平臺、信息共享新渠道。新一代信息技術發展,理論建模、技術創新、軟硬件升級的整體推進正在引發鏈式突破,推動經濟社會各領域向數字化、網絡化、智能化加速躍升,為實現自動分析研判和管理決策,提高水利治理能力和水平提供技術驅動?!笆奈濉睍r期,必須立足新的歷史起點,搶抓發展機遇,探索轉型升級,推進新一代信息技術廣泛應用,強化信息技術與水利業務深度融合,全面推進智慧水利建設。4.習近平總書記指出:“沒有網絡安全就沒有國家安全”,網絡安全事關國
26、家安全和國家發展、事關廣大人民群眾工作生活,深刻影響著政治、經濟、文化、社會、軍事等各領域安全。關鍵信息基礎設施作為網絡安全的重中之重,安全狀況日趨嚴峻。近年來,境外陸續發生多起電力、能源系統遭漏洞攻擊或加密勒索攻擊的惡性事件,引發城市大范圍停電、能源供應緊張,嚴重影響了當地經濟社會正常運轉。在 5G 網絡加快覆蓋的大背景下,關鍵信息基礎設施暴露在互聯網上的情況持續增多,針對關鍵信息基礎設施的網絡竊密、遠程破壞攻擊、勒索攻擊也會持續增加。除利用安全漏洞、弱口令等常見方式實施攻擊外,11通過軟硬件供應鏈、承載服務的云平臺作為攻擊途徑的事件或呈上升趨勢,關鍵信息基礎設施的安全問題已成為各國關注的焦
27、點。水利是國家關鍵信息基礎設施四個重點行業之一,水利關鍵信息基礎設施一旦遭到破壞、喪失功能或者數據泄露,可能嚴重危害國家安全、國計民生、公共利益。因此,“十四五”智慧水利建設要必須嚴格遵守網絡安全法密碼法數據安全法個人信息保護法關鍵信息基礎設施安全保護條例等法律法規,貫徹落實網絡安全等級保護和關鍵信息基礎設施保護制度,健全完善水利網絡安全綜合防控體系,有效防范網絡安全威脅,有力處置網絡安全事件,切實保障水利網絡安全,支撐智慧水利健康發展。1.3與國家信息化總體要求相比、與其他行業信息化發展程度相比、與水利改革發展需求相比、與信息技術日新月異進步相比,智慧水利的短板和薄弱環節主要體現在:透徹感知
28、能力存在不足。感知覆蓋范圍和要素不全,水文、水資源、水環境、水工程等地面監測能力不能滿足水利業務和行政管理需要;水上、航空、航天等水空間管控信息采集得到一定應用,但整體智能化程度低,監測手段自動化程度不高,智能攝像頭、新型傳感器、精確位置測量等應用不足,距離形成天空地一體化、支撐數字孿生流域的智能透徹感知體系還有12較大距離。通信保障能力不足,現有感知通信網絡覆蓋不全、帶寬不足、通信基礎薄弱,物聯網技術未得到廣泛應用,應急監測裝備能力低、應急監測手段缺乏,應急通信裝備和應急搶險通信保障能力嚴重不足。信息基礎設施“算力”欠缺。水利業務網能力不足,僅有 6個?。ㄗ灾螀^)水利業務網通達到鄉鎮級水利單
29、位,工程管理單位聯通率則更低,導致水利業務應用“三級部署、多級應用”無法真正實現;骨干網帶寬仍不能滿足數據傳輸、服務調用等需要。云計算能力不足,集中式大量影像信息提取、大數據挖掘分析計算、全域聯機滾動洪水預報等缺乏足夠計算能力。存儲資源不夠,高頻監測數據、遙感數據及水利業務輸入輸出的大量圖片、圖像、視頻等數據快速增長,卻沒有足夠存儲空間和處理能力。信息資源開發利用有待提升。內部整合不夠,水利設施基礎信息不全,準確性不高;水利基礎數據不統一,水利對象代碼未統一,數據標準不一致,在不同業務和不同層級之間存在“重采、重存”的現象;分散建設的信息基礎設施條塊分割、相互封閉,制約了整體效益發揮。外部共享
30、不足,目前僅接入了防汛需要的氣象數據、基礎地理數據、法人數據等,業務聯系緊密的其他行業相關數據還未能實現共享;對互聯網數據應用處于起步階段,在河湖管理、水旱災害防御等業務領域進行了探索,但未開展業務化應用。業務應用智能化水平差距較大。信息技術和水利業務融合13不深入,不能全流程支撐業務工作,綜合分析和決策支持能力弱。部分業務信息化存在短板,缺乏信息系統支撐;水利工程設計、施工和管理數字化、智能化應用水平不高;工程建設信息化水平總體偏低,缺乏全流程信息化支撐,電子文件不能作為質量驗評、工程驗收的依據;水利工程安全運行、水資源開發利用等信息系統使用不足,水旱災害防御、水土保持等業務智能化水平有待提
31、高。先進信息技術在水利業務中應用水平不高,5G、物聯網、大數據、AI、區塊鏈等技術尚未得到廣泛應用;智能化公共服務欠缺。距離能夠在物理水利及其影響區域的數字化映射中實現“四預”功能差距較大,目前水利產品和服務多圍繞業務管理部門需要,以社會公眾需求為出發點的服務產品相對缺乏。網絡安全防護能力不足。網絡安全等級保護建設仍有欠缺,全國省級以上水利部門的信息系統約 1505 個,已定級 414 個、通過測評僅 390 個。信息系統尤其是工控系統安全防護體系不健全,大型水利工程控制系統核心設備和軟件存在安全隱患。威脅感知應急響應能力不足,大多無法及時掌握網絡安全態勢,無法及時主動發現并處置網絡安全風險威
32、脅。保障體系有待完善。體制機制不夠健全,適應智慧水利建設的組織體系、規章制度、考核體系、標準規范等仍不夠完善,與新一代信息技術應用要求相配套的水利裝備、物聯通信、網絡安全、應用支撐、系統建設等方面的技術和管理標準不夠。資金投入不足,相對水利工程建設,水利網信建設總體投入比14重偏低,持續投入不足。人才隊伍不強,新一代信息技術人才儲備不足,網信人才總體偏少、引進難、留住難,復合型人才更加匱乏。前沿信息技術在水利行業創新研究與應用不夠,水利科技創新動力不足,缺少技術創新激勵機制。運維體系不完善,重建設輕運維的現象普遍存在,運維隊伍不健全,運維技術水平和效率不高。15第二章 目標與要求依據建議 和綱
33、要,緊密圍繞“十四五”水安全保障目標,根據新階段水利高質量發展要求,提出了“十四五”智慧水利建設目標與要求等。2.1 建設目標“十四五”智慧水利建設總體目標是:堅持“需求牽引、應用至上、數字賦能、提升能力”總要求,以數字化、網絡化、智能化為主線,以數字化場景、智慧化模擬、精準化決策為路徑,以網絡安全為底線,通過建設數字孿生流域、“2+N”水利智能業務應用體系、水利網絡安全體系、智慧水利保障體系,推進水利工程智能化改造,建成七大江河數字孿生流域,在重點防洪地區實現“四預”,在跨流域重大引調水工程、跨省重點河湖基本實現水資源管理與調配“四預”,提升 N 項業務應用水平,建成智慧水利體系 1.0版,
34、水利數字化、網絡化和重點領域智能化水平明顯提升,為新階段水利高質量發展提供有力支撐和強力驅動。具體目標是:數字孿生流域方面。建設數字孿生平臺,水利部本級建成全國 L1 級數據底板,各流域管理機構和省級水行政主管部門在主要江河流域的重點區域基本建成 L2 級數據底板,重點水利工程建成 L3 級數據底板,為智慧水利提供有效的“算據”服16務;基本建成模型平臺,初步建成知識平臺,對物理水利及其影響區域的互動過程進行模擬仿真和推演,為智慧水利提供智能“算法”服務。完善水利信息基礎設施,重要江河湖泊、水利工程自動監測率明顯提升,國家基本水文站、水土保持監測站點提檔升級;開展水資源監測,實現長江全覆蓋監測
35、、黃河下游防洪工程安全監測;衛星遙感數據月度更新,物聯網、雷達、無人機得到廣泛應用;北斗衛星深入應用,互聯網協議第六版(IPv6)在水利業務網實現規?;渴鸷蛻?,縣級以上水利單位實現水利業務網全覆蓋,縣級以上水行政主管部門實現視頻會議全覆蓋;形成省級以上水行政主管部門水利云,實現計算存儲資源按需分配、彈性伸縮,為智慧水利提供有力的“算力”支撐。水利智能業務應用方面。建設包括流域防洪、水資源管理與調配和全面覆蓋水利工作的“N”項業務應用,南方主要江河洪水預報合格率達到 90%以上,北方主要江河洪水預報合格率達到 75%以上,流域面積 200km2以上有防洪任務的河流洪水預警率實現全覆蓋,主要業
36、務全部實現網上辦理;進一步豐富水利公共服務產品,水利政務服務網上辦、掌上辦、一次辦達到 90%以上,取水許可電子證照實現全覆蓋和“跨省通辦”,水利政務數據共享體系更加健全,水利政務服務標準化、規范化、便利化水平明顯提升。水利網絡安全防護方面。建立水利關鍵信息基礎設施安全保護體系,關鍵信息基礎設施核心設備自主可控率明顯提17升;貫徹實施網絡安全等級保護制度,重要信息系統等級保護達標率達大幅提升;提升行業縱深防御、監測預警和應急處置能力,形成安全高效的水利網絡安全綜合防護體系。智慧水利保障方面。加強體制機制、標準規范、科技創新、人才隊伍、宣傳培訓等建設,完成水利部信息化建設與管理辦法 等制度和納入
37、水利技術標準體系的網信標準的制修訂,加強水利工程設施智慧化改造與建設、數字孿生流域、數字孿生工程平臺、“四預”功能要求等標準規范制定,建設智慧水利人才培養基地,開展復合型創新型人才培養。2.2 建設要求統籌規劃、示范引領。遵循智慧水利建設頂層設計,按照智慧水利建設“全國一盤棋”思路,統籌推進水利部本級、流域管理機構、省各級智慧水利建設。同時,針對智慧水利建設、管理和應用中的難點和重點問題,開展技術攻關和示范引領,形成一批可復制推廣成果,有序推進智慧水利建設和應用。整合共享、集約建設。按照“整合已建、統籌在建、規范新建”的要求,注重信息化資源整合與共建公用,充分利用現有的信息采集、網絡通信、計算
38、存儲等基礎設施及國家新型基礎設施,實現水利信息化資源集約節約利用和共享,避免重復建設。融合創新、先進實用。緊緊抓住水利業務與新一代信息技術融合創新的關鍵,強化數字孿生流域和“四預”功能應用,18賦能水旱災害防御、水資源集約節約利用、水資源優化配置、大江大河大湖生態保護治理,切實解決水利工作實際問題。整體防護、安全可靠。按照網絡安全等級保護基本要求,在重點強化水利關鍵信息基礎設施安全防護的同時,構建安全可靠的水利網絡安全體系,強化國產安全可靠軟硬件應用,全面提升網絡風險態勢感知、預判與信息安全防護能力,保障網絡等基礎設施、數據和信息系統的安全。2.3 規劃范圍本規劃提出的目標與要求、建設任務面向
39、水利行業,重點工程主要是水利部本級、各流域管理機構牽頭的建設項目,并對地方智慧水利建設發揮帶動引領作用。本規劃的基準年為 2020 年,水平年為 2025 年。2.4 規劃依據中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二三五年遠景目標的建議中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要中華人民共和國密碼法中華人民共和國網絡安全法中華人民共和國數據安全法中華人民共和國個人信息保護法關鍵信息基礎設施安全保護條例 等國家信息化發展戰略綱要19京津冀協同發展規劃綱要長江經濟帶發展規劃綱要黃河流域生態保護和高質量發展規劃綱要長三角一體化發展規劃”十四五”實施方案粵
40、港澳大灣區發展規劃綱要“十四五”國家政務信息化工程建設規劃“十四五”北斗導航產業發展規劃長江、黃河、淮河、海河、珠江、太湖以及遼河、松花江流域綜合規劃(20122030 年)“十四五”水安全保障規劃智慧水利建設頂層設計20第三章 建設任務圍繞“十四五”智慧水利建設目標,明確“十四五”時期數字孿生流域、“2+N”水利智能業務應用體系、水利網絡安全體系和智慧水利保障體系四方面建設任務。3.1 建設數字孿生流域數字孿生流域包括數字孿生平臺和水利信息基礎設施,主要是以水利感知網、水利業務網、水利云等為基礎,通過運用物聯網、大數據、AI、虛擬仿真等技術,以物理流域為單元、時空數據為底板、水利模型為核心、
41、水利知識為驅動,對物理流域全要素和水利治理管理活動全過程進行數字化映射、智慧化模擬,支持多方案優選,實現與物理流域的同步仿真運行、虛實交互、迭代優化,支撐精準化決策。數字孿生流域建設框架見圖 3.1。21圖 3.1 數字孿生流域建設框架3.1.1 構建數字孿生平臺基于水利信息基礎設施,利用三維仿真技術,對江河湖泊、水利工程、水利治理管理對象、影響區域等物理流域進行數字映射,利用模型平臺和知識平臺實現智慧模擬、仿真推演,支撐“2+N”水利業務應用。3.1.1.1完善數據底板數據底板是智慧水利的“算據”,是在全國水利一張圖的基礎上,通過完善時空多尺度數據映射,擴展三維展示、數據22融合、分析計算、
42、動態場景等功能,形成基礎數據統一、監測數據匯集、二三維一體化、跨層級、跨業務的數據底板。1.構建數據資源池。包括基礎數據、監測數據、業務管理數據、跨行業共享數據、地理空間數據?;A數據包括河流(河道、水流)、湖泊、水庫、堤防、水文地質、蓄滯洪區等水系和水利工程的二維、三維數據;監測數據包括水情、雨情、工情、水質、泥沙、災情、地下水位、取用水、墑情、水利工程安全運行監測數據、視頻、網絡輿情等;業務管理數據包括“2+N”水利業務應用運行中產生的數據;跨行業共享數據包括需從工業和信息化部、自然資源部、生態環境部、住房城鄉建設部、農業農村部、國家統計局、中國氣象局等相關部門共享的數據;地理空間數據包括
43、行政區劃、地形地貌、土地覆蓋、遙感影像等。根據流域防洪、水資源管理與調配、河湖管理、水土保持等業務對空間數據的需要,不同區域采用不同精度和類型的數據構建三級數據底板。L1 級數據底板覆蓋全國,包括高分衛星遙感影像、全國水利一張圖矢量、30m 數字高程模型(DEM,Digital Elevation Model)數據、水文地質分區,補充局部區域測圖衛星 DEM 數據等,主要是進行數字孿生流域中低精度面上建模;L2 級數據底板覆蓋重點流域和重點區域,包括無人機遙感影像數字正射影像圖(DOM,Digital Orthophoto Map)數據、河湖管理范圍矢量、水土保持重點對象精細化數據、大江23大
44、河及主要支流中下游無人機傾斜攝影數據、大江大河中下游水下地形、測圖衛星 DEM 數據,主要是進行數字孿生流域重點區域精細建模;L3 級數據底板覆蓋重點水利工程,包括水利工程設計圖和工程區域的無人機傾斜攝影、建筑設施及機電設備的 BIM 數據、工程區域的水下地形數據,主要是進行數字孿生流域關鍵局部實體場景建模。各流域數據底板建設內容如下:(1)長江流域建設長江流域 L2 級數據底板,包括 22 個防洪影響區、9個重點河段等區域及 9 個重要水利工程,見表 3.1。表 3.1 長江流域 L2 級數據底板名錄攀枝花、宜賓、瀘州、重慶、沙市、城陵磯、漢口、湖口等 22 個防洪影響區及水土流失嚴重地區、
45、坡耕地與巖溶石漠化集中分布區攀枝花、宜賓、瀘州、重慶、沙市、城陵磯、漢口、湖口、東荊河 9 個重點河段三峽水庫,澧水江埡、皂市水庫,丹江口庫區陶岔和清泉溝、荊江分洪閘、杜家臺分洪閘、黃陵磯閘、錢糧湖蓄滯洪區分洪閘、洪湖東分塊套口進洪閘等(2)黃河流域建設黃河流域 L2 級數據底板,包括 1 個滯洪區、4 個重點河段等區域及 21 個重要水利工程,見表 3.2。24表 3.2 黃河流域 L2 級數據底板名錄東平湖泄洪區以及水土流失嚴重地區與黃土高原侵蝕溝道集中分布區蘭州河段(城市段)、黃河下游河段、伊洛河下游(含夾灘)、沁河五龍口以下(含沁南、沁北)龍羊峽、劉家峽、三門峽、小浪底、萬家寨等水庫,
46、三義寨引黃閘、共產主義閘、東平湖閘群等水閘以及重要淤地壩(3)淮河流域建設淮河流域 L2 級數據底板,包括 22 個防洪影響區、28個重點河段等區域及 44 個重要水利工程,見表 3.3。表 3.3 淮河流域 L2 級數據底板名錄城西湖蓄洪區、蒙洼蓄洪區、南潤段蓄洪區、邱家湖蓄洪區、姜塘湖行洪區、花園湖行洪區以及水土流失嚴重地區等白露河重點河段、淠河重點河段、渦河重點河段、池河重點河段、入江水道重點河段等王家壩閘(蒙洼蓄滯洪區)閘壩工程、嶂山閘、臨淮崗洪水控制工程、板橋水庫、薄山水庫、南四湖二級壩工程等(4)海河流域建設海河流域 L2 級數據底板,包括 28 個蓄滯洪區、53個超標洪水保護區、
47、20 個重要河段等區域及 104 個重要水利工程,見表 3.4。25表 3.4 海河流域 L2 級數據底板名錄盛莊洼蓄滯洪區、大黃堡洼蓄滯洪區、三角淀蓄滯洪區、賈口洼蓄滯洪區、白洋淀蓄滯洪區以及水土流失嚴重地區等潘家口水庫至河口、桃林口水庫至河口、沙河閘至土門樓、密云水庫至黃白橋、白洋淀至河口等密云水庫、懷柔水庫、于橋水庫、引灤樞紐引灤入津水閘、北關樞紐北關攔河閘、岳城水庫等(5)珠江流域建設珠江流域 L2 級數據底板,包括 13 個防洪影響區、5個重點等重點區域及 8 個重要水利工程,見表 3.5。表 3.5 珠江流域 L2 級數據底板名錄潖江淹沒區 DEM、潖江淹沒區場景以及水土流失嚴重地
48、區、崩崗與巖溶石漠化集中分布區等潯江堤防兩岸場景、潖江蓄滯洪區堤防兩岸場景、賀江中下游堤防兩岸場景等大藤峽、百色、龍灘、飛來峽、天生橋級、巖灘、長洲、西津等(6)松遼流域建設松遼流域 L2 級數據底板,包括 17 個防洪影響區、3個重點河段等區域及 6 個重要水利工程,見表 3.6。26表 3.6 松遼流域 L2 級數據底板名錄胖頭泡蓄滯洪區、月亮泡蓄滯洪區以及水土流失嚴重地區與東北黑土侵蝕溝道集中分布區等尼爾基水庫以下至三岔河口、豐滿水庫以下至三岔河口、三岔河口至哈爾濱以上等尼爾基水庫、察爾森水庫、月亮泡蓄滯洪區漢書閘、胖頭泡蓄滯洪區老龍口分洪閘等(7)太湖流域建設太湖流域 L2 級數據底板
49、,包括太湖水域、環湖大堤、4 個重點河段等區域及 62 個重要水利工程,見表 3.7。表 3.7 太湖流域 L2 級數據底板名錄太湖水域、環湖大堤等以及水土流失嚴重地區望虞河沿線、大運河沿線等太浦閘、望亭樞紐等直管工程 62 座太湖流域水旱災害防御重點關注地區沿線主要水閘、泵站、口門、船閘等建設多維多時空尺度數據模型。包括水利數據模型、水利網絡模型、水利工程 BIM 模型。完善水利數據模型,面向水利業務多目標、多層次的復雜需求,基于框架穩定、擴展有序、語義統一的水利對象分類體系,通過完整描述水利對象的空間、屬性、關系、時態等信息,構建空間特征、業務特征和關系特征一體化組織的水利數據模型,形成描
50、述水利信息全貌的27模型體系,為水信息統一管理奠定基礎;建設水利網格模型,根據行政區劃、自然流域和數值計算等需求,建設網格化管理模型,形成一套多元化、精細化、個性化的水利網格化體系,實現流域防洪、水資源管理與調配、水利工程運行管理等水利網格化感知聯動,評估評價區域內感知終端分布和空間密度的合理性、感知終端監測要素配置的科學性;構建水利工程 BIM模型,融合水利工程 GIS 及重要建筑設施、機電設備 BIM,形成 BIM+GIS 的無縫對接和一體化展示。2.構建涵蓋業務數據、視頻數據、遙感數據等數據管理的平臺化能力,為數字孿生流域提供數據支撐。建設業務數據匯集平臺。建立覆蓋全國各層級和主要業務的
51、業務數據匯集平臺,對各類結構化與非結構化數據、實時與歷史業務數據進行匯集,實現水利業務數據資源匯集調度的統一管控,滿足匯集全國范圍重要業務數據的需求。建設視頻級聯集控平臺。構建水利部本級、流域管理機構和省級級聯集控平臺,實現全國水利視頻聯網,并與現有水利視頻會議系統互聯互通支持多級應用。各級級聯集控平臺接入本流域管理機構和省級所轄現有視頻系統,或接入中央直管大型水庫、引調水工程、大型水利樞紐視頻系統;同時根據“先共享、后建設”的原則,推進接入共享公安、交通等部門視頻,對于重點區域或重點工程視頻監視能力不足的,進行補充建設。通過視頻級聯集控平臺實現對重點目標的智能信息提取與28告警以及對突發涉水
52、事件或重點關注對象的在線視頻查看。建設遙感接收處理服務平臺。水利部本級統一接收處理衛星遙感影像數據,為各級水利業務部門提供數據級和產品級服務。各流域管理機構、省級水行政主管部門和重點水利工程單位可根據業務需求,建設遙感數據應用系統平臺,并根據實際需求開展數據的加工和應用。3.對數據匯集后的多源數據進行統一、規范管理,依據水利數據對象標準,梳理數據對象間的邏輯關系,提升數據的規范性、可用性,避免數據冗余、重復和不一致。建設水利數據標準。滿足統一數據 口徑、標明數據方位、分析數據關系、管理模型變更的訴求,支撐水利數據建設和數據資產高效管理。以元數據為驅動,構建完整的數據管理和數據服務體系。建立數據
53、血緣關系。全面反映數據的來源、數據處理過程、數據服務情況。通過血緣關系可視化,清晰展示數據來源節點和轉換過程,快速定位數據問題,分析異常數據產生原因。建設數據質量評價體系。對數據采集、存儲、應用全生命周期中各類數據質量問題進行分析,包括關鍵數據識別、度量方案規則設計、數據質量度量、數據質量度量報告發布。針對數據質量度量結果,充分利用數據責任機制,推動數據責任單位進行改善,逐步形成各級聯動的數據質量改進方式。建設數據開發管理。構建標簽庫,實現基于標簽的組裝,29快速形成檢索與分析結論。構建數據分析模塊,實現基于該平臺訪問所有數據并進行可視化分析。構建應用環境和組件,滿足自主打造個性化數據產品的需
54、求。構建大數據關聯分析,實現智能推薦、態勢分析、預測決策。建設數據安全管理?;跀祿Y源目錄開展數據分級、標識,對數據分級標注,制定數據分級管理規定,對數據存儲、訪問、備份、廢棄等進行管理。4.基于國家共享交換平臺,擴展與優化數據交換鏈路,遵循相關共享標準與規范,實現水利基礎數據、監測數據、業務管理數據、地理空間數據等在水利部本級、流域管理機構和省級水行政主管部門的上報、下發與同步,實現水利部與其他部委之間跨網絡、跨行業、跨層級的數據共享。完善地圖服務(全國水利一張圖)。完善全文檢索、知識發現、三維展示、數據融合、動態場景等功能,持續升級水利一張圖,提升性能和用戶體驗,為水利業務提供權威、現勢
55、、安全的水利一張圖服務。打造移動和公眾版一張圖,集成視頻、語音等不同通信方式,實現多種資源互通,為水利態勢研判、會商等提供決策支撐。完善數據資源目錄服務?;诂F有數據資源目錄,按照數據類別、層次和關系,根據各級水利業務和綜合決策需要,形成數據共建、共享、共用的索引,為水利部本級、流域管理機構和省級水行政主管部門提供統一的目錄服務。30完善數據共享服務。通過明確數據資產主體責任、授權授時和更新機制等,實現統一訪問、數據查詢、數據訂閱、可視化報表、多維分析、數據挖掘等服務,滿足實時數據服務、批量數據共享服務等需求。完善數據管控服務?;诮y一可視化管控,利用資產評估模型,制定數據質量控制、維護和更新
56、制度,建設一站式服務閉環體系,實現數據資產管控的自動化和智能化,構建追蹤數據應用的全鏈路能力。3.1.1.2構建模型平臺模型平臺是智慧水利的“算法”,通過建成標準統一、接口規范、分布部署、快速組裝、敏捷復用的模型平臺,在數字空間對水利治理管理活動進行智慧化模擬,為數字孿生流域提供模擬仿真功能。主要包括水利專業模型、智能模型、可視化模型和仿真引擎。1.水利專業模型為模擬仿真提供其運行所需遵循的基本規律,主要完善并集成水文模型、水力學模型、泥沙動力學模型、水資源模型、水環境模型、水土保持模型、水利工程安全模型等。水文模型主要包括降雨預報、洪水預報、冰凌預報等;水力學模型主要包括洪水演進、河 口演變
57、、工程聯合調度、流域降水徑流模型等;泥沙動力學模型包括坡面產流產沙、溝坡區重力侵蝕、溝道水沙演進等;水資源模型主要包括水資源量分31析評價、水資源調配模擬、水資源承載力評價、區域與行業節水潛力評估、用水效率評價、地下水水量數值模擬、地下水超采分析評價、水資源管理調度模擬等;水環境模型主要包括污染物輸移擴散、水土保持、水生態模擬等;水土保持模型包括土壤侵蝕預報、淤地壩洪水預報等;水利工程安全模型主要包括建筑物安全評價和引水、蓄水、輸水方式安全。水利模型庫中模型可以獨立使用,也可以利用水利模型庫裝配能力,實現自主可控、靈活組裝生成新模型。2.智能模型是通過訓練學習算法,建立一套能夠利用計算機智能分
58、析和理解音頻、遙感和視頻的模型庫,為應用層提供能夠在大規模場景下替代人類進行監聽和監視的音視頻內容,并提取感興趣信息進行結構化分析,實現對靜態和動態場景的智能處理,提取和分析水利目標相關的特征信息和動態目標行為事件,并對各類感興趣信息進行檢索、處理和診斷等。水利智能模型主要包括遙感識別、視頻識別、語音識別。其中,遙感識別模型包括河湖“四亂”、生產建設項目擾動、地表水體、土壤墑情、岸線變化、生態補水、下墊面信息、農業灌溉取用水等;視頻識別模型包括水尺水位、閘門啟閉、采砂船、安全帽、漂浮物、垃圾堆、人員入侵、水體顏色、工程運行狀態等;語音識別模型包括公眾查詢、舉報投訴、意見反饋等。3.可視化模型為
59、模擬仿真提供實時渲染和可視化呈現,主要32基于業務過程和決策支撐的仿真模擬需求,利用成熟商業建模工具,建設自然背景、流場動態、水利工程、水利機電設備、“四預”過程 5 大類可視化模型,實現水利業務運行環境的快速搭建和無代碼配置。其中,自然背景包括河流、湖泊、侵蝕溝、地下湖、地下河、植被、建筑、道路等;流場動態包括水流、泥沙運動、潮汐、臺風等;水利工程包括水庫、水閘、堤防、水電站、泵站、灌區、引調水、淤地壩、坡耕地等;水利機電設備包括水泵、水閘等。4.模擬仿真引擎驅動水利虛擬對象系統化運轉,實現數字孿生流域與物理流域實時同步仿真運行。主要是利用整合、擴展、定制和集成等方式,建設模型管理、場景配置
60、、模擬仿真等功能,驅動各類模型協同高效運算。開發模型管理功能。通過構建模型開發、模型注冊、模型發布、模型共享、模型運營等功能,實現水利專業模型和智能算法的管理。開發場景配置功能。以二三維數據底板為基礎,以物聯感知數據為驅動,以虛擬現實(VR,Virtual Reality)、增強現實(AR,Augmented Reality)和混合現實(MR,Mixed Reality)為支撐,構建業務展示內容自定義編排及自由組態的功能,解決業務設計工具和可視化開發工具鏈之間的斷裂問題,實現水利場景可視化的快速配置,提升開發效率。開發仿真設計功能。結合數字孿生流域動態和靜態數據,33構建碰撞檢測、物理驅動、實
61、時渲染、動態視覺特效、空間計算等功能,精準、快速計算仿真模型結果,實現仿真模擬,支撐大中小多屏聯動。3.1.1.3建設知識平臺利用機器學習等技術感知水利對象和認知水利規律,為數字孿生流域提供智能內核,支撐事件正向智能推理和反向溯因分析,滿足數據分析、專業模型、機器視覺、學習算法等不同應用場景需求,支撐新一代水利業務應用的創新,主要包括水利知識、水利知識引擎。1.通過對水利知識進行提取組織和挖掘處理,構建持續迭代的水利知識工程體系,為決策分析場景提供知識依據。水利知識主要包括預報調度方案、知識圖譜、業務規則、歷史場景、專家經驗等。建設預報調度方案庫。根據物理流域特點、水利工程設計參數、影響區域范
62、圍等,結合氣象預報、水文監測、工程安全監測等信息,通過對歷史典型洪水預報、水資源調度預案的信息自動化、文本化和知識化處理,結合預案關鍵信息檢索與索引,構建迭代式預報調度庫,主要建設內容包括方案標準化、調度規則管理、調度流程創建等。建設知識圖譜庫。利用圖譜分析和展示水利數據與業務的整體知識架構,描述真實世界中的江河水系、水利工程和人類34活動等實體、概念及其關系,實現水利業務知識融合。通過對水利行業的相關知識進行結構化分類,構建與用戶業務職能、具體執行任務、主題場景強關聯的知識,便于領域知識的快速檢索和定位。主要建設內容包括水利知識表示、水利知識抽取、水利知識融合、水利知識推理以及水利知識存儲。
63、建設業務規則庫。通過將業務文檔內容結構化處理,形成一系列可組合應用的結構化規則集,結合關鍵規則信息實現規則系統化、可視化、套件化管理。規則套件化是將承載的規則,通過不同類型信息流或者業務流進行歸類并形成套件,以支撐新業務場景的規則適配,應對不斷變化的規則需求,規范和約束水利業務管理行為。業務規則庫主要建設內容包括業務法律法規、規章制度、技術標準、管理辦法、規范規程等規則抽取、規則表示、規則管理等。建設歷史場景模式庫。通過對歷史場景發生的關鍵過程及主要應對措施進行復盤,基于場景目標確定主題,挖掘提取歷史過程相似性形成的歷史事件典型時空屬性及專題的特征指標組合,通過推演分析不同場景下的演變場景,為
64、同類事件的精準決策提供知識化依據。歷史場景模式庫建設主要包括調度執行方案數字化和暴雨洪水特征挖掘等。建設專家經驗庫?;趯<医涷灈Q策的歷史過程,利用“教學相長”模式,通過文字、公式、圖形圖像等形式固化專家經驗,結合 AI 算法,形成專家經驗主導下的融合元認知知識,實現經驗的有效復用和持續積累,促進個人經驗普及化、隱性35經驗顯性化,專家經驗驅動的模式學習與探索為一鍵全自動診斷分析、復雜情境下的決策提供專家經驗支撐。專家經驗庫建設主要包括重點流域歷史場景預報調度經驗挖掘、過程再現、經驗驗證、經驗修正等。2.建設具有水利知識表示、水利知識抽取、水利知識融合、水利知識推理、水利知識存儲功能的水利知識
65、引擎?;跇I務專家提供的領域知識與經驗,利用人機協同的方式構建水利領域基礎本體和業務本體,實現陳述性和過程性知識表示;采用遷移學習和監督學習等方法,結合場景配置需求和數據供給條件,構建實體關系屬性三元組知識,對水利領域實體類別及相互關系、領域活動和規律進行全方位描述,完成水利知識抽取過程;采用語義融合與結構融合算法,針對多源知識的同一性與異構性,構建實體連接、屬性映射、關系映射等融合能力,高效準確地實現不同知識的融合;從已知事實出發,運用已掌握的知識,通過監督學習、無監督學習和強化學習等算法,構建水利推理性知識;采用圖計算引擎管理和驅動水利知識,實現超大規模數據存儲,對外提供高性能的原生查詢接
66、口,無縫對接上層業務應用。3.1.2 完善水利信息基礎設施按照“整合已建、統籌在建、規范新建”要求統籌規劃,強化資源整合,促進集約化利用,建設水利信息基礎設施體系,36為水利業務應用提供完善的基礎支撐環境。3.1.2.1構建天空地一體化水利感知網圍繞數字孿生流域建設需求,利用傳感、定位、視頻、遙感等技術,擴大江河湖泊水系、水利工程設施、水利管理活動等監測范圍,補充完善監測要素和內容,實現感知物聯化。1.加強水文基礎設施建設。構建現代化國家水文站網,站網基本覆蓋有監測需求 的大江大河及其支流、流域面積2003000km2的中小河流重點洪水易發區,全國跨省江河水量分配省界斷面和生態流量重要控制斷面
67、;實現全國主要平原區以縣級行政區域為單元的地下水監測全覆蓋;加強國際河流水文監測信息的共享利用。加強遙感技術和地面水文監測技術結合應用,開展流域及區域大范圍旱情監測,初步建立天空地一體化水文監測體系。大力推動流量、泥沙等水文要素的自動化監測。加強水土保持監測站點優化布局。加強全國水土流失動態監測及專項調查,實施國家水土保持監測站點優化布局工程,對已有監測站點進行設施設備完善及升級改造,對新建監測站點進行設施設備配置,建成覆蓋全國水土保持區劃的水土保持監測站點,完善全國水土保持監測站網,構建自動化、信息化和智能化的水土流失狀況監測體系,支撐水土流失科學精準防治、全面高效監管。37中小型水庫水文監
68、測預警設施建設。針對水文監測匱乏的中小型水庫和鄉鎮級以上水源地,建設降雨、水位、流量等水文監測預警設施,對中型水庫和小型水庫水文監測預警設施進行升級改造。2.全面提升水利核心業務管理活動中的重要事件、行為和現象的遙感監測、定點監測、移動監測和應急監測,以及智能化信息處理、解析等動態感知能力,滿足水利業務對數據和信息在空間尺度、時間頻次等方面的不同需求。利用 AI 技術,實現對航天、航空、定點視頻、移動視頻等遙感影像和視頻自動解譯,及時獲取較大尺度范圍或人員難以到達地區的洪水災情、工程險情、堰塞湖險情、應急搶險等動態信息;及時獲取決口、漫壩、崩岸、決堤、滑坡、管涌等險情信息。對重點水庫、水電站生
69、態流量下泄情況開展視頻監測。擴大江河和引調水工程取水 口、分水口的在線監測范圍,獲取河湖行政區斷面、取水、排水等信息。實現對 477 條重點河湖生態流量、95 條跨省重要江河、370 條省跨地市江河水量分配、地表水年許可水量 50 萬 m3以上、地下水年許可水量 5萬 m3以上的重點取水單位監測計量數據的匯集、分析和管理;基本建成涵蓋跨省江河流域分水、非農和大中型灌區渠首取水、規模以上單位和企業取用水、重點河湖生態流量等水資源智能化在線監測計量體系,在線監測率達到 95%。強化取水單位取水許可信息公開,利用“互聯網+”方式整合企業取用水38信息。在重點河段建設視頻點,監視非法采砂等“四亂”現象
70、,利用高分辨率遙感影像實現生產建設項目水土保持全覆蓋動態監管,實施萬人以上農村供水工程水量水質在線監測,利用移動應用程序(APP,Application)和便攜監測檢測設備快速獲取督查現場及督查對象信息,支撐水利綜合監管。3.加強遙感監測手段應用。通過共享獲取多行業的衛星遙感監測數據,推動 AI 等新技術新手段應用,通過遙感技術監測水生態變化與灌溉面積變化,實現河湖“四亂”、取水口、生產建設項目、地表水體、土壤墑情、堰塞湖、農業灌溉取用水等水利要素的動態監測預警和水利專題產品的業務化應用。加強高清視頻監視應用。通過視頻監視提升感知對象實時狀況的動態監測,實現江河湖泊的水情、非法取用水、非法采砂
71、、非法侵占岸線,山洪及滑坡易發區域情況,水利工程調度運行狀況、水工建筑物安全狀況等的動態監測。通過圖像智能分析,實現河道采砂、漂浮物、水位、河岸垃圾、工程運行狀態、污染物等智能監視和自動預警。加強無人機、遙控船、機器人等新型監測手段應用。根據實際需要,增加補充無人機、遙控船、機器人等監測手段,實現對江河湖泊、水利工程、水資源開發利用、治理管理活動的動態感知;提升水文應急監測能力,實現突發事件情況下的水文監測動態跟蹤與實時處置。39加強感知終端的智能升級。加強各種智能傳感設備、控制執行設備和精準計量設備的升級與應用,實現感知終端向高可靠、模塊化、微型化、低功耗、少維護、易校準的標準升級,提高感知
72、終端設備自動化、智能化水平。加強新一代物聯通信技術應用。加強窄帶物聯網(NB-IoT,Narrow Band Internet ofThings)、5G 等新一代物聯通信技術的應用,構建大容量、高覆蓋、低功耗、低成本、自適應、高速率、自愈合的物聯通信網絡,利用有線、無線等不同的通信組網方式,提升復雜條件下感知終端接入水利感知網的能力。3.1.2.2推進國家水網智能化改造聚焦水利基礎設施安全可靠和高效運行,推進傳統水利工程向新型水利基礎設施轉型,加快已建水利工程智能化改造,推進數字孿生工程建設,不斷提升國家水網工程智能化,全面提高國家水網智慧化調度、控制與安全保障水平。1.加快已建水利工程智能化
73、改造。在選取小浪底、南水北調中線、大藤峽等已建在建重要水利工程進行試點的基礎上,對已建水利工程特別是防洪減災工程、引調水工程、水利樞紐和水源工程、灌區工程、農村供水工程等重要水利工程,結合新型基礎設施建設,推進物聯網應用和智能化改造,為水利工程安全高效運行提供有力保障。推進水利工程智能化建設。推進 BIM 在水利工程全生命周40期管理運用,新建骨干項目一律按照智能化要求同步進行規劃建設管理,面向土建工程、水體、設備設施等對象,利用物聯網、5G、北斗、遙感等先進技術提升信息監測能力,實現對各類水位流量監測設備、氣象水文監測設備、水質環保監測設備、壓力結構監測設備、視頻傳感監測設備等監測信息的統一
74、采集,同步交付實體工程和數字孿生工程,為實現“四預”功能提供實時信息支持。大中小型水庫、險工險段堤防、重點水閘、骨干淤地壩等水利工程安全及運行監測設施建設。優先加強水庫的安全運行監測,補充建設中小型水庫監測預警設施,補充水庫異動、形變、沉降、裂縫、滲漏等險情監測站點,針對大型和重點中型水庫,實現大壩表面和內部安全監測、水情自動監測、閘門和溢洪道視頻監測;針對一般中型和重點小型水庫,實現大壩安全表觀監測、水情自動監測和大壩視頻監測;針對其他小型水庫,實現水情自動監測、大壩視頻監測和大壩形變衛星遙感周期性監測。加強對水閘的安全運行監測,針對平原和沿海區域大型水閘,實現安全監測、自動控制、運行監測和
75、視頻監測,針對一般大型和中型水閘,實現運行監測和視頻監測,針對其他水閘實現人工巡視監測。加強對堤防的安全運行監測,針對大江大河一級堤防及險工險段所在二級以上堤防,實現穿堤建筑物視頻監測、險工險段滲流滲壓監測及視頻監測;針對重點防洪城市城區防洪堤,共享城市視頻信息;針對三級以上其他堤防,實現人工巡視和汛期巡堤;針對骨干淤地壩,實現實時41視頻監測,輔以人工巡視和汛期巡壩,全面提升安全運行和預警預報水平。2.建設水利工控網現地控制網絡。在大型及重要中型水利工程和具備條件的其他水利工程現場建設工控網,使水利工程控制從“現地自動化”邁向“全域智能化”,構建基于 IPv6 的水利工程智能化網絡。工控網和
76、業務網物理隔離,確保安全。建設水利工控網集控中心網絡。根據業務需要在水利工程管理單位建設水利工控網集控中心網絡,與現地工控網絡互聯,實現對網內水利工程的集中控制。根據需要可在水利工程管理上級單位建設水利工控網集控中心網絡,與水利工程管理單位集控中心網絡互聯,原則上不直接連接現地工控網,只用于監視,如果需要也可實現對網內水利工程進行遠程控制。3.1.2.3建設常規應急兼備水利通信設施以衛星通信應用為重點,依托國家公用通信網絡,優化水利通信專網,加快北斗衛星導航系統行業應用平臺建設,推廣北斗短報文應用,實行在線監測站點備份衛星通信和儲能電源“雙備份”,探索 5G、低軌衛星通信應用,全面提升水利基層
77、單位和監測站點應急通信能力。1.建設北斗三號水利短報文分理服務平臺,為水利行業提供統一的北斗短報文卡注冊登記、數據接收轉發和通信安全管理42服務,基于平臺構建覆蓋全行業的北斗短報文應急通信網。實施北斗水利綜合應用示范項目建設,利用北斗高精度位置服務和短報文通信功能,在病險水庫和山洪災害監測預警、特高壩形變和高邊坡位移監測、水利工程精準施工和安全運行管理等方面開展創新應用。根據“十四五”北斗導航產業發展規劃,開展基于北斗的數字流域及水安全綜合監測預警和創新應用工程建設,利用北斗高精度定位、北斗短報文結合物聯網、AI、大數據等技術,解決信息采集不足和模型準確性不高等問題,提升地方水情預報、智能調度
78、和涉水事務管理能力。2.延長并擴大水利衛星轉發器使用年限與帶寬,開展低軌通信衛星系統在偏遠水文站應用試點,提高水利應急通信保障水平。3.無光纖骨干的區域,采用 4G/5G、微波等技術,推進水利工程無線寬帶通信系統建設,實現覆蓋范圍內重要臨水控導監測點的信息上報,有效解決基層單位工程信息傳輸問題,滿足基層單位防汛信息采集、工程運行管理等對信息傳輸的需求。有條件采用光纖覆蓋的區域,建設新一代光纖傳輸網。3.1.2.4完善泛在互聯水利業務網采用依托國家電子政務網絡、租賃公共網絡、利用衛星通信等方式,全面應用基于 IPv6 的新一代 5G、微波、衛星通信43等技術,廣泛應用軟件定義網絡(SDN,Sof
79、tware DefinedNetwork)優化網絡結構,升級改造網絡核心設備,增強資源動態調配能力,構建覆蓋水利部本級、流域管理機構、?。ㄗ灾螀^、直轄市)、市、縣以及各類水利工程管理單位、相關涉水單位全面互聯互通的水利業務網。1.擴展互聯互通范圍。依托現有水利業務網和國家電子政務外網,進一步完善業務網絡,實現水利部本級、流域管理機構及省、市、縣等各級水行政主管部門與相關單位的全面互聯。全面提升互聯帶寬。水利業務網骨干網帶寬到 500Mbps以上、流域省區網帶寬到200Mbps 以上、地區網帶寬到100Mbps以上,滿足監視視頻、會議視頻、遙感影像等各類信息在節點間的及時、高效地傳輸、交換,保障
80、水利業務應用帶寬新需求。2.完善城域網。各級水行政主管部門運用網絡新技術建設完善城域網,為同城區域水利單位提供高速、可靠的網絡互聯。完善部門網。省級以上水行政主管部門、大型水利工程管理單位建設完善本單位網絡,優化功能分區、逐漸提高接入層和核心層網絡帶寬,更好地滿足業務應用需求。完善互聯網。各級水行政主管部門擴大互聯網連接帶寬,實現與社會公眾、企業的信息交互與服務。整合共享互聯網接入,縮減互聯網接入端口數量。3.44水利信息網建設要充分考慮面向下一代網絡和擴容需求,全面支持 5G 和 IPv6 新一代無線和有線技術,應用 SDN 等網絡新技術,優化網絡結構、增強資源動態調配能力。在實現互聯互通的
81、基礎上,按照業務和用戶需求,對網絡流量進行自適應引導和質量保證,并且對路由形成冗余保護,提高業務靈活調度能力,改善用戶體驗感受。3.1.2.5建設多算力融合水利云按照“集約高效、共享開放,安全可靠、按需服務”的原則,建設公有云和專有云有機統一的水利云,形成邏輯一致、服務統一、物理分散的基礎設施資源格局,為智慧水利提供“算力”。1.建設完善水利部一級水利云。具有不少于 2500 個計算節點和 500PB 存儲能力,實現計算、存儲資源按需彈性分配和軟件定義網絡,提供云主機、云存儲、云網絡、云安全服務、容器服務,提供大數據處理、微服務支撐,滿足水利業務應用基礎資源按需定制、統籌調度和彈性服務的要求。
82、根據需要,流域管理機構可建設一級水利云分節點。構建遙感子云。側重于海量遙感影像的存儲與處理,基于圖形處理器(GPU,Graphics Processing Unit)計算資源,利用AI 等技術對遙感影像進行加工處理或信息提取,實現信息提取模型訓練和過程推理。遙感影像服從于統一管理和調度,面向45水利部本級和流域管理機構提供不同權限遙感影像的獲取、預處理、產品生產和服務。構建視頻子云。視頻子云按照分級集控方式,構建由端邊云組成的視頻智能識別能力。利用 AI、邊緣計算等技術對視頻中有效信息自動提取,并上傳至云平臺。視頻子云主要滿足全國汛情旱情監視、水資源開發利用管理、水利工程建設和運行管理、河湖管
83、理等業務需求。2.構建省級二級水利云。省級水行政主管部門結合實際,充分利用內外資源,構建省級水利云分中心,共同構成二級水利云。各省級水利云分中心應能夠通過網絡與一級云以及其他省級水利云分中心互聯互通,實現數據高效交換和業務協同。構建視頻子云。用于處理本區域所轄的視頻數據,其建設原則與一級水利云視頻子云相同。關鍵信息基礎設施運行管理單位可按業務需要自建或租賃云構建視頻子云分中心,要求與二級水利云分中心相同。3.租用公有云作為基礎設施,部署水利業務中的公共服務類互聯網應用以及數據敏感度較低的業務應用。4.水利部建立同城、異地災備中心,其中同城災備中心實現水利部關鍵業務應用雙活,同時為流域管理機構提
84、供異地數據備份,異地災備中心實現水利部重要業務數據容災和關鍵業務46應用容災。省級節點充分依托地方政務云,實現同城和(或)異地災備。5.在水利部現有通用計算設施基礎上,補充完善高性能軟硬件設施,滿足臨近和短期區域模型、中小河流洪水預報預警所需的高性能計算、存儲等需求。6.AI在水利部現有通用計算設施基礎上,補充完善 AI 算力基礎設施。利用 AI 設備、算法使能庫和 AI 計算框架,實現遙感、視頻等 AI 應用場景的模型訓練和過程推理。3.1.2.6搭建集約高效基礎環境充分整合利用已有基礎設施資源,進一步優化完善水利會商中心和視頻會議系統,開展設備設施升級換代,搭建集約、高效的基礎環境。1.在
85、省級以上水行政主管部門、關鍵信息基礎設施運行管理單位建設集水工程聯合調度、水資源統籌調配、水行政綜合監管于一體的水利綜合會商調度中心,主要內容包括大屏幕顯示、音響、調度通信、集中控制等,并可實現與基于 5G 的視頻、視頻會議等集成。2.在水利部建設水利視頻會議云平臺,各流域管理機構和省47級水行政主管部門建設視頻會議云平臺分節點,為各類業務應用提供云視頻資源調度能力,支持視頻終端(固定、無人機)、桌面端、手機等接入,實現視頻會議會商。升級改造縣級以上水行政主管部門、大型及重要中型水利工程管理單位視頻會議終端設備,提高水利視頻會議質量。利用一體化視頻會議終端,延伸視頻會議系統至鄉鎮級水利部門、小
86、型水利工程管理單位等,實現雙向視頻會議。3.依托信息技術創新發展,對各級水利部門信息化辦公設備設施、應急通信設施、水利監管設施設備等進行國產化升級換代,提升信息化技術裝備和安全可靠水平。3.2 構建“2+N”水利智能業務應用體系“2+N”水利智能業務應用體系的“2”是指流域防洪、水資源管理與調配,“N”是指水利工程建設和運行管理、河湖長制及河湖管理、水土保持、農村水利水電、節水管理與服務、南水北調工程運行和監管、水行政執法、水利監督、水文管理、水利行政、水利公共服務等。根據水利高質量發展的要求,在重點業務、重點區域率先實現“四預”功能,推動業務應用全面覆蓋水利工作。水利智能業務應用體系建設框架
87、如圖 3.2。48圖 3.2 水利智能業務應用體系建設框架3.2.1 流域防洪應用以流域為單元,在國家防汛抗旱指揮系統的基礎上,構建覆蓋全國主要江河流域的數字化映射,主要包含構建洪水防御數字化場景、建設洪水防御應用、建設旱情防御應用等任務。1.在數據底板的遙感影像、DEM、經濟社會等數據基礎上,按照洪水“產流匯流演進”流程,以流域為單元,對水庫、河道、堤防、分蓄滯洪區、淤地壩等防洪工程進行精細化建模,完成物理空間與數字空間的映射,通過仿真模擬等可視化技術,構建洪水防御應用場景,實現物理防洪工程在數字化場景里的全要素、全過程、實時動態展示,支撐河道泄洪、水庫調蓄、分蓄洪區的分洪和蓄洪、淤地壩防洪
88、等水利業務,支撐防49洪會商、防汛調度指揮等業務應用。2.洪水防御分析與決策模型?;谒P推脚_,開發流域洪水防御的短中長期降雨洪水耦合預報模型、集中式和分布式洪水預報模型、一維二維水力學模型、城市雨洪模型、淤地壩洪水預報模型、中長期洪旱趨勢預測模型、中長期徑流預測模型、旱情綜合評估分析模型、防洪調度模型、風險分析預警模型、災害損失評估模型、模擬仿真模型、智能分析決策模型等,支撐防洪“四預”功能業務應用。防汛知識庫。在水利業務知識平臺上,構建滿足防汛業務活動規律和特性關系的知識圖譜;構建防汛相關業務法律法規、規章制度、技術標準、管理辦法等業務規則庫,實現規則抽取、規則表示和規則管理;構建防汛
89、歷史場景庫,完成重點流域典型歷史洪水過程數據收集、調度執行方案數字化、暴雨洪水特征挖掘等。防汛“四預”功能業務平臺。在預報方面,開發耦合洪水預報的短期數值降水預報區域模式、契合水利特點的高分辨率中短期數值降水集合預報、中長期降水統計預測模型、中長期數值降水預測模式等,實現不同時空分辨率、不同預見期的降水預報產品與洪水預報無縫銜接,提高洪水預報精度,延長洪水預見期。在預報預警方面,基于數字孿生流域高精度下墊面和高性能計算,開發分布式洪水預報預警功能,利用大數據挖掘、AI 等新技術,分析流域暴雨洪水產匯流規律,挖掘提煉不50同尺度模型參數的時空分布特征,并通過與降雨預報耦合,延長洪水預見期。在預演
90、方面,加強流域洪水演進規律等基礎研究,開發一維二維水力學、洪水淹沒分析、城市防洪等模型;基于數字孿生流域,開發水文水力學耦合引擎,利用可視化模型仿真模擬的數字流場,實現河道洪水一維二維動態演進、蓄滯洪區洪水二維動態運用及城市洪澇動態模擬;在黃河流域實現淤地壩洪水預報;在重點防洪地區實現流域防洪“四預”。水情預警發布。主動適應社會公眾對水情預警精細化服務的需求,組織制定主要江河、中小河流、中小水庫、蓄滯洪區、淤地壩等預警指標,拓寬水情預警信息發布渠道,利用微信、廣播、電視、網站以及廣電部門、通信運營商等,及時向社會公眾發布水情預警信息,精準定位預警發布對象,實現影響范圍內預警信息全覆蓋,解決水情
91、預警“最后一公里”問題。3.旱情信息測報。充分利用衛星遙感、無人機航拍及視頻等監測手段,開發旱情代表站信息采集上報功能,建設降雨、河道來水、水庫蓄水、土壤墑情、地下水、灌區引水、供水水源地等代表站資料收集和歷史典型干旱數據庫;開發移動端旱情采集上報功能,實現多源旱情監測信息動態采集和融合。旱情動態評估。利用氣象、水文、土壤墑情、遙感農情等多源監測信息及旱情評估分析模型、應急水量調度模型,構建旱情動態評估平臺,通過旱情一張圖,匯聚土地利用、土壤類型、灌溉條件、作物類型、物候情況、旱情監測等信息,實現51全國范圍內農作物、林木、牧草、重點湖泊濕地生態評估以及因旱人畜飲水困難的周、旬、月、季尺度的旱
92、情漸進式動態評估,提升全國旱情監測預警、干旱地區水量調度及應急響應能力。旱情分析和預警。根據氣候類型、作物種植等多因素分區域研制旱情預測預報模型,確定各區域旱情適應性指標體系和閾值。制定重要江河湖庫旱限水位(流量),完善水文干旱預警指標體系,制定流域及重要水工程應急水量調度方案。3.2.2 水資源管理與調配應用基于國家水資源管理系統,擴展建設水資源管理與調配數字化場景,依托水文水資源相關模型,細化與完善水資源管理、水資源調度、城市安全供水保障、用水強度評價等應用。1.在數據底板的水位水量監測數據、水下地形基礎數據、水利工程機電設備基本資料的基礎上,根據水利工程實際運行情況,結合水利工程設計圖和
93、無人機傾斜攝影,對重點水利工程及機電設備等物理工程進行 BIM 建模;充分利用已有一維、二維水動力模型等通用模型,補充建設來水預測模型、地下水數值模擬模型、水量調度模型、渠池評價模型、常規/應急水力計算模型、聯合水力調控模型等,通過仿真模擬等可視化技術,實現物理河流、水庫等在數字化場景的真實再現,構建水資源管理與調配應用場景,支撐水資源管理、地下水超采區治理、52水資源調度方案編制、調度方案預演、調度實時監測、調度指令執行、水資源調度評價等業務應用。2.水資源量動態評價。在水資源量動態評價與調整方面,基于水資源的多源在線監測數據,分析不同來水條件下水資源供需平衡的趨勢,針對重要河湖年、月及實時
94、調度預案及調度指令,實現水資源特征值動態調用與調整,為建立水資源剛性約束機制和實現“以水定城、以水定地、以水定人、以水定產”提供基礎依據和分析成果。在降水徑流預報方面,研發相關模型,按長期、中期和短期三種情況,開展降水徑流預報,滿足非汛期水資源調度需要,滿足年度水量分配和調度需要。在流域水資源承載力評價方面,完善評價模型,實現水資源承載力動態評價。水資源監管?;谒谋O測體系及國家水資源管理系統,優化跨省江河流域水量分配控制斷面管理,強化已批復水量分配方案中重點水資源控制斷面監測全覆蓋,提升江河流域水量分配方案、調度計劃和重要調水工程調度計劃落實與監管能力,支撐水資源剛性約束制度實施;完善水資
95、源承載力模型、水資源預警算法等專業模型算法,對重點河湖生態流量水位進行監測和預警。依托國家地下水監測工程和地方現有監測站網,進行北方地區特別是華北平原、三江平原等區域地下水管控指標及地下水超采區范圍變化、水位變化、地下水水量水質動態監測分析,建設地下水監管一張圖,著力解決地下水無序53開發、管理薄弱等難題。取用水管理。整合取水許可審批、電子證照、取水計劃管理、水資源稅計量水量申報、取水計量監管、水資源評價等,建設覆蓋流域管理機構、?。ㄗ灾螀^、直轄市)、市、縣四級的取用水管理政務服務平臺,實現取用水管理事務一網通辦。動態掌握流域區域水資源及其開發利用狀況以及區域、行業用水總量和強度動態評價情況,
96、實現流域區域取用水總量與強度管控、取水許可審批、超許可超計劃等取用水監管、取水計量監管、用水統計分析和水資源承載能力監測預警,對水資源超載地區實施取水許可限批,建設取用水治理臺賬,整體提升流域區域取用水監管能力;對河湖生態補水方案落實情況進行跟蹤與監管。用水統計直報。建設覆蓋全國工業、公共供水、灌區和生活自備取水戶的用水統計直報系統,規范上報用戶的身份認證管理,形成動態更新的上報單位名錄庫,完善各級水行政管理部門的數據復核和校驗功能,及時準確掌握規模以上用戶的季度水量信息和全量用戶的年度水量信息,為水資源剛性約束制度建立和實施提供有力支撐。3.調水信息服務。充分利用已有水資源監測能力收集分析調
97、水有關數據,建立大中型調水工程的調水信息報送系統,實現全國調水工程季度動態信息上報,提供調水管理相關信息的查詢和可視化展示,包括:全國開展調度工作的河流調水方案與54年/月調度計劃、調水執行情況、調水監督信息、調水效果評價信息、調水基礎信息以及全國調水形勢信息查詢和展示。調水業務管理。主要包括:江河流域調度管理、調水規劃管理、調水工程管理等子模塊。功能包括:調水工作年/月調水方案、計劃的上傳、審批等;調水計劃的下達、抄送、執行監督等;用水指標管理功能,調水后評估管理;全國主要河流、重點工程的調水規劃查詢;大中型調水工程設施的信息展示、工程安全管理等工程設施管理等功能。調水決策管理。主要包括:江
98、河流域、重點工程年/月調水計劃輔助編制,年/月調水計劃管理、年/月調水計劃決策優選等。功能包括:江河流域來水預測、需水分析、動態平衡、用水計劃生成;年/月調水計劃儲存、查詢、修改、刪除和歷史計劃對比分析等;年/月調水計劃選取、對比指標選擇、優化方法選擇和計劃優選等功能。調水管理移動平臺。主要包括:調水信息服務、調水業務管理、調水工程查詢管理等模塊。4.整合水源地、水源保護、取水工程、取水水量、供水企業(含非常規水集中供水企業)、重點用水戶等數據,共享社會經濟、人 口等大數據,強化水源地(含地下水)、取水 口(含機井)的在線監測站網建設,利用衛星遙感、無人機等手段動態監測水源地及周邊保護區變化,
99、提高重要水源地的在線監測和信息報送能力,開發城市集中水源地水量水質分析與安全預55警、城市供水風險評估等模型,強化城市原水供應監管與應急管理、重要取水工程運行監管等功能,構建高覆蓋率的城市供水安全保障應用。5.節水潛力評估?;趪宜Y源管理系統,整合流域區域現狀用水總量和強度以及人 口、經濟、灌溉面積等節水統計信息,建立動態更新的節水信息數據庫,開發節水潛力評估模型,結合節水標準定額和規劃目標指標對區域的節水潛力進行分析評價。用水效率評價。建立跨行業節水數據共享機制,實現人口、國內生產總值(GDP,Gross Domestic Product)、工業增加值、高效節水灌溉面積、公共供水管網漏損
100、率、再生水利用率等節水數據共享,建立動態更新的節水信息數據庫,開發用水效率評估模型,實現區域、行業用水強度指標預報、預警和用水效率評價。3.2.3 N 項業務應用3.2.3.1水利工程建設和運行管理應用基于已有相關應用系統,優化和完善水利工程建設和運行管理應用,支撐統籌推進水利薄弱環節建設、扎實做好水利工程建設管理工作、切實維護水利建設市場秩序等重點任務。1.水利工程全生命周期管理。針對水利工程項目,工程建設56單位應構建水利工程全生命周期管理系統,充分利用 BIM、GIS、電子簽章、衛星遙感、視頻監控、物聯監測等技術,在工程建設期,匯總工程前期可研報告、設計圖紙、相關批復文件等資料,集成建設
101、期智慧工地監管信息,匯聚“人、機、料、法、環”數據,實現設計、招標、監理、進度、施工、質量、資金、變更、合同、驗收的全方位管理;在工程運行期,基于工程數據底板和 BIM 模型,建設數字孿生工程,構建工程管理與運行的數字化場景,以工程調度為核心,實現“來水預報監測預警方案預演調度預案”;以運行維護為重點,實現“風險預報安全預警檢修預演維修預案”,逐步提升工程智能化管理水平。同時,工程全生命周期管理的成果數據應共享給上級水行政主管部門,以便納入國家水網的統籌管理與工程調度。水利工程項目建設管理。針對水行政管理單位,構建水利工程項目建設管理應用,統籌管理本區域的在建水利工程項目。利用智能視頻、遙感衛
102、星等現代化感知手段,管理重要水利工程的建設進度、安全施工與質量控制,對項目建設管理中的薄弱環節和關鍵環節進行監督管理,逐步實現在建水利工程建設的智能化與精細化管理。全國水利建設市場監管大數據應用。通過共享發改、住建、工商、稅務等部門的建設市場主體及交易信息、信用信息,利用大數據技術,建立匯集全國所有水利建設市場主體信息的企業信用大數據系統,打破企業信用信息分散和不完整的局面,57對水利建設市場監督和信用進行協同監管,實現全國水利工程項目信息“一網通覽”、企業資質和人員資格信用監管“一網通辦”“雙隨機和一公開”抽查檢查的“一網通管”。2.病險水庫安全運行監管。強化病險水庫自身安全、防汛安全及除險
103、加固工程建設安全,及時掌握病險水庫運行和管理現狀,全面掌握病險水庫除險加固任務進度、安全鑒定情況以及度汛限制措施等信息,通過有關平臺及時將預警信息發送至水庫責任人,實現對病險水庫的全流程、一體化安全預測預警。全國水庫運行管理。面向流域管理機構、各級水行政主管部門和各工程管理單位,開發建設全國水庫運行管理工作平臺,涵蓋水庫基礎信息、注冊登記、責任落實、安全鑒定、降等報廢等重要業務模塊。實行省、市、縣級水行政主管部門、水庫管理單位逐級填報、審核機制,嚴把數據質量關,積極協調共享有關部委主管的水庫信息?;谒畮旎A信息和地理信息系統,提供分析、查詢、統計等功能,建立業務模塊齊全、高效、實用、精準的工
104、作平臺,為水庫運行管理提供數據支撐、業務保障、決策支持。全國堤防水閘運行管理。面向流域管理機構、各級水行政主管部門和各工程管理單位,開發建設全國堤防水閘運行管理應用,實現對堤防水閘注冊登記、責任落實、安全鑒定、降等報廢等電子化、數字化管理,建立工程管理單位填報、上級水行政主管部門審核的工作機制,及時更新堤防水閘基礎信息、58業務信息和管理信息,保證信息的準確性和完整性?;诘谭浪l基礎信息和地理信息系統,提供對堤防水閘的空間分析、查詢、統計等功能,為堤防水閘運行管理提供決策支持。三峽工程綜合管理服務平臺。完善三峽工程綜合管理信息服務平臺功能,擴展升級三峽后續項目管理系統、三峽工程運行安全綜合監
105、測系統、三峽庫區高切坡監測預警系統功能;積極推進信息系統安全建設,加強信息系統日常管理和檢修維護,確保安全可靠;推進數字孿生三峽建設,提升三峽工程綜合管理智慧化水平。工程運維智能化管理。利用 BIM、GIS 等技術,建設數字孿生工程,實現故障點快速定位,結合運維期數據資料,開發工程安全智能巡檢功能,選取典型區域,開展水庫、水閘、堤防、農村水電站等工程運維智能化試點,逐步推廣應用。3.2.3.2河湖長制及河湖管理應用圍繞河湖管理業務,在河湖長制管理信息系統基礎上,構建河湖管理數字化場景與河湖監管應用,全面支撐河湖長制、河道采砂、河湖水域及其安全管理和保護、涉河建設項目審批等工作。1.基于數據底板
106、的河湖岸線基礎數據、河湖生態監測數據、河湖采砂管理數據、河湖治理相關的輿情數據,以河長制行政區劃分段,構建河湖管理模型,利用 GIS 空間網格,根據行政59區劃將管轄河段對象進行空間網格化,實現自然河湖到數字河湖的數字映射,結合河湖管理范圍劃定成果、岸線保護和利用規劃、涉河建設項目審批、河道采砂規劃、河道采砂許可等河湖管理業務信息,全面構建河湖管理的數字化場景。2.河湖動態模塊。整合衛星遙感監測、視頻、互聯網輿情感知、河湖監督檢查、各地上報問題、社會舉報等多源信息,運用大數據技術,加強遙感動態解譯、視頻智能分析及輿情自動分析預警,以河湖長制管理信息系統為基礎,充分利用河長巡河 APP,整合河湖
107、管理范圍、涉河建設項目審批許可、采砂重點河段、敏感水域和視頻點分布、岸線及采砂規劃等基礎數據,構建河湖管理保護突出問題的發現上報、復核抽查、跟蹤問責、問題銷號等全過程閉環管理,實現天上看、網上管、地上查的全流程全國河湖動態監管。河湖預報預警模塊。通過事前的風險分析,實現對河湖水體、河湖生態、岸線變化和涉水涉砂活動中各種違法違規行為的主動發現和提前預警,有效降低風險,提升管理效能。針對河湖管理中的多發類型問題和高發區域,利用衛星遙感、物聯網、視頻、互聯網、移動設備等多源數據以及大數據、AI 等信息技術,通過與業務聯動建立反饋機制,持續改進和完善風險評價模型和處理機制,提高河湖管理風險預測智能化水
108、平。603.2.3.3水土保持應用基于數字孿生流域和業務應用布局,結合水土保持業務需求,構建水土保持數字化場景和智能模型,依托國家水利大數據中心和國家水利綜合監管平臺等項目實施,建設水土保持智能應用,支撐智慧水土保持決策應用。1.依托數字孿生流域建設,在水利一張圖基礎上結合水土保持管理業務需求,健全水土保持數據庫,形成“水土保持數字一張圖”,構建水土保持數字化場景,服務水土保持智慧化模擬和精準化決策。2.研究構建重點區域土壤侵蝕監測評價、水土流失治理成效評價、人為水土流失風險預警和淤地壩洪水預報等模型,支撐水土保持相關業務智能模擬分析。3.水土流失動態監測評價模塊。開發遙感解譯在線任務分發、并
109、行作業、疑難會判、成果復核等功能,系統自動調用土壤侵蝕模型及參數,快速完成不同尺度、不同區域和特定水土流失事件的數據分析處理,自動分析生成統計表和專題圖,并輸出數據分析評價報告。生產建設活動人為水土流失監管模塊。開發遙感數據自動接入、人為擾動圖斑智能解譯、水土流失防治責任范圍自動拓61撲分析、疑似違法違規行為快速判定等功能,實現生產建設活動人為水土流失風險快速判定與預警。水土保持綜合治理監管模塊。完善現有基于綜合治理項目管理為核心的系統功能,開發水土保持治理效益評價功能模塊、小流域為單元的水土流失綜合治理評價功能模塊,對水土保持治理項目的實施成效進行評價,科學確定水土流失治理的區域。淤地壩安全
110、運行管理模塊。開發淤地壩安全實時監控、風險預報預警、潰壩模擬分析以及調度預演預案等功能模塊,實現防御職責清單化、模擬場景可視化、預案體系標準化、應急響應流程化、動態調整自動化、分析評估智能化。3.2.3.4農村水利水電應用構建農村供水應用,推動全國農村水利水電信息化建設,完善灌區信息管理系統,實現灌區現代化改造,建設智慧灌區,加大小水電信息化建設力度,推動小水電站生態流量監管與安全監管。1.農村供水工程數字化管理。梳理農村供水基本情況,按照供水規模建立千噸萬人工程、千人工程及千人以下集中供水工程的供水信息采集、交換和共享渠道,推動農村供水信息填報,確保農村集中供水工程信息準確可靠。全面梳理農村
111、供水工程名錄臺賬,依托農村水利水電信息管理系統,實現農村供水工62程規模、供水人 口、水源地以及管理單位等信息的動態更新,制作全國農村供水專題圖,支持千噸萬人供水工程的水廠或水源地空間分析查詢。農村供水工程自動化預報預警。通過融合降雨預報、水庫蓄水量等雨水情,結合農村供水工程能力和供水需求,實現對水源地可供水量的動態預測,特別是對于供水量和需水量進行差異化智能預警。同時,開展農村供水工程運維管理安全預警,全面掌握供水工程建設、維修、養護、水費收繳等方面信息,結合水質水量監測成果,打造智慧供水樣板,提前對可能出現問題的工程進行預警,確保農村供水長期穩定安全。2.完善大中小型灌區計量監測設施,建設
112、包含閘門水位、流量、墑情、閘門工況等信息采集站點,并配套開發現地、遠程控制的閘門和泵站自動控制功能;針對灌區現代化改造項目,實現項目進度、質量、資金等方面的管控;同時基于灌區水利對象基礎數據和空間數據,融合灌區實時監測信息以及灌區日常業務管理數據,開發灌區改造項目管理、用水管理、水量調度、水費計收、灌區工程巡檢等應用,實現關鍵配水 口的閘門遠程控制,建設智慧灌區,滿足灌區現代化管理的要求。3.小水電生態流量監管?;谵r村水利水電工作平臺,開發小水電站生態流量分析預警功能;匯集全國規模以上小水電站生態流量監測信息,實現生態流量下泄實時監管及生態泄放考63。小水電安全監管。利用物聯網監測設備,結合
113、雨水情信息,獲取小水電站監測及運行信息,通過對汛情進行預演,制定小水電安全度汛預案,為小水電安全度汛管理的精準化決策提供支撐。同時集成小水電站安全隱患排查信息,建立整改進度臺賬,實現對小水電安全隱患的閉環管理,推動小水電清理整改。3.2.3.5節水管理與服務應用在國家水資源管理系統基礎上,依托水資源剛性約束實施與監督、國家水利綜合監管平臺等項目,構建節水管理與服務平臺,強化用水總量與強度雙控信息化管理,推動計劃用水、用水定額對標達標、節水技術產品發布、節水載體等節水業務實現線上快捷辦理,推進節水管理與服務智慧化。計劃用水管理模塊。建立覆蓋水利部(含流域管理機構)、省、市、縣四級的計劃用水管理服
114、務平臺,對納入計劃用水管理用水單位實施用水計劃申報、核定、下達、調整線上辦理,及時掌握用水單位用水信息和有關經濟指標等情況,實現用水單位用水等數據動態更新、用水計劃執行情況預報預警、水效統計分析等功能。用水定額對標達標模塊。整合國家、省級用水定額信息,建立用水定額數據庫,為用水戶提供定額查詢與對標、水效計算與比較、水效達標與競賽等服務功能,動態采集用水量、產品產量、服務量、人數等信息,并進行統計分析。核64節水技術產品發布模塊。整合節水技術標準、產品、裝備推廣目錄和淘汰目錄等資源,建立節水技術產品數據庫,實現數據共享、查詢與發布功能。節水載體模塊。開發節水載體創建模型和縣域節水型社會達標模型,
115、實現各類節水型單位、灌區、縣域等節水載體的達標自評、網上申報、動態發布等功能。重點用水戶監管模塊?;趪宜Y源信息管理系統,完善重點用水單位在線監控功能,對重點用水單位全口徑用水情況分國家、省、市三級進行監測統計,實現重點用水單位取水許可量、計劃用水量、實際用水量、產品產量、服務量等動態更新,對用水情況異常的用水單位進行預警提示。3.2.3.6南水北調工程運行與監管應用整合利用南水北調已有信息化建設成果,建設智慧應用與工程安全運行監管應用,支撐南水北調后續工程高質量發展。1.運用云計算、物聯網、大數據、AI、移動互聯、模擬仿真等技術手段,建設數字孿生南水北調工程,建立南水北調東線和中線萬物互
116、聯新模式,將物理南水北調在數字南水北調中進行映射,基于水利模型、業務規則、智能算法,整合現有信息資源,構建可承載“四預”功能的數字孿生南水北調工程中心,建設智慧調度、智慧渠道、智慧水質、智慧機電、智慧應急和智慧管理等業務應用,以智能應用為載體將數學模型嵌入真實65業務場景,提升智能建管能力,實現南水北調水量調度、日常運維、工程管理的全面數字化、智能化。2.在南水北調一期工程東線和中線已有信息系統的基礎上,圍繞“供水安全、水質安全、工程安全”,整合接入水量、水位、分水以及工程安全運行監管需要的其他信息,共享沿線及受水區相關水雨情、地下水、水生態以及經濟社會等數據,結合遙感等手段強化工程安全運行監
117、管和安全預警,建設工程水量調度、工程運行維護、工程應急管理、工程智慧決策等功能,支撐南水北調工程安全運行監管業務應用。3.2.3.7水行政執法應用圍繞水行政執法業務需求,利用遙感監測、視頻監控、輿情采集等技術,建設水行政執法監控平臺,搭建水執法綜合管理平臺,支撐水政執法辦案與監管、水事糾紛處理、隊伍建設與管理等工作。1.以水行政執法統計信息系統數據庫為基礎,整合集成水資源管理與調配、水利工程、河湖管理、水土保持等相關數據,建立全國水行政執法數據庫。同時,以遙感遙測、無人機調查、遙控船監測、高清視頻監控、互聯網輿情等為技術手段,建設水行政執法監控平臺,實現多維度非現場水行政執法監控,通過數據的高
118、效采集、互聯互通、有效整合,實現遠程移動監管,66快速預警防控,為執法工作由事后查處向事前預防處理轉變提供支撐。積極研發符合水行政執法特點的掌上執法 APP,全程記錄執法過程,并實現與監管系統的數據匯集。2.依托水利綜合監管平臺和水利部在線政務服務平臺,搭建水行政執法綜合管理平臺,建設水行政執法監管、水行政執法辦案、水政監察隊伍管理、水事糾紛調處、水行政執法統計分析、水利部“互聯網+監管”6 個子系統,將執法基礎數據、執法程序流轉、執法信息公開等匯聚一體,實現多方數據互聯互通、匯聚共享,逐步構建預警防控及時化、執法操作規范化、執法文書標準化、執法過程痕跡化、統計分析可量化、執法監督嚴密化的水行
119、政執法管理信息化應用。3.2.3.8水利監督應用圍繞水利監督核心工作,建設水利綜合監管平臺,以問題為導向,以整改為目標,以問責為抓手,理清問題清單,確定監管指標,構建線索發現模型與評估模型,支撐水利監督“查、認、改、罰”四個重點環節的工作。整合匯集各類信息。匯集水利基礎數據、各類業務數據、部委共享數據和互聯網數據,經分析處理后摸清監管對象底數,理清問題清單,利用 AI、知識圖譜等實現人工現場檢查數據信息采集的自動化、智能化,實現監管業務的信息資源整合及共享。67構建線索自動發現模型。結合水利基礎數據和江河湖泊、水災害、水資源、水工程、水生態、水環境、水庫移民、資金和政務等業務數據,根據各項監管
120、內容,確定監管問題的指標,對照“問題清單”構建線索自動發現模型;配合高清遙感影像解譯、大數據分析以及無人機航拍的等技術手段,實現問題主動發現和整改情況復核。開發單項及綜合考核評價功能。對監督重點問題進行預測,為針對性監督、問題整改復查、強有力責任追究提供技術支撐,針對被列入重點監督對象的監督檢查問題信息,開發單項及綜合考核評價功能,對各省份、各類工程設施等進行定期考核、評價、排名。3.2.3.9水文管理應用完善現有水文業務系統,強化水文站網管理、水文測站信息管理、數據處理與監控、報汛管理、資料整編、水文信息和產品服務等業務功能,提升數據處理自動化、預報實時化、分析評價智能化水平。水文監測信息管
121、理。建設水文監測信息管理模塊,管理水文監測資料目錄,完成水文監測資料匯聚、整編與管理;實現監測信息業務全流程在線化,生產無紙化,數據安全、及時、易管、易用,完成水文站網管理、水文測站信息管理、實測數據采集與監控、報汛管理、資料整編等功能。水文監測分析評價。構建滿足流域和區域、地表水和地下68水等服務領域的水資源動態分析評價預警模塊,完成實時水文分析和水資源評價,實現不同時空尺度的水資源空間分布、水資源承載能力的分析評價;完成水資源動態變化預測分析,對江河湖庫來水及蓄水量、水質和地下水變化進行中長期趨勢預測。水文信息發布。完善現有水文信息發布功能,實現自動生成發布水文預測預報和分析評價成果,及時
122、發布水文水資源信息和提供豐富的產品,根據政府部門和社會公眾對水災害、水資源、水生態、水環境等不同水文信息的需求,為水旱災害防御、水利工程調度、水資源配置、生態流量管控以及科研、勘測、水利工程建設與運行管理等提供前瞻性數字化水文信息和產品服務。3.2.3.10 水利行政應用圍繞水利機關日常管理工作,構建智慧機關管理應用,推進電子公文、人事、黨建、審計等行政工作;完善移民工作全過程智能監管應用,支撐移民征地補償、搬遷安置、后期扶持、移民評估等工作;建設鄉村振興智能監管應用,支撐水利扶貧工作;完善財務管理智能應用。1.全面完成電子政務工程,建設統一、高效、便捷的協同辦公應用,完善智慧機關管理應用,推
123、廣普及電子文件應用,推動依托國家政務內網傳輸辦理辦文,加快政務數據在輔助決策69和高效履職等方面的應用,構建包含政務辦公、業務協同、督查督辦、公文交換、科技管理、人事管理、黨建管理、審計監督、輿情監測、考核評價、電子檔案等內容的智能協同應用,推進業務系統電子文件歸檔工作,打破部門間信息壁壘,促進水利政務辦公標準化、流程化、移動化、數字化、智能化,實現辦公信息整合、事務審批、自動跟蹤、督辦、查辦、簽章、歸檔,實現辦公智能輔助、輿情分析預測、人事監管決策分析等智能應用。2.利用互聯網、大數據、AI 等技術,從合規性、合理性、效益性三個維度,對水庫移民后期扶持項目進行績效評價,掌握后期扶持項目實施和
124、資金管理使用情況,反映移民生產生活水平現狀,評價后期扶持政策實施效果;利用已有水庫移民管理信息系統,補充完善移民征地補償、搬遷安置、后期扶持實施信息,對水庫移民工作進行全過程監管。3.整合水利工程、社會經濟、遙感監測等數據,通過大數據分析、可視化技術進行智能校驗和關聯分析,實現 832 個脫貧縣、鄉村振興重點幫扶縣的工作對象信息、鄉村振興指標、水利工程設施、鄉村振興項目庫、水利建設項目、鄉村振興成效情況等管理。統一鄉村振興數據指標,確定數據指標的維護入口,共享交換相關部門,實現鄉村振興信息標準統一,交換共享。利用空間分析技術精準定位投資分布、投資趨勢等,基于70水利一張圖監測展現鄉村振興重點幫
125、扶縣的工作對象區域分布、資金分配,實現工作對象跟蹤、資金分配跟蹤、鄉村振興效果對照、鄉村振興實績考核、鄉村振興指標在實施過程中的校核和修正。4.根據財政部、發改委、審計署等相關部門工作要求及水利財務管理實際,對現有水利財務管理信息系統進行國產化改造,同步對各模塊功能進行優化升級,實現模塊間信息互聯互通和業務協同。密切跟進財政部預算管理一體化建設進程,結合實際需求,有序推進相關業務與財政部信息系統無縫對接,提高預算管理規范化、智能化水平?;?AI、物聯網等信息技術,實現財務報銷、會計核算、財務管理等業務智慧化。完善價格管理,建立健全水權交易系統,加強水權交易監管。打通與其他業務司局信息系統基礎
126、數據庫共享通道。3.2.3.11 水利公共服務應用圍繞水利公共服務業務,采用“互聯網+水利政務服務”模式,優化監督舉報服務,打造水利服務數字產品,服務社會公眾,建設水利宣傳智慧化平臺,搭建社會輿論信息反饋智能系統,推進水利融媒體數字化。1.完善水利部政府網站?;谒烤W站,拓展互動交流和辦事服務,秉承高效惠民的理念,建立精準化政務需求交互模71式和用戶行為感知系統,創新優化智能自動化服務應用;定期開展部屬網站和政務新媒體檢查,不定期開展抽查,提升對水利行業政務網站的監管能力,打造集約化、智能化的政府門戶網站。提升水利部政務服務平臺效能。圍繞加快推進數字政府建設要求,深化推進水利“放管服”改革
127、,進一步完善水利部在線政務服務平臺,開展平臺標準化改造,加快向移動端延伸,實現更多政務服務事項“掌上辦”。按照國務院部署,深化水利領域“證照分離”改革,全面推進水利涉企證照電子化。推進水利部與其他部委、省區政務服務事項信息的共享,實現全國各級涉水政務服務事項的數據匯聚和共享利用。強化水利部在線政務服務平臺用戶認證、重要信息的安全防護。完善“互聯網+監管”平臺。按照國務院辦公廳加強和規范事中事后監管的要求,建設完善水利部“互聯網+監管”系統,加快建設監管計劃管理子系統和“互聯網+監管”移動客戶端,開發執法監管、風險預警、綜合分析等子系統,不斷完善公眾界面和工作界面。強化計劃管理、數據分析、預測預
128、警、投訴舉報、評價考核等功能,強化與各部門、各方面監管平臺數據的聯通匯聚,推動實現線上線下一體化監管。2.拓展全國水利一張圖服務范圍。搭建水利公眾地圖服務平臺,基于國家地理信息公共服務平臺“天地圖”,增值開發高品質、差異化、多層次的與公眾相關的專題信息服務產品。72拓展預報預警公共服務。將網格化、精細化的洪水預報預警業務產品與農業、環境、旅游、交通等領域需求相結合,構建個性化水信息服務。從農作物播種、河道生態環境、公眾出行旅游等方面入手,開展部分省、市試點工作,提供耕地土壤墑情、河道生態流量預警和道路積水淹沒范圍、河道洪水預報預警等服務。由中短期預報預警向長期預報預警延伸,基于月度、季度重要江
129、河、湖庫徑流量預報,結合不同產業和區域用水計劃需求,逐步開展社會部分行業用水預報預警服務?;窘ǔ扇珖A報預警公共服務應用,實現水利部本級、流域管理機構、?。ㄗ灾螀^、直轄市)、市、縣預報預警產品的匯集、展示、管理等功能,提供全國重點區域洪水影響預報和風險預警產品,實現水情預報預警信息的定點精準推送,洪水預警基本實現縣級行政區域全覆蓋。水指數服務。選取有代表性的水利風景區提供水景觀、公共出行等動態水指數服務,實時發布水景觀游覽適宜程度指數。開展部分城市積水、臨水近水路段的出行指數以及涉水生產活動指數服務。水體驗服務。在具有公共宣傳和展示功能的大型水利樞紐設施、水情教育基地、水利博物館等建設中積極
130、探索 VR、AR等技術在水利公共服務中的應用,采用三維掃描建模、高清影像采集等技術,為用戶提供線下線上數據融合、交互泛在的智能服務,提升公眾的水體驗感。系統深入開展面向青少年和社會公眾的水情教育。把數字化水情教育與中小學課堂教學、綜73合實踐活動有機結合,增強青少年水情教育的針對性,擴大中小學課堂教學的覆蓋面,構建整體規劃、分層設計、有機銜接、系統推進的在線智能青少年水情教育基地?;?GIS 構建全國水利遺產信息定位數據庫,利用新技術手段摸清全國水利遺產底數。依托“互聯網+中華文明”行動計劃加強水文化數字化產品制作和推廣,做好水利遺產數字展示利用,向社會公眾充分展示水利遺產的歷史作用與時代價
131、值,推進水利工程與文化融合,增強中華優秀水文化的傳承活力與弘揚利用。以政府網站為依托,通過建設水利公共服務大數據分析應用平臺,對公眾留言互動等社會關注熱點進行數據分析,挖掘數據應用價值,研判用戶潛在需求,充分發揮水利政務及業務數據價值。3.根據關于加快推進媒體深度融合發展的有關要求,持續推進水利融媒體數字化、智能化轉型升級,建設水利宣傳智慧化平臺,搭建社會輿論信息反饋智能系統,實施水利全媒體傳播工程及平臺試點建設。不斷延伸與拓展智慧化應用,實現與政府網站、政務微信、政務微博等政務媒體資源融合、數據融合、媒體融合、用戶融合,努力打造全程、全息、全員、全效“四全”媒體,推動政務信息傳播的數字化多元
132、化,強化對社會水利輿論進行全網智能搜集和大數據分析,加快“兩微一端”建設、水利融媒體智慧平臺建設,推動水利行業媒體深度融合發展,構建水利全媒體融合傳播新格局。743.3 強化水利網絡安全體系堅持總體國家安全觀,以持續健全水利網絡安全防護體系為宗旨,在推廣網絡安全能力提升工程成功經驗基礎上,建立面向水利行業關鍵信息基礎設施的綜合安全監督管理體系,明確水利行業各級單位、人員網絡安全管理要求,強化各級單位、人員網絡安全主體責任落實,完善水利網絡安全運行防護和監督管理措施,切實提升網絡安全防護能力。水利網絡安全體系建設框架見圖 3.3。圖 3.3 水利網絡安全體系建設框架3.3.1 強化網絡安全管理結
133、合中華人民共和國網絡安全法 等法律法規,做好網絡安全等級保護制度的貫徹落實,針對水利關鍵信息基礎設施,建立保護保障制度,建立數據安全保護制度,推動商業密碼應用,同時加強人才培養,強化網絡安全保障。1.深入貫徹落實中華人民共和國網絡安全法,在水利行75業建立黨組織統籌領導、各部門分工負責、社會力量參與的水利網絡安全工作格局,深入推進網絡安全等級保護定級備案、等級測評、安全建設和檢查等基礎工作,嚴格落實網絡安全與信息化建設“同步規劃、同步建設、同步運行”的原則,建立良好的水利網絡安全保護生態;有效落實網絡安全保護“實戰化、體系化、常態化”和“動態防御、主動防御、縱深防御、精準防護、整體防控、聯防聯
134、控”的“三化六防”措施,形成水利網絡安全縱深防御、監測預警、應急處置的一體化綜合防控體系。2.貫徹落實關鍵信息基礎設施安全保護條例,制定水利關鍵信息基礎設施安全保護規劃及指導意見,規范水利關鍵信息基礎設施在組織認定、職能分工、保護措施、數據安全、人員及供應鏈管理等重點環節的工作要求,加強水利關鍵信息基礎設施經費保障,確保水利部及各關鍵信息基礎設施運營者在開展安全監測、攻防演練、風險評估、監督檢查、情報收集、教育培訓等工作時經費足額投入。3.貫徹落實中華人民共和國數據安全法,組織對水利行業數據進行分類分級,確定水利行業重要數據目錄;建立重要數據監測預警、風險評估、應急處置及安全審查機制,采取容災
135、備份、身份鑒別、訪問控制、密碼保護、安全審計、安全隔離、可信驗證等關鍵技術措施,切實保護重要數據全生命周期76安全。4.深入貫徹落實中華人民共和國密碼法,推進密碼在水利關鍵信息基礎設施和等級保護三級(含)以上系統依法依規應用。水利重要網絡、重要信息系統、重要工程控制系統等水利網絡安全保護對象按照法律法規和標準規范的要求,同步規劃、同步建設、同步運行密碼保障系統,并定期進行密碼應用安全性評估。推進水利系統密碼應用標準和規范編制工作,將密碼應用法律法規要求落實到相關水利設計規范。完善水利部密碼基礎設施。5.加強網絡安全等級保護和關鍵信息基礎設施安全保護業務交流,通過技術研究、教育實訓、實戰演練等多
136、種形式,選拔網絡安全領域高精尖技術人才,建設人才庫,建立健全人才發現、培養、選拔和使用機制,以態勢感知、商用密碼、工控安全等技術為研究方向,組建水利關鍵信息基礎設施網絡安全技術創新團隊,為水利網絡安全建設與管理提供有力人才支撐。3.3.2 完善網絡安全技術基于現有網絡安全技術體系,完善和增強基礎防護、安全監測與分析以及網絡安全應急響應,提升關鍵信息基礎設施安全水平。771.統一安全服務。在網絡區域內建設統一身份認證服務、統一密碼服務、統一備份服務、統一應用安全檢測平臺、統一數據共享交換平臺,構成縱深防御底盤,在單位內部各系統之間、單位之間共享公用,降低應用系統使用門檻,提高安全資源整合共享,提
137、升整體安全支撐能力?;A安全防御。根據網絡安全等級保護相關要求,在基礎安全服務的支撐下,結合網絡安全設備和系統,實現安全物理環境、安全通信網絡、安全區域邊界、安全計算環境等多層次防護。2.安全情報中心。整合第三方情報機構、安全廠商、上級部門的安全情報,結合自身安全數據,提供安全情報檢索查詢服務。安全數據采集。建設安全數據采集系統,對各類安全設備日志、主機日志、應用日志、重要邊界網絡流量、內外部威脅情報等網絡安全相關數據進行統一收集。安全大數據平臺。采用大數據技術,構建網絡安全大數據平臺,匯集、整理、存儲、處理各類安全數據,形成安全數據倉庫。安全威脅感知。在各類安全數據的基礎上,基于行為分析、特
138、征分析、關聯分析、威脅情報、機器學習等技術實現網絡安全威脅的全方位感知。783.安全事件管理。已經產生一定影響的風險,一般需根據應急預案啟動一定等級的應急響應。安全告警管理。已發生網絡安全攻擊,但暫未造成影響,需要盡快處置。安全威脅管理。安全掃描等有明確攻擊或異常,但一段時期內對網絡不造成影響,需要關注。流程管理。根據事先確定的流程,對安全事件、安全告警、安全威脅處置進行全過程閉環管理。設備管控。應急響應與網絡安全設備聯動管理,實現阻斷、隔離、策略下發等多種動作編排。將威脅防護措施轉化為安全策略控制任務,提高全網協防效率,縮短威脅處置時間,提升應急能力。4.建設水利關鍵信息基礎設施綜合態勢指揮
139、平臺。匯集水利各關鍵信息基礎設施運行、監測、管理、網絡空間地理信息等數據,建設綜合態勢指揮平臺,開展水利行業網絡安全掛圖作戰,開展實時監測與綜合態勢分析、安全事件通報預警與應急處置、網絡安全威脅情報共享、協同研判及綜合指揮工作,實現水利關鍵信息基礎設施網絡安全應急指揮由“多頭分散”向“協同指揮”轉變。對接國家網絡安全綜合防控體系,落實重大及特別重大水利網絡安全事件通報制度,落實網絡安全威脅的預警通報和突發網絡安全事件應急處置機制。79提升關鍵信息基礎設施內生安全水平。組織水利關鍵信息基礎設施運營者申報國家關鍵信息基礎設施安全改造項目,與研發廠商聯合,對可編程邏輯控制器(PLC,Programm
140、able LogicController)、數據采集與監視控制(SCADA,Supervisory ControlAnd DataAcquisition)等核心軟硬件開展研制,將成果在部分關鍵信息基礎設施場景進行試點示范,形成水利行業通用產品,在行業內推廣應用,提升關鍵信息基礎設施內生安全、主動免疫和主動防御能力。3.3.3 加強網絡安全監督加強網絡安全監管,堅守網絡安全底線,優化網絡環境,基于網絡安全防護,加強與完善網絡安全監督檢查、隱患通報整改、責任追究機制。1.依托網絡安全防護體系,堅持問題導向,突出網絡安全特點,采用攻防演練、滲透測試、在線監測、現場檢查等多種方式開展監督檢查,及時發現
141、、收集行業安全漏洞,著力構建全方位、立體化的水利網絡安全監督檢查體系。2.延伸并健全水利網絡安全信息通報機制,及時將檢查發現的漏洞風險通知有關單位開展整改,通過修補漏洞、系統升級、部署防護措施、完善管理制度等措施在 5 個工作日內確保安全隱患清零。803.依據水利網絡安全管理辦法(試行),將水利網絡安全保護對象重要程度與網絡安全脆弱性、威脅和事件嚴重程度組合量化,明確追究事項、責任主體、追究方式和問責程序,秉承實事求是的原則,按照管理權限實施責任追究。3.4 優化智慧水利保障體系從體制機制、標準規范、技術創新、運維體系、人才隊伍、宣傳與交流等方面,統籌謀劃,持續推進,保障智慧水利健康可續持發展
142、。3.4.1 健全體制機制根據“十四五”智慧水利建設需要,完善優化管理制度,創新拓展建設機制,形成與智慧水利建設相適應的體制機制。健全工作機制。將智慧水利建設作為重點工作納入各級水利部門黨委(黨組)重要議事日程,對重大事項定期進行專題研究和督辦落實,保證黨的領導貫穿智慧水利建設工作全過程。建立網信部門統籌,綜合部門保障,業務部門負責需求分析、業務應用和數據更新,技術支撐部門負責建設與維護管理的有效機制。完善管理制度。針對智慧水利建設中存在的資源共享不足、業務協同困難、業務模式創新不夠、技術業務融合不深等突出問題,修訂水利網絡安全、水利信息資源共享、水利信息81更新、水利網信建設與應用監督檢查等
143、管理辦法,強化制度的執行與監督。創新建設機制。引導全社會多層次、多渠道參與智慧水利建設,理清水利信息化參與各方的責、權、利,加強政、產、學、研、用相結合,突破相關核心關鍵技術,營造全社會積極參與智慧水利建設的良好氛圍。3.4.2 完善標準規范根據“十四五”智慧水利的建設目標、主要任務及重點工程等,圍繞國家信息化戰略部署、新時代水安全保障要求以及新一代信息技術發展特點,基于國際、國家及行業技術標準,開展相關標準的制修訂,保障智慧水利建設規范有效。智慧水利建設標準。在現有網信標準基礎上,結合智慧水利的感知對象、業務特點和服務模式,加強水利工程設施智慧化改造與建設、數字孿生流域、數字孿生工程、“四預
144、”功能要求等標準制定,構建適度超前的智慧水利建設標準,修訂完善水利數據資源共享、水利業務應用協同、水利網絡安全體系等標準規范,為智慧水利建設提供支撐。智慧水利評價標準。參考智慧城市技術參考模型智慧城市評價模型及基礎評價指標體系國家新型智慧城市評價指標和標準體系應用指南 等,對智慧水利的應用及影響因素進行分析,按照系統性科學性可行性原則,建立智慧水利評價指標體系,指導并促進各級水利部門開展智慧水利建設。823.4.3 強化創新應用建立技術創新發展激勵機制,發揮互聯網公司、科研院所及其他社會機構作用,推進前沿技術在水利行業創新應用的平臺建設。前沿技術研究。加強前沿技術與水利業務和管理活動的深度融合
145、研究,開展水利大數據挖掘水循環規律、開發利用趨勢及大數據驅動傳動水利模型關鍵技術研究。結合水利全面立體感知體系建設,開展基于物聯網全景式水利要素監測、水利工程監測等關鍵技術研究。開展 AI、無人機、5G、遙感影像、圖斑識別、區塊鏈等技術研究,支撐水資源開發利用、水旱災害預測預報、極端水事件應急響應等典型應用,提升算據的準確性與算法的科學性。技術創新與應用。引進新思維、新技術、新模式,開展關鍵技術研究。開展物聯網智能監測感知新技術應用,推動云服務技術應用,推進遙感影像等技術創新應用,研究數據驅動優化、機器學習等與不同業務需求結合的智慧算法和技術。推進水利行業 BIM 應用和水利工程電子檔案簽章應
146、用,加強自主可控研究與應用,形成前沿技術應用的相關技術指南與配套方案和產品。3.4.4 完善運維體系遵照水利信息系統運行維護規范 等行業標準,通過梳理運維管理需求、規范運維流程,建設一套融合組織、制度、83流程、技術的科學有效信息技術運維管理體系,為提高智慧水利應用效益提供可靠保障。完善運維工作機制。按照運維主管機構、運維管理機構和運維服務機構分工負責的架構,明確各級水利部門的信息系統運維管理模式。在整個運維生命周期內,按照 P(Plan)D(Do)C(Check)A(Act)模型進行運維能力管理,確保運維對象全覆蓋,劃分服務級別,按需挑選運維內容,明確過程管理流程,落實服務考核,形成規范的水
147、利運維工作機制。落實運維經費。各級水利部門結合本單位實際情況,把運維經費納入部門預算,保障經費落實,??顚S?。建立運維長效機制。加強水利信息系統運行監測和預警能力,規范故障處理和維護操作,增強運維過程中的應急處置能力,加強安全管理,提高運維自動化、智能化水平,加強水利信息系統運行總結評估,提升運維服務水平。完善運維保障平臺。圍繞智慧水利感知網、水利信息網、數字孿生平臺、智能應用等運維管理需求,優化完善現有運維保障平臺,構建一體化綜合運維智能應用,實現運維對象全覆蓋、運維人員全覆蓋、運維流程全覆蓋,運維狀態可視化、運維預警精準化、運維處置自動化、運維決策數據化。3.4.5 優化人才隊伍根據“十四
148、五”智慧水利建設需要,制定人才政策,建立水利專業技術人才機制,充分利用各種教育培訓形式與資源,84形成與智慧水利建設進程相適應的人才隊伍。人才隊伍建設。推進智慧水利人才培養基地建設,加強人才創新團隊建設,在前沿技術研究和智慧水利領域開展專業技術人員繼續教育活動,開展智慧水利專業技術人員、復合型技術骨干的專題培養,提高專業技術人員的管理、實踐、創新和業務能力。信息技術培訓。將智慧水利建設和高新技術培訓納入年度培訓計劃,對技術主管、技術骨干每年至少組織一次水利高級研修培訓,提高各級干部在智慧水利建設中的管理、領導水平。加大基層單位技術骨干的水利綜合培訓力度,提升其運用新技術手段解決基層水利實際問題
149、的能力,推進信息化全員培訓,提高全員政治能力和數字技能。3.4.6 加強宣傳交流強化網絡意識形態陣地建設和管理,做強做大網上正面宣傳,增強網絡輿情引導能力,及時回應社會關切,講好水利故事,弘揚主旋律、凝聚正能量,為新階段水利高質量發展營造清朗向上的網絡輿論環境。加強已有雜志、網站、簡報等宣傳渠道建設,積極運用微信、微博等自媒體和 APP、手機瀏覽器等移動客戶端入口,注重與各類用戶的信息互動。維護網絡意識形態安全。把握正確的政治方向,嚴格落實網絡意識形態工作責任制,堅持正確的政治方向、輿論導向、價值取向,壓實屬地管理和主管主辦責任,完善網絡輿情收集,85加強網絡輿情分析研判,防范化解潛在輿情風險
150、。擴展網上宣傳渠道。通過一網(水利部網站)兩微(水利部官方微信、微博)一報(中國水利報)一刊(中國水利雜志)及各流域管理機構、省級水行政主管部門的政府網站、公眾號等宣傳平臺,積極發布國家網信政策和相關動態,宣傳智慧水利新理念,交流智慧水利新技術,增強全社會共同參與的意識,為智慧水利建設創造良好的社會效應。86第四章 重點工程根據綱要 要求及“十四五”水安全保障規劃對智慧水利重點工程安排,圍繞京津冀協同發展、全面推動長江經濟帶發展、黃河流域生態保護和高質量發展、長三角州區域一體化發展、粵港澳大灣區建設、東北老工業基地振興發展等國家戰略要求及 150 項重大水利工程建設計劃、“2+N”水利智能業務
151、應用總體布局,結合重點區域規劃及各流域數字化建設需求,規劃了新型基礎設施、水利業務應用、水利網絡安全、數字孿生流域、數字孿生工程等五類 14 項“十四五”智慧水利建設重點工程。其中,新型基礎設施工程包括:國家水利大數據中心、北斗水利創新應用工程 2 項;水利業務應用工程包括:國家水利綜合監管平臺、國家水工程防災聯合調度系統、水資源管理與調配系統 3 項;水利網絡安全工程包括:水利網絡安全防護能力提升工程1項;數字孿生流域工程包括:數字孿生長江長江流域全覆蓋水監控工程、數字孿生黃河黃河下游防洪工程安全監測工程、數字孿生淮河淮河重點區域數字孿生及智慧防洪“四預”建設工程、數字孿生海河海河流域水安全
152、保障能力提升工程、數字孿生珠江粵港澳大灣區水安全監控工程、數字孿生松遼松花江數字孿生流域及東北黑土糧食主產區水安全監控工程、數字孿生太湖長三角一體化數字太湖工程 7 項;數字孿生工程包括重大水利工程數字孿生工程 1 項。上述工程只作為“十四五”時期開展項目前期工作的依據,而87不是必須要開工的約束性任務。4.1 國家水利大數據中心在充分利用現有水利數據資源的基礎上,圍繞“同城雙活、兩地三中心”的布局,基于公有云和專有云相結合的混合彈性架構,提升計算、存儲能力,為水利部本級和流域管理機構各類業務提供集約安全的基礎設施。建設國家水利大數據主中心、異地災備中心、7 個流域管理機構數據匯集應用節點,構
153、建面向全國的數字孿生流域 L1 級數據底板,提供大數據、AI、仿真模擬等技術手段,為水利部本級和流域管理機構各類業務提供集約安全的基礎設施、豐富共享的數據資源、專業智能的應用支撐,實現水利數字化場景和智慧化模擬,為智慧水利“四預”提供支撐。主要建設內容包括:1.水利云基礎設施。水利云基于公有云和專有云相結合的混合彈性架構,在整合利用現有資源前提下,建設規模不少于 680顆 CPU 的計算資源、73.5PB 的存儲資源,實現計算能力翻一番、存儲能力提升 30 倍。數據資源池。建成基礎數據、監測數據、業務管理數據、跨行業共享數據、地理空間數據 5 方面 220 類數據,治理形成171 類基礎數據、
154、33 類主題數據、166 類產品數據,構建面向全國的數字孿生流域 L1 級數據底板,支撐三維數字化場景建立和應用。建設包括水利數據模型、水利網格模型、BIM 模型、水88利一張圖等多維多時空尺度數據模型。應用支撐平臺。建設通用基礎支撐、模擬仿真支撐、智能應用 3 類支撐服務。其中通用基礎支撐包括身份認證、統一門戶、搜索引擎、工作流、移動支撐、消息服務、規則引擎、協同工具、可視化支撐、區塊鏈支撐 10 個組件,模擬仿真支撐包括水利專業模型、可視化模型和數字模擬仿真引擎 3 個組件,智能應用包括智能算法、知識庫、水利知識引擎 3 個組件,為上層各個水利業務應用統一提供基礎服務和智慧服務,支撐應用功
155、能的快速開發和創新應用。水利大數據應用。主要包括基于大數據的洪水災害風險預警、基于應急信息共享的水災害分析服務、基于水資源稅數據共享的用水綜合分析、華北地區地下水超采預警、基于電網數據共享的農村水電統計與生態泄流推算、基于社會信用信息的水利建設市場主體信用評價、基于銀行賬戶交易的水利資金風險預警 7 個具體示范場景;并開發水利大數據可視化平臺,拓寬數據展示方式,解決常規方式難以處理的業務問題,在精細管理、科學決策、優質服務等方面取得突破。運行維護體系。主要包括信息采集系統、智能告警系統、自動化運維系統、配置管理系統、智能分析系統、運維監視系統 6 個子系統建設。安全保障體系。以縱深防御體系中的
156、基礎安全技術和安全數據采集為重點,構建國家水利大數據中心安全保障體系,系統安全等級整體定位三級。通過安全資源池、虛擬主機防護等89措施加強云平臺及虛擬化的安全防御,實現國家水利大數據中心數據采集安全、基礎信息資源安全、云與虛擬化安全、數據安全、應用安全等全方位安全保障。2.改擴建現有黃委災備中心機房,配備 1 套云管理平臺、4路計算服務器 12 臺、7.8PB 的存儲資源。改造升級后的黃委災備中心機房作為國家水利大數據中心異地災備中心,實現重要數據備份,并提供核心業務的應用備份。3.流域數據匯集。7 個流域管理機構主要進行流域水利基礎數據、監測數據、數字映射基礎數據及流域特色數據等數據匯集。環
157、境資源配置。根據流域管理機構數據匯集應用節點運行需求,配備應用服務器、數據庫服務器以及操作系統、中間件、數據庫等軟件,其中流域數據匯集應用節點建設 199 臺服務器的計算資源、15PB 的存儲資源。4.2 國家水利綜合監管平臺充分運用數字映射、數字孿生、仿真模擬等信息技術,共享調用數字孿生流域基礎支撐,作為“2+N”業務統一訪問入口,提升水利行業能力和工作效率,滿足水利部本級和流域管理機構業務監管互聯互通、信息共享、業務協同的需求,支撐重點領域“四預”功能,為水利監管體系和監管能力現代化提供有力支撐,滿足對水利部本級 61 項、流域管理機構 21 項監90管事項的線上線下協同監管,關鍵環節留痕
158、、問題結果入庫及查認改罰閉環管理,實現線上線下協同監管率 95%以上,水利部本級和流域管理機構監管數據線上匯集率 90%以上。主要建設內容包括:1.主要包括水利監管線索發現、分析研判、現場檢查、決策支持 4 類業務應用建設。其中水利監管線索發現包括水利遙感監管、視頻監管及數據挖掘分析 3 個子系統;分析研判業務應用具體包括流域防洪、水資源管理與調配、N 項水利業務等 26個子系統;現場檢查業務應用包括監管事項清單管理、監管計劃管理、協同任務管理、人員隊伍管理、問題跟蹤管理 5 個子系統;水利監管決策支持業務應用包括綜合展示、態勢感知、會商決策、考核評估 4 個子系統。2.主要包括系統工作界面與
159、移動應用界面 2 部分組成。為水利部本級、流域管理機構業務管理部門提供信息展示、互動交流、數據推送等服務,也為社會公眾提供監管問題舉報、處理過程和結果反饋以及知識信息查詢服務。3.主要包括應用支撐、數據支撐、智能支撐等 3 類支撐服務。采用微服務的技術框架,建設監管支撐平臺,為綜合監管上層各監管業務應用提供高效的支撐服務,實現監管業務功能的快速開發與應用創新。914.主要包括監管基礎數據庫、監管監測數據庫、監管業務管理數據庫、監管知識圖譜庫和監管決策支持庫 5 個數據庫,通過開展水利監管數據建庫、匯集、治理等工作,為監管線索發現、分析研判、現場檢查、決策支持提供數據庫支撐服務。5.充分利用水利
160、部已有基礎設施資源,強化資源整合集約,增補 94 臺滿足安全可靠要求的計算服務器及配套系統軟件,實現國家水利綜合監管平臺基礎設施資源統建共享,優化完善平臺運行維護系統,提供穩定可靠的運行環境,保障國家水利綜合監管平臺的可靠運行。4.3 國家水工程防災聯合調度系統在國家防汛抗旱指揮系統工程相關防災調度系統建設成果的基礎上,共享調用數字孿生流域基礎支撐并根據需要進行擴展,以流域為單元,提升水情測報和智能調度能力,以現有的河湖水系、水利工程、水文站網等物理流域感知網為基礎,充分利用科技創新和數字賦能,完善洪水(水量)“四預”功能,完善精準預報能力,升級精準預警能力,擴展仿真預演能力,提升預案優化能力
161、,實現大江大河及重點防洪調度區域(應急水量調度保障區域)的水工程防災聯合調度全覆蓋,基本建成水利部本級和七大流域水工程防災聯合調度系統平臺,達到全流域洪水(水量)預報、旱情趨勢預演、水工程調度成果自動92計算、生成、輸出、比選,實現各類水工程防災聯合調度和預報調度一體化、災情評估實時化以及會商、方案模擬實景化,顯著提升水旱災害防御調度數字化、網絡化、智能化水平。主要建設內容包括:1.在數字孿生流域的基礎上,根據水工程防災聯合調度需要,利用遙感、遙測等技術制作全流域數字化場景,包括洪水防御、洪水調度、應急水量調度等方案所涉及的大江大河及主要支流河道和重點區域(蓄滯洪區、防洪影響區、應急水量調度保
162、障區等)數字化場景、重點水庫(閘壩)、重點淤地壩等工程實景三維模型及 BIM 等,建設防災調度數字孿生流域專用數據庫,實現對水工程防災聯合調度所需的物理水利及其影響區域的全要素數字化場景表達。2.在數字孿生流域的基礎上,補充水工程防災聯合調度所需的水文、水力學、水文水力學耦合、泥沙動力學、防洪調度、應急水量調度、淤地壩洪水預報等防災調度專業模型,以及自然背景、流場動態、水利工程防洪 VR、AR、MR 等可視化模型。3.流域防洪知識庫建設包含預報調度專家經驗庫、歷史典型洪水調度場景模式庫、水利工程預報調度方案(預案)、淤地壩洪水預報方案(預案)庫。預報調度專家經驗庫建設需對不同93流域產匯流特性
163、和洪水演進規律進行歸納、總結并形成獨有的專家預報經驗,基于專家決策開展水利工程調度歷史復演。歷史典型洪水調度場景模式庫建設針對不同流域典型歷史洪水過程,對洪水過程及主要預報調度措施進行復盤,挖掘歷史相似洪水要素特征指標。水利工程預報調度方案(預案)庫建設需完善水工程聯合調度所需預報節點的洪水預報方案,收集整理大中型水利工程汛期防洪運用計劃以及流域防洪調度預案,將其進行標準化處理,形成一系列可組合應用的結構化規則集,嵌入水工程聯合調度應用中。淤地壩洪水預報方案(預案)庫需收集整理淤地壩汛期防洪方案(預案)等,經標準化處理形成可組合應用的結構化規則集,嵌入淤地壩洪水預報和安全運行管理應用中。4.在
164、數字化場景中實現水利部本級、流域管理機構防洪重點區域的洪水(區域徑流量)過程模擬、防汛抗旱形勢分析、旱情監測趨勢研判、調度預演評估、方案優選推薦等防洪智能應用,實現基于數字孿生流域的瀏覽查詢、水流演進、影響區域分析等功能,通過預報調度結果與數字孿生流域的實時交互,實現物理流域水利工程運行實時同步監測和精準調度。主要功能包括雨水情信息監視、查詢、瀏覽、綜合分析,天氣形勢分析、氣象數值預報、河湖水庫點線面水情預報,強降雨過程和暴雨洪水預警、洪水預警及水情預警發布管理,旱情信息測報及監測評估、旱情分析及預警、淤地壩洪水預報,水文水力94學耦合洪水演進、預報調度一體化、調度方案模擬推演、洪水影響風險評
165、估、可視化仿真模擬,防洪預案查詢、洪水風險圖分析、流域水工程防災聯合調度方案等電子預案編制、水工程防災聯合調度方案優選等。4.4 水資源管理與調配系統堅持以水而定、量水而行,全面提高水資源利用效率,構建水資源管理與調配的數字孿生流域和業務應用場景,實現分區分域水資源管理及跨省江河水量分配監督;建立超載治理效果評估機制,落實生態流量監管措施,為全面提高水資源利用效率和落實中央關于建立水資源剛性約束的要求提供有效支撐。主要建設內容包括:1.實現58條跨省江河水量分配方案確定的主要控制斷面監測能力分析;根據確定的目標,分析水量分配方案年度實施效果,對水量分配方案的落實情況進行評價;依托國家水資源信息
166、管理系統,加強控制斷面最小下泄流量監管;針對水量分配工作中的關鍵技術難題,特別是省區實際取用水量是否超過年度分配水量指標、省區實際取用水量核算等方面開展專題研究,并選取某個省區進行驗證,為水量分配方案監管落實納入考核提供技術支撐。2.實現全國層面生態流量落實監督。建立已批復生態流量保95障目標的重點河湖名錄,并實行動態管理;完成水利部已確定生態流量保證目標的 90 條重點河湖 166 個斷面的監測能力分析;建立健全重點河湖生態流量監測預警機制。實現黃河生態流量保障實施監督。制定生態流量監管方案,對生態流量監測預警和調度管理情況進行監督檢查,對各控制斷面生態流量目標保障情況進行考核;針對不滿足生
167、態流量目標要求的斷面,及時核實情況,提出解決措施。3.在黃河流域水資源超載地區清單的基礎上,提出黃河流域水資源臨界超載、非超載地區清單,提出松遼流域、漢江流域水資源超載地區、臨界超載地區和非超載地區清單。制定黃河流域水資源超載地區治理效果評估相關技術要求;制定可操作的治理成效評估標準,摸清各流域管理機構和地方審批取水許可工程分布和取用水資料,分析區域月取水過程分布規律和年度取水累計變化規律,構建行政區干支流月度取水預警指標。建立供用水動態評價機制和月累計用水預警機制。4.長江流域。實現對長江流域已批復漢江、嘉陵江、烏江、牛欄江、岷江、沱江、赤水河、沅江、金沙江 9 條跨省江河流域水量分配實施監
168、管,加強跨流域調入調出水資源管理。黃河流域。重點從超載區水資源管理、水資源分區管理、干支流水量分配實施監管、生態流量方案實施、地下水水位水量雙控、水資源水生態水環境承載能力、取用水計量等方面建96立水資源剛性約束制度;監督檢查已批復跨省支流省區用水情況、主要控制斷面下泄流量水量情況,實現跨省支流水量分配方案實施與監管;同時根據可用水量和水資源開發利用現狀,評價水資源開發利用程度,開展開發利用分區劃定工作,加強黃河流域水資源開發利用保護分區管理及跨流域調入調出水資源管理?;春恿饔?。實現淮河流域水資源短缺地區分區管控,明確水資源短缺地區判斷標準,制定淮河流域水資源短缺地區清單,針對列入清單的地區分
169、類施策,加強對該地區執行水資源剛性約束制度的監督檢查,保障經濟社會發展與當地水資源條件相協調。海河流域。實現水量分配監管方案制訂與實施。珠江流域。實現珠江流域跨省江河水量分配方案實施監督,核算流域內各?。▍^)年度用水總量,評估監測能力穩定的主要控制斷面管控目標達標情況。松遼流域。實現松遼流域 15 條已批復河流的水量分配方案實施監督。逐河對年度用水指標進行分解,細化各省級行政區年度用水管控指標;實現重要控制斷面管控要求動態監管,推動水資源管理措施落實見效;開展洮兒河、音河、阿倫河、霍林河和渾江 5 條跨省江河水量分配指標落實管控工作,明確控制性工程運行原則及運用控制指標、重要取水口管控原則、重
170、要控制斷面下泄水量及生態流量管控要求。太湖流域。實現水量分配實施監管。提出太湖流域沿江、97環湖口門適宜引排水規模、時空分布以及新安江水庫下泄水量;完善沿江、環湖等流域重要邊界河道內配置水量核算方法以及河道外用水量監控和調查統計方式,逐月滾動核定流域及省市河道內外分配水量。4.5 北斗水利創新應用工程依托國家北斗產業化重大工程,利用北斗的定位、導航、授時和短報文等功能,在水利應急通信、水文測站數據傳輸、大壩安全和庫區地質災害監測預警等方面統籌推進北斗應用。主要建設內容包括:1.通過北斗三號水利短報文服務平臺專用環境、通信線路、應用系統、移動便攜終端等建設,實現水利短報文用戶卡注冊管理、用戶終端
171、監控管理、短報文接收分發、短報文內容審查、應急通信調度、網絡安全監控等功能,具備服務水利行業 30 萬個北斗短報文終端的能力,滿足水利行業北斗短報文應用需要。水文報汛測站、山洪災害監測站全部使用北斗三號短報文作為備用通信信道,偏遠地區取用水監測站、小型水庫監測站、地下水監測站使用北斗三號短報文做為主用通信信道,顯著提高水利行業報汛信息的時效性,擴大信息傳輸的覆蓋范圍,全面加強水利管理部門重要業務數據與信息系統的安全性與穩定性。配合部分北斗短報文便攜終端,基于平臺構建北斗應急通信網,有效提升水利管理部門信息系統對各類防汛事件的應急98能力。2.依托“北斗水利綜合應用示范項目”,利用北斗高精度位置
172、服務和短報文通信功能,選擇 200 多個大、中、小型水庫開展水庫大壩形變監測、水庫雨水情監測預警、水庫大壩巡檢等北斗應用示范;開展山洪災害監測設備通信信道升級改造、山洪災害調查評價、山洪溝監測預警應用示范;在 4 個特高壩開展特高壩及高邊坡形變安全監測、大壩高精度智能振動碾壓作業、大壩巡檢人員與作業車輛定位等北斗應用示范,形成北斗水利應用終端型譜和基于北斗的水利行業應用標準規范,以典型業務示范帶動北斗在水利行業的規?;茝V應用。3.支持地方水利部門,結合數字孿生流域建設,開展基于北斗的數字流域及水安全綜合監測預警和創新應用工程建設?;诒倍范虉笪暮透呔珳饰恢梅展δ?,對小型水庫雨水情、大壩形變
173、、水庫邊坡位移等進行動態監測。研究基于北斗短報文和高精準位置服務的水文浮標,開發集成北斗定位和水文測報功能的新型水文測量設備和測驗方法,從上游到下游全程對洪水演進過程進行實時全過程跟蹤和動態測量。開發無人機巡河、無人船巡堤分析預警技術。依托移動通信網絡、微波通信、衛星通信、北斗短報文等通信手段,構建沿水系通信網絡,建設無人機、無人船測控數傳走廊?;诒倍范虉笪暮透呔珳识ㄎ?,99集成無人機、無人船和視頻圖像分析技術,開展河湖“四亂”、生態流量、水利設施安全等自動識別預警技術和水旱災害情勢、水庫調度效果等自動監測評估技術,利用多波束側身系統、側掃聲納提前對大堤管涌、潰堤進行分析預警。4.6 水利網
174、絡安全防護能力提升工程根據中華人民共和國網絡安全法 和關鍵信息基礎設施保護要求,落實關鍵信息基礎設施保護部門責任,加大在建或改造的關鍵信息基礎設施監管力度,加快推進關鍵信息基礎設施安全可控改造,加強水利網絡安全保護對象全生命周期管理,實現水利網信工作安全與實用深度融合。主要建設內容包括:1.針對水利關鍵信息基礎設施面臨的安全風險隱患,結合緊迫程度和自主產業支撐能力,選擇三峽水利樞紐、南水北調東線或中線工程、黃河水量調度系統等 23 個水利關鍵信息基礎設施,開展網絡安全改造,實現關鍵核心技術重大突破。通過軟硬件適配、產品研發等形式提升安全防護水平,進而推動相關軟硬件產品擴大部署應用,逐步提升核心
175、技術、產品和產業能力,促進創新技術突破、迭代、升級,在水利行業形成可復制、可推廣的產品應用方案。主要包括基礎軟硬件適配,PLC、SCADA 系統等改造及密碼應用改造等內容。2.在水利部建設水利行業關鍵信息基礎設施網絡安全綜合態100勢指揮平臺及其配套設施。加強水利關鍵信息基礎設施網絡安全保護工作,強化水利網絡安全監管、信息共享及協同指揮職責,實現水利網信工作“安全”“實用”深度融合。平臺縱向向上實現與國家網絡安全綜合防控體系對接,縱向與各水利關鍵信息基礎設施運營單位的關鍵信息基礎設施綜合管理體系對接,橫向對接國家網絡安全監管單位,形成上下聯動、內外協同、綜合指揮和聯防聯控的水利關鍵信息基礎設施
176、網絡安全保障機制。主要包括完善水利關鍵信息基礎設施整體安全監管;強化水利關鍵信息基礎設施網絡安全態勢分析,開展水利關鍵信息基礎設施網絡安全通報預警,水利部機關關鍵信息基礎設施安全加固,對正在建設或改造中的小浪底、大藤峽等水利工程在設計、建設、運行、維護等方面按關鍵信息基礎設施實施安全加固等內容。3.開展網絡安全防護能力建設,加強水利網絡安全監測預警、縱深防御和應急響應三個方面建設,補充完善實戰化、常態化的網絡安全運營保障能力,提升防護水平。主要包括在現有安全設備的基礎上,按照優化調整后的網絡分區結構進行更新改造,構建安全可控的關鍵信息基礎設施安全防護體系;擴大安全威脅預警感知和防御范圍,擴充探
177、針監測范圍到部直屬基層單位,形成全覆蓋的網絡安全應急響應系統,為安全威脅閉環處理、安全事件協同響應提供有效支撐;結合大數據平臺資源,提升安全分析能力,對移動應用、物聯網等領域進行合規性檢101查,上線前的安全審計、上線后監測防御,減少安全死角,避免非法控制、數據泄露等安全隱患,滿足國家法律法規有關要求。4.7 數字孿生長江長江流域全覆蓋水監控工程立足現有信息化基礎,以“透徹感知、全面互聯、深度整合、廣泛共享、智能應用、泛在服務”為提升方向,全面開展數字孿生長江長江流域全覆蓋水監控工程建設,打造符合智慧水利特征的流域管理信息化綜合體系,融合和挖掘分析各類信息資源,著力解決涉水問題發現不全面、不及
178、時、不精準,監測感知層采集能力不足等問題,構建全流域水土保持數字化場景,建設流域水土保持業務應用,全面提升流域綜合監測和管控能力,逐步建成“智慧長江”,為“安瀾長江、綠色長江、和諧長江、美麗長江”和長江經濟帶水利支撐保障工作提供有效信息支撐。主要建設內容包括:1.主要包括站網監測、視頻監控、遙感監測(衛星和無人機)、在線信息填報等常規監測及應急監測 5 個分項的能力建設。在站網監測方面。直接利用現有斷面監測能力,整合長江委現有或規劃建設監測站點數據、接入地方監測站點數據,提升在線測流、實時報汛、在線測沙、省界水文測量、水質和水生態保護監測分析能力,形成覆蓋水旱災害防御斷面、水資源調配監測斷面、
179、近萬個規模以上河道外取水工程、委發證取水102項目、河道外審批非農地下水取水工程、重點監測用水項目、地表水水質監測斷面、地下水水質監測點、水生態監測斷面、生態流量監測斷面、水土保持斷面的流域站網監測體系。在視頻監控方面。以長江委統一視頻監視平臺為支撐,整合長江委現有相關視頻監視點,完善和新建部分監視點,形成覆蓋控制性水利工程、重要采砂江段、水文斷面、4 個委屬單位水庫庫區安全生產監管的流域視頻監視體系。在遙感監測方面。整合委內遙感影像,接入水利部遙感數據,適當購置商業遙感數據,提升半自動遙感解譯能力,補充無人機遙感監測能力,形成覆蓋流域蓄滯洪區非防洪建設項目、水旱災害區域、一干八支兩湖岸線利用
180、區域、涉河建設項目、大型生產建設項目、水土保持重點工程、重要水土流失防治區、兩湖兩庫濕地的遙感監測體系。在信息填報采集方面。整合現有分散的監管信息填報系統,開展移動監管 APP 建設,實現相關業務信息填報和現場監管。在應急監測方面。補充應急設備,支撐上游堰塞湖、下游分洪潰口及突發水污染、水生態事件應急監測。2.主要包括提升流域數據匯集、治理及數據庫建設能力,建設多元數字場景、實現智慧模擬等任務。數據匯集能力建設。采用資源整合的思路,利用現有數據交換平臺匯集相關數據,建設匯集數據管理系統對匯集的原始數據進行管理。涵蓋綜合站網、遙感、視頻、接入 4 類匯集管103理系統建設。其中,基于現有報汛運維
181、管理系統升級完善綜合站網監測匯集管理系統;基于長江委視頻平臺升級完善視頻匯集管理系統;新建遙感數據匯集管理平臺;基于長江委數據交換平臺升級完善接入信息匯集管理系統,采取統建分管的模式開展數據匯集能力建設。數據處理能力建設。提供基礎數據處理能力和業務數據處理能力,為管理及決策應用提供處理結果。涵蓋綜合站網、遙感、視頻 3 個基礎處理系統和水旱災害防御、水資源管理、水資源節約與保護、水土保持、岸線管理與保護、采砂管理、行政監督、行政執法 8 個專業處理系統建設。其中,綜合站網監測數據處理系統主要基于現有報汛運行維護系統和長江洪水預報調度系統進行擴充;新建遙感數據處理系統;基于長江委視頻平臺升級完善
182、視頻數據處理系統;基于長江防汛抗旱指揮系統擴充水旱災害防御監測處理系統;基于國控水資源系統擴充水資源管理監測處理系統;基于水質評價系統和實驗室信息管理系統擴充水資源節約與保護監測處理系統;新建水土保持監測處理系統和岸線管理與保護監測處理系統;采砂管理監測處理系統直接利用國家水利綜合監管平臺長江流域采砂監管系統;基于流域管理機構水政監察隊伍執法能力建設規劃(20202025 年)項目的遙感遙測工程信息管理系統擴充行政監督監測處理系統和行政執法監測處理系統。數據處理能力建設采取統建分管的模式開展。數據庫建設。采取統建分管的模式,基于現有數據庫進行104完善和新建,形成由信息匯集庫、信息處理庫、管理
183、及決策應用庫 3 個子庫構成的長江流域全覆蓋水監測系統綜合數據庫,進一步細分為 13 類 70 個邏輯子庫,形成綜合數據庫。搭建數字孿生平臺。進一步發揮知識圖譜、二三維 GIS、BIM、位置服務(LBS,Location Based Services)等先進技術作用,形成基礎數據統一、監測數據匯集、二三維一體化的數據底板,實現水利全要素的數字化映射;同時補充分布式水文模型及覆蓋主要干支流的水力學模型等,深度融合產匯流預報、一二維動力耦合,挖掘分析各類信息資源,提升事前研判、事中處置、事后分析計算能力,將監測數據及模型仿真計算數據載入支撐平臺,實現物理流域與數字孿生流域水情信息展示與深度融合,為
184、超前預報、警戒預警、實時預演、全息預案等場景的仿真模擬提供支撐。3.融合和挖掘分析各類信息資源,全面掌握江河湖庫綜合信息,以應用支撐平臺為支撐,建設形成具有邏輯嚴密、功能全面、界面友好、協同高效等特點的監測告預警管理、水調度和水資源綜合管理、河湖保護與綜合管理、流域監管綜合政務管理、水行政事務管理和輔助決策支持等多個應用功能,為流域水行政管理所涉及的監管對象和監管事項,提供“監測、評估、告警、處置、總結”的全閉合管控信息化支撐服務。4.骨干網絡優化提升。以現有的國家防汛抗旱指揮系統骨干105網絡以及水文測報網絡為基礎,以一個省基本保證一個二級節點為原則,通過新建和就近接入等方式整合、調整現有網
185、絡結構,提升網絡節點和鏈路能力,構建節點清晰、安全高效的星型網絡架構骨干網。運行環境建設。建設云管理平臺、虛擬化計算資源池、結構化與非結構化存儲、系統備份、機房環境、監測預警系統等。監測預警中心改造。滿足日常綜合監測管理需求,改造現有大樓形成監測預警中心。5.主要滿足三級等級保護要求,采用新建和利舊相結合的思路,開展安全技術防護、安全管理和安全管理中心三個方面的內容建設。4.8 數字孿生黃河黃河下游防洪工程安全監測工程基于 GIS+BIM、物聯網、衛星遙感、無人機、視頻監控等信息技術,建設數字孿生黃河黃河下游防洪工程安全監測工程,運用數字孿生等信息技術,打造同步仿真運行的數字孿生流域;結合地質
186、、根石探測、水情等基礎信息,通過大數據和云計算技術,整合各類資源,通過智能感知系統建設、信息傳輸網絡升級改造、應急保障能力提升和智能監管應用系統開發等實現對黃河下游常年靠河的重點堤防、險工、控導及水閘等工程的滲流及變形在線監測;實現“信息采集自動化、傳輸網絡寬帶化、安全管理智能化、決策支持可視化”,提升防洪工程106安全管理的科技含量和管理水平;構建黃土高原地區重點淤地壩及全流域水土保持數字化場景,建設淤地壩安全運行管理、流域水土保持業務應用。主要建設內容包括:1.建設與優化下游重點堤段、險工、控導、水閘等安全監測設施設備及視頻監視點,完成各類智能傳感器、視頻監控設備、智能巡檢設備的配備,實現
187、下游大堤重點堤段、險工、控導、水閘等工程滲流及變形實時監測,建設全天候高清晰度實時視頻監視點,利用遙感實現對黃河下游河勢、堤防、險工、控導定期動態監測;提升應急通信保障能力。建設黃河下游沿河堤防、險工、控導、閘站等一線工程班組“天通一號”手持衛星終端 298 臺,全面提升基層單位的應急保障能力。2.整編融合水文水資源、水災害、水利工程、水生態數據,共享自然資源、社會經濟、生態環境等流域相關數據,搭建數字孿生平臺。包括水利工程 BIM 數據、無人機傾斜攝影數據、下墊面信息等,構建流域重點區域數據底板;基于AI、數字孿生和大數據等技術,優化產匯流、洪水演進等通用模型和土壤侵蝕、水質分析、水沙預報、
188、水沙調控等專用模型,建設黃河模擬仿真可視化平臺,擴展綜合決策分析功能,實現“四預”功能,支撐數字孿生黃河與物理黃河的實時同步仿真運行。3.建設安全監測預警系統、智能巡檢系統、防洪工程監管服107務平臺,實現對工程各類安全信息的智能管理和應用,為黃河下游工程安全監管提供應用和虛擬環境,全力提升智能分析、預測、評估能力,提升治黃監督管理水平。4.升級改造信息傳輸網絡。以融合組網的方式,對黃河下游信息傳輸網絡進行升級改造,組建覆蓋黃河下游省市縣級河務局、沿河基層管理單位、沿河防洪工程安全監測信息采集點的高速信息傳輸通道,租用公網電路,實現縣局到市局 100M、市局到省局 100M 的通信傳輸能力;鋪
189、設光纜 3953km,沿河建設96 個長期演進技術(LTE,LongTermEvolution)無線基站,實現沿河眾多信息采集點、固定視頻點和無人機視頻采集等的信息接入。5.以下游防洪工程業務網安全為核心,建立以態勢感知、縱深防御、應急響應和數據安全為基本組成的網絡安全防護體系,滿足等級保護防護要求,業務網覆蓋山東、河南省局網絡,構建適合黃河下游防洪工程監測業務需要的網絡安全技術保障體系。4.9 數字孿生淮河淮河重點區域數字孿生及智慧防洪“四預”建設工程在智慧水利和數字淮河總體框架下,充分運用云計算、物聯網、大數據、移動互聯、AI、數字孿生等新一代信息技術,108以物理流域為單元、干支流水系為
190、骨干、水利工程為重要節點、數字地形為基石,進一步補充完善智能感知、基礎支撐設施和數據資源服務體系,對照物理水利及其影響區域建立覆蓋重點區域和重點水利工程的數字孿生流域,構建具有“四預”功能的智慧淮河防洪應用。通過重點區域“點、線、面”數字映射以及智慧防洪“四預”應用建設,進一步補足防洪基礎設施短板,初步建立智慧化流域防洪體系,實現洪水防御數字化場景、智慧化模擬、精準化決策,為淮河流域水利工程安全運行和優化調度提供超前、快速、精準的決策支持。構建全流域水土保持數字化場景,建設流域水土保持業務應用。主要建設內容:1.雨水情自動監測。根據淮委當前防洪監測監控工作需要,在淮河干流和主要支流重要節點增設
191、 12 處流量自動監測站,對淮河流域平原洼地部分水位站進行改造升級,新建沂沭河攔河閘壩遙測水位監測站點,對沂沭泗現有水位站及重溝水文站進行現代化改造。防洪視頻智能監控。增加淮河水系及沂沭泗水系防洪視頻監控站點,升級實時監測水尺、建設視頻級聯集控監測網。通過視頻監控實現對水位、流量、流速等洪水要素的實時監測,利用圖像智能分析、信息自動解譯等手段,獲取不同尺度及頻次監控數據。將監控數據信息與防洪專業模型進行融合,實現物理網與數字網的深度融合應用。洪水應急監測。購置應急指揮移動站 2 套、巡測車 2 輛、109單兵設備 5 套、水下地形掃描聲納雷達 3 套、車載三維激光掃描儀 1 臺、便攜式手持三維
192、激光掃描儀 1 臺、無人機 4 臺。提升洪水應急監測精度及頻次,實現突發情況下的洪水應急監測與實時處置。工情實時監測與智能識別。充分共享淮委已有系統中堤防重點工程安全監測信息,各類監測數據及解譯數據實時傳輸到數字孿生平臺,將物理流域要素與數字流域建設進行融合,實現工程安全監測預警。完成南四湖水利管理局、沂沭河水利管理局、駱馬湖水利管理局 3 個工情分中心建設,每個工情分中心各配備 1 套險情移動采集設備,開發工情分中心業務應用系統。衛星遙感監測監管。開發衛星遙感智能化監測監管系統平臺,支持多源衛星遙感數據協同處理與匹配應用,實現全流域優于 0.8m 高空間分辨率的下墊面遙感數據年度更新、5m
193、高空間分辨率數字高程模型定期更新、建設用地及蓄(滯)洪區莊臺等定期更新與變化檢測,對淮河干流及大型水庫等重點區域水體面積月尺度自動提取?;诙嘣磭a衛星數據,應用 AI自動解譯和人機交互等方法,實現對淮河干流及重點行蓄洪區洪水淹沒范圍、大型水庫水體面積和水位、居民地、農作物等洪災信息的應急監測分析,提高災情監管處置效率,為防汛指揮決策提供科學、直觀的輔助決策支撐。2.多源數據匯集。根據業務工作范圍,按照統一標準規范,110調查、梳理淮河流域分散在各水利部門、各水利業務領域、各單位的水利數據資源,形成統一管理和服務的淮河流域水利數據資源目錄,為智慧防洪業務應用提供準確的水利數據資源搜索及定位服務
194、,主要包括河道、水流、水庫、堤防、蓄滯洪區等基礎數據,水情、雨情、工情、災情等監測數據,數字線化圖(DLG,Digital LineGraphic)、DEM、數字柵格地圖(DRG,Digital Raster Graphic)、DOM以及洪水風險圖和山洪災害數據等。建設智慧防洪專用數據資源庫。充分依托國家水利大數據中心建設項目,以淮河流域已建數據平臺為基礎,升級改造數據匯集功能,新建獨立的智慧防洪專用數據庫,實現海量數據存儲和統一管理,為智慧防洪的業務應用提供可靠的數據存儲和數據服務。具體建設內容包括構建智慧防洪貼源數據庫、基礎數據庫、主題數據庫、專題數據庫、產品數據庫。完善淮河流域數據資源共
195、享服務機制。遵循相關標準和規范,實現水利基礎數據、業務數據、監測數據、業務管理數據、地理空間數據等在水利部、淮委、淮河流域省級水利部門的上報、下發與同步,實現淮委與流域其他相關行業主管部門之間跨網絡、跨行業、跨層級的數據共享。3.構建防洪數字化場景。采用“點線面”結合的方式進行建設,主要建設內容包括全流域高分辨率數字場景、淮河干流及重點河道、沂沭河和新沂河等重要河段、梅山和鲇魚山等重點111大型水庫精細數字場景和利用數字孿生技術構建的重點水利工程實景三維模型。建設數字流場。在已建數字場景下,將水利專業模型計算的數字流場進行展示;同時將物理感知網獲取信息與模型計算結果進行孿生映射。運用模型、虛擬
196、化手段和大數據技術,對重點防洪區域的洪水淹沒過程進行精細化展示,實現二三維相結合、數字流場靜動結合的多維數據展示。4.智能應用支撐建設。在構建調度預案庫、知識圖譜庫、業務規則庫、歷史場景模式庫、專家知識庫等基礎上,通過機器學習、大數據挖掘等方式進行提取組織和挖掘處理,將集總式/分布式水文預報模型與 AI 技術相結合,構建AI 智能預報模型;將傳統的防洪調度模型與 AI 學習相結合,構建 AI 智能調度模型。通過應用接口為上層水利業務應用提供智能算法、防洪知識庫、AI 智能預報與調度模型等智能應用支撐建設。防洪專業模型。運用水文學、水動力學模型、水工程調度模型等工具,預演洪水發生后水工程調度、蓄
197、滯洪區啟用等各種真實情景,實現洪水預報調度結果在數字流場中的動態交互、實時融合及高仿真模擬。主要包括水文預報模型、基于高性能計算的淮河干流支流蓄滯洪區應急分洪一體化水動力模型、多位一體數字水工程聯合調控模型、多維風險效益綜合評判調度智能決策模型等專業模型建設。智慧防洪“四預”功能建設。構建智慧防洪“四預”功能,112在數字化場景中實現淮河流域防洪重點區域的洪水過程模擬(預報)、防洪形勢分析(預警)、調度預演評估(預演)、方案優選推薦(預案)等業務應用,實現基于數字孿生流域的瀏覽查詢、洪水演進、洪水淹沒分析,以及物理流域水利工程運行實時同步監控和精準調度等功能。智慧防洪“四預”功能主要功能包括雨
198、水情信息監控、查詢、瀏覽、綜合分析,天氣形勢分析、氣象數值預報、河湖水庫點線面洪水預報,強降雨過程和暴雨洪水預警、洪水預警及水情預警發布管理,水文水力學耦合洪水演進、預報調度一體化、多位一體水工程聯合調度、調度方案模擬推演、洪水影響風險評估、可視化仿真模擬、防洪預案查詢、流域水工程聯合調度方案等電子預案編制、水工程聯合調度方案智能決策等。5.為了支持淮河流域智慧防洪“四預”功能的運行,需升級、擴容、新建相關基礎支撐體系,包括高速通信網絡、服務器資源、存儲資源、會商系統及網絡安全等新型基礎設施建設。其中,對于會商決策支持系統環境建設,在淮委防汛調度大樓建設水工程調度、水情會商兩套功能先進、實用可
199、靠的會商環境,從而滿足水旱災害防御調度和水文氣象預報會商要求。4.10 數字孿生海河海河流域水安全保障能力提升工程數字孿生海河數字海河流域水安全保障能力提升工程旨113在提升海河流域水庫樞紐、引調水、河道(堤防)、蓄滯洪區等水利工程的監管能力;借助新一代通信技術,建設全面互聯互通的高速水利基礎設施通信網;融合AI、大數據技術,構建智能運行環境,搭建流域數字孿生平臺,建設高效協同的海河流域智能業務決策分析系統及智慧調度中心,優化健全海委網信保障體系,為海河流域水安全保障提供“自動監測、及時傳輸、智能分析、智慧調度、安全管控”的信息化技術手段,實現流域水管理的“四預”功能,構建全流域水土保持數字化
200、場景,完善流域水土保持業務應用。主要建設內容包括:1.實現直屬水利工程及重要斷面智能監管。建設覆蓋海委直屬水庫、水閘樞紐、堤防、河道的智能監測系統,補充完善、升級改造水文站、水質站、視頻點及取水在線監測點,建設水庫大壩、水閘、堤防安全監測系統;完善流域省界與重要河道斷面的監測站網,改建并新建省界站及位于重要河道的測站,實現水情、水質等業務信息的智能監管。2.提升流域數據治理,構建智能云管平臺。重點構建涵蓋智能云管平臺、物聯網管理平臺、數據資源管理、智慧賦能平臺、應用支撐平臺的智慧支撐體系,實現計算資源和存儲資源智能管理,實現物聯網設備管理支撐,具備兼容不同網絡傳輸技術、兼容多類型終端設備、采集
201、數據集中管理的能力,遵循整合已建、統籌在建、規范新建的原則,通過數據資源目錄梳理、多114源數據匯集、數據治理、數據存儲、數據共享交換、大數據分析和數據服務,構建數據資源池,提供統一、標準、完整、有效、全面的數據資源支撐。建立數據模型、仿真引擎及知識引擎。提供數據處理、模型訓練、部署和開發的一體化的 AI 開發服務,具備為水利智能應用提供水文預報、水動力模擬、水質模擬、地下水模擬等模型服務能力,構建 GIS 服務平臺、三維、VR 場景展示平臺,利用數字孿生技術,初步實現海河流域的數字化映射。提升海委系統監測能力。建設遙感監測平臺,初步形成海河流域水安全遙感監測網;整合現有視頻監管平臺,形成覆蓋
202、海委機關、直屬二級單位(三級單位)多級級聯視頻監管體系;配置無人機、無人船、巡測車等智能巡測設備,擴展感知范圍,完善流域監測體系;完善海委系統水質實驗室。3.構建流域水模擬與決策分析系統,實現全過程水循環模擬,提供多情景分析;建設流域水工程安全分析與科學調度系統,建立基于多源信息融合的高精度水利工程三維仿真模型,構建水工程智能應用;構建海委水行政智能管理應用系統,圍繞水安全綜合監管、資金監管、水行政執法等方面工作開展服務;構建集流域水利一張圖展示平臺、流域綜合業務信息、公共信息服務平臺、流域水文化信息服務平臺為一體的流域水信息服務智能系統,通過應用體系的建設,為流域水安全監測、監管、分析、決策
203、、信息發布提供支撐。1154.流域水信息互聯互通網絡體系建設。重點建設監測站點至管理中心的信息傳輸,利用公網實現海委至水利部、八?。ㄗ灾螀^、直轄市)寬帶 100Mbps 水利專網、海委機關至海河流域大數據中心寬帶 1000Mbps 局域網、重要水利樞紐工程物聯網、一個水庫及一個水閘實驗性 5G基站等高速信息傳輸網,形成高效快速的信息傳輸網絡體系。流域水安全監管智慧調度中心建設。完善水工程工控室、直屬局二級單位(三級單位)調度控制節點、直屬局調度控制分中心、流域調度控制中心,實現環境改造及視頻會商系統建設,為流域各級管理單位的調度管理提供工作環境和工作平臺。智能機房環境建設。建設海河流域大數據中
204、心機房,升級海委系統各級單位網絡機房。5.開展網絡安全威脅監測預警體系建設,強化水利網絡安全監測和檢查,完善網絡安全防御設施,構建覆蓋智慧水利綜合感知、分析處理和智能應用全過程的國網安全保護體系,提高網絡安全防護能力。4.11 數字孿生珠江粵港澳大灣區水安全監控工程針對粵港澳大灣區臺風暴潮等極端天氣增加及咸潮上溯、洪水歸槽等影響,以服務粵港澳大灣區建設等國家戰略為重心,以建智慧珠江為目標導向,以流域網信短板和業務急需為問題116導向,打造數字孿生珠江,構建覆蓋西江、北江、東江、珠江三角洲以及主要支流、重要節點的現代化智慧監控與應用服務體系,提升數據融合供給、空間分析計算、虛實融合互動、模擬仿真
205、推演等數字孿生流域核心能力,強化流域防洪、水資源管理與調配等關鍵業務信息化支撐,提高流域綜合管理水平和監管效能,實現“監測、評估、告警、處置、總結”全閉合智能監督管理應用,構建全流域水土保持數字化場景,完善流域水土保持業務應用。主要建設內容包括:1.利用衛星遙感、無人機、無人船、視頻監控、智能終端、物聯網等先進技術手段和儀器設備,按照“應建盡建、應接盡接”的原則,構建流域全覆蓋的天空地一體化監測感知網,開展站網監測、視頻監控、遙感監測、無人機監測、無人船監測共 5 項感知能力建設。站網監測方面,加快現有水文測站提檔升級,并采用接入、提升完善和新建相結合的方式,對水旱災害防御、水資源管理、水資源
206、保護 3 個領域所需的監測對象開展監測能力建設,委直管水文站全部實現自動監測,其他水文測站監測信息基本實現自動接入;視頻監控方面,升級現有的視頻監控平臺,進一步擴大視頻監控范圍和密度,采用接入為主、新建為輔的方式,針對水旱災害防御、水資源管理和保護、水利工程建設與運行管理、河湖管理等 4 個業務領域所需的視頻監測點進行補充建設,初步建成流域管理機構水利視頻級聯集控平臺,實現流域全部省級平臺接入;遙感監測方面,新建117遙感數據匯集系統、多源遙感影像數據管理系統、遙感監測成果發布系統,進一步提升遙感采集、匯集、數據處理、定量分析、數據存儲及管理等能力,粵港澳大灣區等重點區域遙感影像實現季度更新;
207、適時適情通過無人機(船)開展監測,逐步建成無人機、無人船監測體系作為遙感監測重要補充。2.加快云平臺建設。結合國家水利大數據中心流域管理機構數據匯集應用節點建設內容,構建珠江委云平臺,實現網絡、存儲、服務器、虛擬化平臺及通信鏈路等基礎設施云化,保障基礎設施資源的可擴展性,建設云平臺基礎設施即服務(IaaS,Infrastructure as a Service)層、平臺即服務(PaaS,Platform as aService)層等云服務能力,形成一套云管理平臺,實現對云服務端到端的監測能力,收集并展示監測對象的告警和性能信息;建設覆蓋三級區、二級區和隔離區(DMZ,Demilitarized
208、 Zone)數據庫集群,完善數據庫管理;建設西江調度指揮中心虛擬化平臺,搭建一套虛擬化環境,配備虛擬化軟件及備份一體機等實現數據備份;建設 12PB 級網絡分布式存儲設備,建成一套網絡互通、業務連續、數據安全、管理規范的云架構體系。建設一體化數字平臺。涵蓋物聯網平臺、數據資源池、模型服務平臺、AI 平臺、基礎支撐組建等,實現前端監測設備設施的統一接入及智能管控,水文、水資源、水利工程等多源數據的標準化治理、融合、存儲,實現洪水預報、水庫聯調、河湖監管、干旱監測、生態調度、水土流失、水環境等水利專業118模型的集成,以及具有可組合調用與擴展功能的圖像識別、數據挖掘等 10 余種經典算法,實現預報
209、調度一體化和水安全風險實時動態評估,為珠江流域(片)水利業務賦能?;窘ǔ伤麛祿蚕矸治龇阵w系。建設水利大數據中心流域節點,實現流域水利信息資源行業內外共享,流域水利一張圖得到全面應用,基本實現水利部、珠江委、省區水利數據共享和聯動更新,水利數據得到全面分析處理和挖掘應用。3.進一步提升業務系統集約化程度和業務協同能力,將珠委已建業務系統,通過整合、完善和新建等方式,形成 1 個基礎應用(珠江水利一張圖)、9 大業務板塊(水資源開發利用、水資源節約保護、建設與運行管理、河湖保護與管理、水土保持、農村水利水電、監督管理、水旱災害防御、綜合管理與服務)、1 個移動應用服務平臺,構建完善的流域水
210、安全業務一體化業務應用體系,有效提升珠江流域水信息監測調度服務能力,初步實現水監測智能化。4.優化提升骨干網絡。珠江委本級網絡實現 SDN 應用,珠江委與穗外委屬單位、右江公司和大藤峽公司的網絡專線帶寬達到 50Mbps 以上,流域省區網的網絡帶寬達到 20Mbps,構建以珠江委為一級節點,以流域各省區、委屬基地、聯合調度水工程管理機構等為二級節點,以粵港澳大灣區九市水利部門為三級節點的星型和樹形的混合網絡構架骨干網,實現流域各?。ㄗ?19治區)網絡專線全接入及粵港澳大灣區 9 地市的全面互聯,水利應急通信保障能力顯著提升。建設監管指揮及調度會商環境。完善珠江委監管指揮中心、西江局監管指揮中心
211、、預報調度會商中心,實現環境改造及會商系統建設,支撐聯合值守、會商指揮和調度決策等工作的開展。建設智能機房環境。完善珠江委中心機房智能供電及溫控設施設備,保障機房基礎環境。5.進一步提升安全監測預警、縱深防御、應急響應及處置和運維保障能力,通過配備物聯網安全管理中心、云計算防護系統、網絡安全決策指揮系統等軟件,實現珠江委本級網絡安全態勢感知和異地災備中心等級保護合規,本項目建設的數據共享分析服務體系和水安全業務一體化應用體系滿足國家網絡安全等級保護 2.0 標準基本要求。4.12 數字孿生松遼松花江數字孿生流域及東北黑土糧食主產區水安全監控工程圍繞水旱災害防御和水資源管理與調配兩大業務需求,以
212、松花江作為松遼委智慧水利“分系統”先行建設,搭建實用先進的數字孿生流域和重點業務示范區,為松遼委智慧水利整體建設提供模板,實現水旱災害防御“四預”功能和水資源管理與調配業務高效應用,構建東北黑土區重點侵蝕溝及全流域水120土保持數字化場景,完善流域水土保持業務應用,助力流域管理服務能力的提檔升級。主要建設內容包括:1.提升流域智慧感知能力,通過自主建設、數據共享接入方式,完善流域視頻監測、遙感監測、應急監測等數據,擴展無人機、無人船、衛星遙感、智能視頻等新型信息化技術手段,重點補充建設嫩江右岸支流、省界河流、國際界河水文、水資源、視頻監測等站點,完善灌區渠首監測站點,新建部分界河虛擬監測斷面,
213、推進先進技術手段和儀器設備應用,試點推廣5G、一桿通等應用;統籌匯集尼爾基、察爾森、豐滿和白山等控制性工程、胖頭泡、月亮泡蓄滯洪區以及干流堤防信息;統籌接入松花江流域重點河段內各級視頻站點;實現覆蓋松遼流域重點河段的高分衛星遙感影像每季度更新;加強松遼流域全國重要飲用水水源地、尼爾基及察爾森等水庫綜合監測,獲取流域內水文、水情等多要素監測數據;優化補充建設流域內監測站點,更新測站設施,推進水文站網建設,特別是對高寒緯度地區水文測站的自動化能力優化升級,對閘、泵等設備進行遠程自動化控制改造,實現流域內綜合感知能力全覆蓋。2.提升數據匯集存儲能力,統籌建設流域數據匯集節點?;谒髷祿行?,實現
214、流域水利監測數據、視頻數據、遙感影像、共享數據的匯集和存儲,水利部、松遼委、省區水利數據的共享和聯動更新,融合與流域防洪及水資源相關的農業、121自然資源、環保、交通等行業數據,為業務提供算據支撐。建設與物理流域相匹配的流域精準映射。建設大尺度松遼流域數字映射基礎,以松花江、遼河流域重點河道為試點,構建重點工程數字孿生體,建立可能影響區域的數字地形,實現不同顆粒度、不同精度的流域孿生還原。重點建設松花江重點河段數字孿生體,構建主要河段等直流河道高精度水下地形、河道岸線、區域高精度 DEM、高精度遙感影像還原;搭建尼爾基、察爾森、豐滿和白山等重要水利樞紐 BIM,接入工程運行實時數據,實現重點工
215、程數字映射,融合胖頭泡、月亮泡等蓄滯洪區居民點、地形地貌、經濟社會、重要基礎設施等基礎信息及植被覆蓋、土地利用、土壤、水文地質單位等下墊面信息,全面建設松花江、遼河流域重點河段 BIM+GIS 數字映射基礎平臺?;跀底钟成渖墶傲饔蛩粡垐D”。增加流域高精度遙感數據,利用虛擬仿真、AR 等技術手段建設動態模擬,疊加應用機器學習、經典水利等模型算法,為流域水旱災害防御和水資源管理與調配等業務的“四預”功能提供算法支撐。統籌建設應用支撐平臺。構建 1 個委機關中心、2 座直管水庫及 3 個水文水資源中心的“1+5”基礎支撐體系,建設流域管理平臺、虛擬化計算資源池、系統備份、結構化與非結構化存儲
216、等,滿足流域數據存儲和計算要求,為業務應用提供算力支撐。建設流域綜合調度智能化指揮中心。以預報調度智能模型122算法為基礎,借助江河湖庫數字孿生開展仿真智能分析,建設松遼委 1 個調度中心、2 座直管水庫調度分中心、3 個水文水資源調度分中心,實現流域重點區域防洪減災、跨流域水資源調配、應急水量調度與水力發電、水生態環境等多目標協同。3.建設包括水旱災害防御、水資源管理與調配及其他水利業務管理的“2+N”水利智能業務應用體系。水旱災害防御方面。融合水旱災害相關 GIS、BIM 數據,制定洪水和干旱數字流域一張圖,建設松遼流域干流河道行洪能力評估系統,實現水系匯聚節點、險工險段、主流變化的監測和
217、分析預警;對重點堤防、蓄滯洪區、直管水庫、水文水資源分中心進行智慧化改造,實現智能視頻識別和前端監測設備、無人載具巡查巡檢設備接入和管理;重點針對松遼流域匯流時間長、洪水歷時較長及松花江流域洪水流量小、水位高、洪水歷時長等特點,在數字映射基礎上,結合現有防汛基礎,建設降水、水文、洪水傳播等預報體系;針對凌汛險段建設凌情、洪水、工情等預警體系;針對胖頭泡、月亮泡等蓄滯洪區建設洪水演進、洪水淹沒、蓄滯洪區啟用預演體系;完善防汛、蓄滯洪區預案優選評估,實現重點區域水旱災害防御“四預”功能。水資源管理與調配方面。建立覆蓋全流域的水資源管理與調配系統,動態掌握并及時更新流域區域水資源總量、實際用水量、生
218、態用水監測等信息,實現用水限額、生態流量等紅線123指標的預報、預警;加快取用水電子證照替換工作,建設各行政區域需水量預測預報體系、取用水量(地下水)預警體系以及水資源調配方案預演評估體系;圍繞國家節水行動和用水總量強度雙控實施戰略,利用信息化手段支撐強化節水行政監管,嚴格節水評價、計劃用水和監督考核;通過智慧管理體系建設,為水資源集約安全利用提供智慧化決策支持。構建“N”個業務系統。建設河湖長效保護與動態管控系統、松遼流域水土保持智能化提升系統、農村水利水電管理系統、建設水利工程建設管理系統、松遼委直調水庫智能化升級改造建設、松遼委執法巡查監控工程升級改造、松遼流域水利監管平臺應用定制等 N
219、 個業務系統,支撐業務工作。4.優化松遼委水利信息網絡結構。提升松遼委至嫩江尼爾基水利水電公司、察爾森水庫管理局、黑龍江上游水文水資源中心、黑龍江中游水文水資源中心、嫩江水文水資源中心的專線寬帶到 20Mbps,提升流域內四?。▍^)專線寬帶到 100Mbps;推進月亮泡、胖頭泡等蓄滯洪區新一代應急通信系統建設;完善電話程控交換網、視頻會商設施,實現視頻會商系統在基層單位的全覆蓋,提升網絡通信能力。運行環境建設。購置數據庫服務器、應用服務器、存儲設施及配套軟件產品,優化機房環境及其監測、控制設施等。5.建設網絡安全管理中心,強化安全態勢智能感知和動態管124理;建設互聯網監測預警平臺,實現對松遼
220、委網站和基于互聯網應用的監測、預警,建立本地、同城、異地備份相結合的容災備份體系,提升網絡安全突發事件的處置能力;實現二級及以上級別信息系統數據級本地備份;實現關鍵信息基礎設施異地數據級備份;實現國家級重要信息系統同城或異地應用級備份。4.13 數字孿生太湖長三角一體化數字太湖工程以長三角區域太湖流域部分為重點,初步建成太湖數字孿生流域,實現物理流域與數字孿生流域之間交互映射、孿生共長、融合應用,以水旱災害防御、水資源管理與調配為重點,提升核心業務智能應用水平,全面服務水資源保護、水生態管理、河湖管理、水利工程運行、水土保持管理等業務需求,構建全流域水土保持數字化場景,建設流域水土保持業務應用
221、,基本形成水利業務智慧化應用全覆蓋,支撐水利業務應用和業務協同;強化數據協同共享,建設統一、高效、安全的信息共享協同體系,完善數據共享交換機制,實現相關單位間數據信息的互聯互通和信息共享,提高數據共享程度。主要建設內容包括:1.在現有流域水利信息采集站點的基礎上,完善天空地一體化水利信息綜合采集體系,優化站點布局,擴大感知覆蓋范圍,將監測采集的實時數據同步至太湖流域數據底板,形成流域監125測信息的實時動態數字映射。全面提升監測站網覆蓋。新建、改建水文監測站點,其中新建、改建環太湖出入湖河道測站,改建長三角一體化生態綠色示范區測站,改建骨干引排河道和水源地測站,升級改造水文遙測系統站點,包括增
222、加監測要素、新技術更新改造、通信網絡完善等。接入流域水文現代化規劃、國家地下水監測系統等其他項目建設的監測信息。全面拓展視頻監測應用。結合水文監測站網布局優化,加裝視頻監測系統,拓展監測手段;接入太湖局水政監察基礎設施建設(三期)項目擬在省際邊界敏感區、湖中島嶼、其他重要出入湖河道等區域新增的視頻站點信息。依托水利部視頻云建設,共享接入流域省市重要工程站點視頻信息,包括環太湖、望虞河沿線、太浦河沿線、沿長江(包括沿海)主要工程、沿杭州灣(包括沿海、沿錢塘江)、東導流以及新孟河、吳淞江、江南運河沿線的主要工程視頻信息;共享接入流域內大中型水庫的壩體、溢洪道及泄水設施的視頻信息。提升衛星及航空遙感
223、監測信息采集能力。部署優于 0.5m 的太湖流域及東南諸河區本底遙感影像底圖,建立穩定、多尺度、多頻次的遙感信息獲取機制,依托水利部資源或其他途徑,定期獲取覆蓋太湖流域片的空間分辨率優于 2m 的多源衛星遙感影像和空間分辨率優于 0.2m 的航空遙感影像等,統籌獲取其他遙感影像資源,建設多源遙感影像數據資源庫,提高影像數據標準化、結構化處理能力。形成覆蓋流域重點河湖范圍監管監126測類、太湖湖區藍藻水華及水生植物監測類、流域下墊面土地利用類型監測類、應急監測及汛期災情調查類等專題遙感監測資源。提升流域工程調度監管能力。在國家水網工程建設框架下,持續完善基于數字孿生的望亭水利樞紐、太浦閘等太湖局
224、直管水利工程智慧化管控系統,推動流域水利工程智能化改造和信息共享。依托水利部平臺,接入太湖流域片大中型水庫監測、運行數據;接入環湖大堤、沿長江、沿杭州灣、望虞河、太浦河、新孟河、新溝河、東導流沿線以及大運河沿線主要城市防洪工程的水閘、泵站的監測、運行信息。建設無人機監測體系。補充無人機設備、航片處理軟件等,推進航拍數據處理能力建設;構建包括無人機監測信息管理系統、無人機監測數據處理平臺系統、無人機設備維護管理系統的無人機監測體系,實現影像時空定位展示及監測數據管理,為三維建模、全景成像等技術提供支撐。2.建立太湖流域二三維數據底板。全方位提升太湖水利一張圖,構建太湖三維數據底板,打造水上水下、
225、河網內外的太湖流域數字基底。建設重點區域“四預”功能過程數字孿生場景。構建太湖、望虞河、太浦河、新孟河、吳淞江等重點區域數字孿生場景,運用智能語音交互、VR 等技術,探索三維沉浸式預報調度過程實景化展示,為水旱災害防御、水資源優化配置管理等提供決127策支撐。通過虛擬仿真技術與數字孿生流域業務應用場景的結合,實現業務應用成果在數字孿生平臺上的全景呈現。完善流域信息共享平臺。對數據資源進行規劃,擴大信息共享范圍,明確流域管理機構與省市(上海、江蘇、浙江、福建、安徽)交通、自然資源、發改委等部門間數據交換范圍,實現相關單位間數據信息的互聯互通和信息共享,構建長三角一體化數據共享開放平臺?;窘ǔ商?/p>
226、湖流域基礎模型體系。推進流域水量水質模型更新升級,完善太湖水量水質模型,完善西部山丘區河道產匯流和水庫調度模擬、河網與太湖水流動態演進等功能;完善新安江流域預報模型,實現新安江主要控制斷面洪水預報、新安江水庫等重要控制斷面生態流量預測;構建模型使能平臺,為上層水利智能業務應用提供模型、算法、知識等基礎能力支撐;針對水災害防御及水資源預測、河湖管理、太湖水環境藍藻等方面構建與業務深度融合的 AI 算法。建設應用支撐平臺。建設智慧太湖規范標準的數據服務和高效便捷的應用支撐,構建數據匯集平臺,實現對流域水利數據資源的匯聚、存儲、清洗、分發、管理。建設服務智慧太湖應用的物聯網平臺、視頻云平臺、AI 平
227、臺、BIM 服務平臺、GIS服務平臺、融合通訊平臺、移動應用平臺等,全面支撐太湖局業務應用,同時面向流域省市相關部門和社會公眾提供數據服務和模型計算服務。3.128以水旱災害防御、水資源管理與調配為重點,全面服務水資源保護、水生態管理、河湖管理、水利工程管理、水土保持管理等業務需求,通過數字賦能,支撐“四預”功能,提高流域水旱災害的防御能力、水資源集約節約利用能力、水資源優化配置能力、大江大河大湖生態保護治理能力,實現長三角一體化太湖流域水治理能力現代化建設。4.通過搭建統一的太湖流域云平臺及基礎設施,實現對計算、存儲、網絡資源的統一管理和調度。進一步強化流域數據資源統一管理,實現數據資源目錄
228、、載體、運行管理的全周期多維度的統一。進一步規范流域涉水數據管理、應用服務、模型算法、地圖服務管理體系,為數據資源統一管理、更新和交換共享提供全面支撐。5.完善數字太湖網絡安全監測預警體系。繪制涵蓋數據中心、物聯網、工控系統等關鍵信息系統的訪問關系拓撲,建成太湖局網絡空間信息圖譜,構建基于“2+N”業務應用體系的網絡安全空間孿生靶場,實現網絡安全掛圖作戰。通過數據驅動的特征量多維度分析、訪問關系深度挖掘、實時威脅情報共享、統一安管策略下發等技術應用實現網絡安全事件的智能化應急處置。建設基于云計算架構下的網絡安全體系。針對云計算環境的開放性和規?;?、大數據處理過程中的時效性和海量化以及129安全
229、服務的針對性和按需化,擴容太湖局現有安全基礎資源,新建云化安全架構,開發云架構下的業務應用安全管理平臺及密碼技術應用管理平臺,定制云架構下的租客安全服務場景,構建安全可靠的數字太湖云安全服務體系。4.14 重大水利工程數字孿生工程在水利工控網、水利云等基礎設施上,共享 L1 級和 L2 級數據底板,建設 L3 級數據底板,將重點水利工程以數字化方式映射至虛擬空間,通過接收水利感知網的狀態信息而同步演化,實現對重點水利工程的實時監控,通過診斷、預測等一系列計算分析后,將分析結果反饋至重點水利工程,支撐重點水利工程的智能運維和優化調度,同時,強化工程基礎數據、雨水情監測數據、安全監測數據及經濟社會
230、數據的信息共享及標準化服務,提供給上級單位、相應流域管理機構及水利部?!笆奈濉逼陂g優先選擇小浪底水利樞紐、丹江 口水利樞紐、岳城水庫、尼爾基水利樞紐、南水北調工程、三峽水利樞紐、澧水(江埡、皂市水庫)、萬家寨水利樞紐、南四湖二級壩工程、大藤峽水利樞紐、太浦閘泵站等 12 個重點水利工程開展數字孿生建設。主要建設內容包括:1.按照水利部關于數字孿生流域、數字孿生工程以及數據融合共享等方面的標準規范要求,推進數字孿生小浪底建設,構建工程“四預”功能智慧體系,實現數字工程與物理工程同步130仿真運行,提升工程安全高效穩定運行水平。搭建數字孿生平臺。數據方面,以 BIM+GIS+物聯網(IoT,In
231、ternet ofthings)技術為支撐,對樞紐、庫區、電站內部及其他相關區域的二維、三維空間地理信息數據及 BIM 數據進行可視化展示,構建 L3 級數據底板,匯集接入業務關注的基礎信息、監測信息、告警信息、分析評價信息以及經濟社會數據,實現工程運行狀況全方位、全天候監視監控;模型方面,構建泥沙水動力學模型和水體、植被、建筑物、氣象特征、孔洞泄流、排沙、監測設備及數據等光影效果可視化模型,實現泥沙沖淤過程模擬仿真及可視化呈現;知識方面,構建包括汛期和非汛期調度運用規則、樞紐防洪預案、防凌預案、調水調沙方案、汛末蓄水方案、超標洪水應急預案、歷史典型洪水的知識庫,為決策提供智慧支撐。完善水利信
232、息基礎設施。升級大壩和高邊坡安全監測設施,構建覆蓋各類設施設備的工程物聯網,提升工程自動化控制水平,建設小浪底和西霞院集中控制中心和數據中心,為數字孿生工程提供感知傳輸、計算存儲、監視控制和運行環境支撐。提升業務應用智能化水平。圍繞防汛調度、大壩安全、閘孔安全、發電安全、庫區安全、反恐安全、旅游管理、設備資產管理等場景,實現數字化場景構建、智慧化仿真推演、精準化決策支持以及優化后的方案成果展示等功能,重點對水下地形掃描數據、斷面線監測數據等進行對比分析,為相關預案提供決策支撐。1312.按照水利部關于數字孿生流域、數字孿生工程以及數據融合共享等方面的標準規范要求,全面整合漢江集團水利信息化建設
233、成果,加強丹江 口水利樞紐和丹江口庫區數字化建設,推進數字孿生丹江口建設,構建工程“四預”功能智慧體系,實現數字工程與物理工程同步仿真運行,提升工程安全高效穩定運行水平,提高丹江口水庫管理能力。搭建數字孿生平臺。數據方面,以 BIM+GIS+IoT 技術為支撐,構建覆蓋丹江口壩區、庫區及水庫運行影響區域的 L3 級數據底板,匯集接入工程安全監測、水文水雨情遙測、氣象監測、水情信息交換、泄流預警、水質監測、地震監測、設施巡檢、庫區巡查、取排水口、涉水工程、視頻監控、遙感監測等信息,實現水庫從宏觀到水利工程微觀特征細節展示,真實展現流域樣貌、自然環境、河流水系、江河調度、工程運行等各種場景,并加載
234、水利專業模型、智能算法等;模型方面,構建工程各分部安全分析評價模型和水資源調配模型,實現工程安全在線監測預警和水資源動態調配;知識方面,構建包括汛期和枯水期調度運用規則、工程防洪預案、汛末蓄水方案、超標洪水應急預案、歷史典型洪水的知識庫,為決策支持提供智慧支撐。完善水利信息基礎設施。升級大壩和高邊坡安全監測設施,構建覆蓋各類設施設備的工程物聯網,提升工程自動化控制水平,建設丹江 口遠程集中控制中心,為數字孿生工程提供感知傳輸、計算存儲、監視控制和運行環境支撐。132提升業務應用智能化水平。圍繞發揮工程防洪、供水、發電、航運、生態、旅游等綜合效益,建設集防洪調度、供水計劃、發電計劃、船舶通航、生
235、態調度、庫區管理等多目標調度功能于一體業務平臺,重點實現丹江口水庫水資源調配“四預”功能,輔助生成決策建議方案,支持精準決策。3.按照水利部關于數字孿生工程等方面的規范要求,推進數字孿生岳城水庫建設,構建防洪水資源調配“四預”功能和安全監測應用體系,實現物理工程與數字孿生工程的全要素精準全映射和同步仿真運行,大幅提升工程管理水平。搭建數字孿生平臺。數據方面,構建覆蓋岳城壩區、庫區及水庫運行影響區域的 L3 級數據底板,匯集實時水雨情、調度、安全監測信息和影響區域的經濟社會數據并承載運行維護階段產生的信息;模型方面,構建工程各分部分安全分析評價模型、各尺度防洪和水資源分配模型,實現工程安全在線監
236、測預警和水庫調度方案最優化;知識方面,構建包括預報調度方案、96.8洪水調度方案、16.7 洪水調度方案、21.7 洪水調度方案、專家經驗、歷史典型洪水的知識庫,為決策提供智慧支撐。完善水利信息基礎設施。完善監測站網布局,在入庫支流和水庫上游控制范圍設置流量水位自動化監測站,灌溉用水引水管道設置庫區直管水質監測站,庫區內自然村莊人口密集區域設置視頻監控點,增設應力應變和溫度等大壩安全監測設備;監測站網提檔升級,對設備老化、監測要素不全的監測站點按133水利高質量發展要求進行提檔升級改造;強化工控網絡庫區覆蓋,構建覆蓋溢洪道和泄洪洞控制機房、發電廠房的工控網,提升發電廠、樞紐等工程自動化控制水平
237、,建設岳城遠程集中控制中心,為數字孿生工程提供感知傳輸、計算存儲和運行環境支撐。提升業務應用智能化水平。聚焦庫區“智慧運營”,重點實現岳城防洪水資源“四預”功能,構建防洪、水資源管理與調配業務數字化模擬預演場景,圍繞工程水資源、發電綜合效益,輔助生成決策建議方案,支持精準化決策。4.圍繞尼爾基水庫防洪和城鎮工農業供水主目標,推進數字孿生尼爾基建設,實現物理工程和數字工程的要素數字化映射和同步仿真運行,提升水庫工程管理和安全監測服務水平,支撐“四預”功能業務應用。搭建數字孿生平臺。數據方面,采用 BIM+GIS 技術構建尼爾基數據底板,構建尼爾基 8 個單位工程的 BIM 模型,對通信網絡、機電
238、控制設備等進行數字化改造,融合水庫流域范圍內測站信息、高精度 DEM 及水下地形數據、庫區遙感數據等,融合下游航運信息、嫩江齊齊哈爾段水情數據等,實現尼爾基水庫的安全運行管理;模型方面,構建大壩安全監測模型,補充建設分布式洪水預測預報和防洪調度調洪模型等,實現閘門、堤防工程安全實時監測和水庫調洪方案的最優化;知識方面,結合尼爾基水庫工程情況及歷年水文實測數據,集成各類防洪134方案、調度規則和專家經驗,構建動態優化、實時更新的知識庫,提升智慧化決策支撐水平。完善水利信息基礎設施。新建感知監測站點并持續部署大壩安全監測設施,提升樞紐、船閘、堤防等工程自動化控制水平,建設尼爾基遠程控制中心,為數字
239、孿生工程提供感知傳輸、計算存儲和運行環境支撐。提升業務應用智能化水平。圍繞發揮工程綜合效益發揮,搭建業務數字化模擬預演場景,構建工程聯合調度管理系統、工程安全運行維護系統,實現以防汛、供水、工程安全為主,兼顧發電、下游航運和水生態的業務應用,提升風險預報、預警能力,輔助生成決策建議方案,支持精準化決策。5.推進數字孿生南水北調工程建設,在數字空間對工程實體以及建設、運行管理活動進行全息智慧化模擬,實現數字工程與物理工程的實時仿真運行,構建南水北調工程“四預”功能智慧體系,提升南水北調工程的建設運行管理和服務水平。搭建數字孿生平臺。數據方面,以 BIM+GIS 技術及重點地區的無人機、無人船補充
240、影像數據為支撐,構建東、中線重大引調水工程和骨干輸配水通道、區域河湖水系連通工程、供水渠道以及控制性閘站、調蓄工程的 L3 級數據底板;模型方面,構建工程安全監測模型和水資源管理與調配模型等,實現工程實時在線監測預警與水資源調度方案模擬;知識庫方面,根據南水北調工程特點和運行目標,構建預案庫、調度規則庫、專135家經驗庫,為決策提供智慧支撐。完善水利信息基礎設施。進一步完善物聯感知體系建設、通信網絡基礎設施建設,持續完善自動監測監控設施,建設南水北調調度指揮中心,提升數字化、網絡化、智能化管理水平,為數字孿生工程提供信息化基礎設施支撐。提升業務應用智能化水平。搭建調水工程智能運管平臺與集團級數
241、字賦能平臺,重點完善南水北調水資源調配“四預”功能,實現仿真計算智能化和調度控制自動化,支撐精準化決策,打造調水工程數字化轉型示范樣板,推動南水北調運行管理單位數字化轉型。6.按照水利部關于數字孿生流域、數字孿生工程以及數據融合共享等方面的標準規范要求,推進數字孿生三峽建設,構建工程“四預”功能,實現數字工程與物理工程同步仿真運行,提升三峽水利樞紐安全高效穩定運行水平。搭建數字孿生平臺。數據方面,以 BIM+GIS 技術為支撐,構建覆蓋三峽壩區、庫區及水庫運行影響區域的 L3 級數據底板,主要包含實時水雨情、工程安全調度、工程安全監測信息、影響區域的經濟社會數據;模型方面,構建工程各部分安全分
242、析評價模型、防洪和航運發電多目標綜合調度模型,實現工程安全在線監測預警和水庫調度方案最優化;知識方面,構建包括預報方案、調度方案、專家經驗、歷史典型洪水的知識庫,為決策提供智慧支撐。136完善水利信息基礎設施。完善大壩安全監測外觀監測自動化,實現自動化監測項目 100%全覆蓋;統籌流域管理相關業務,新建自動化監測站點、實現相關行業信息共享,推動建設涉水業務的流域樞紐運行管理大數據平臺;構建三峽壩區、庫區和控制區域高速互聯的光纖環網,提升發電廠、樞紐、船閘等工程自動化控制水平,建設三峽遠程集中控制中心,為數字孿生工程提供感知傳輸、計算存儲和運行環境支撐。提升業務應用智能化水平。實現防洪、水資源利
243、用、航運、生態、應急等多目標多方案綜合調度計算分析以及流域全河段、全要素、全過程的仿真模擬與智能決策,建成流域樞紐綜合調度運行管理系統;推動自動化系統和三維可視化系統建設,實現三峽樞紐工程安全監測全自動化、可視化和檢修可視化;建設綜合性智能化統一安全監測系統,具備實時監測、數據挖掘、趨勢分析與預警能力;通過提升業務應用智能化水平,推進國企數字化轉型,圍繞發揮工程水資源、發電、航運綜合效益,輔助建議生成建議調度方案,支持精準化決策。7.通過數字孿生技術應用,完善江埡、皂市水庫信息采集與工程監控基礎設施,建立雨情、水情、工情、墑情、災情等數據的共享共治機制;構建水情水調、大壩安全監測、電力生產、水
244、庫治理等多業務體系一體化平臺,實現對水利工程感知監控、預報調度、方案預演、智能決策、預警發布的一體化融合和系統集成,全鏈條支撐流域防洪骨干水工程聯合防汛“四預”功137能協同。搭建數字孿生平臺。數據方面,構建覆蓋江埡、皂市大壩上下游遙感影像數據和高程數據 L3 級數據底板,針對大壩、廠房、安全設施進行BIM建模;模型方面,完善水文、防洪調度、工程安全等水利專業模型,支撐水工程安全、調度管理活動全息精準模擬;知識方面,構建江埡、皂市水庫單庫和聯合調度規程的調度規則庫,基于智慧化模擬得到特定情形不同調度方式的流域水情和電站運行過程,形成多種現實方案庫和模擬調度案例庫,構建歷史典型洪水實際調度案例庫
245、,并將現實方案庫與歷史典型洪水實際調度案例庫進行智能匹配,生成實時調度決策參考方案。完善水利信息基礎設施。完善江埡、皂市水庫水利信息采集與工程監控基礎設施,主要包括雨量監測、流量監測、生產調度監測、視頻和圖像監控、閘門控制監控等。提升業務應用智能化水平。圍繞澧水江埡、皂市水庫工程運行與管理需求,構建工程調度運行系統和工程管理與運維系統,對水工程的安全、調度管理活動進行全息模擬,通過氣象模擬軟件(WRF,Weather Research and Forecasting)實現模擬氣象降雨、水文產匯流、洪水演進、防洪與發電多目標聯合調度模擬,對水利工程的感知監控、預報調度、方案預演、智能決策、預警發
246、布進行一體化融合和系統集成,全鏈條支撐流域骨干水工程聯合防汛“四預”功能協同,并支撐工程智能化運維。1388.按照水利部關于數字孿生流域、數字孿生工程以及數據融合共享等方面的標準規范要求,以供水、發電、防洪、防凌為業務主線,建設數字孿生萬家寨。搭建數字孿生平臺。數據方面,構建覆蓋萬家寨、龍口及其運行影響區域的L3 級數據底板,匯集實時水雨情、防洪調度、水利發電、安全監測信息和影響區域的經濟社會數據,承載運行維護階段產生的信息;模型方面,構建工程各分部分安全分析評價模型、多尺度多目標水量調度模型,實現工程安全在線監測預警和水庫調度方案最優化;知識方面,構建包括預報方案、洪水調度方案、專家經驗、歷
247、史典型洪水的知識庫,為決策提供智慧支撐。完善水利信息基礎設施。打造高性能、高可用、高安全的信息化基礎設施,感知設備方面,應用智能輔助作業設備及各類傳感器,建設覆蓋萬龍兩樞紐庫區、廠房、辦公生活區的底層數字化感知能力;通信傳輸方面,使用有線通信技術和無線通信技術實現樞紐應用全覆蓋;以萬控龍監控系統為基礎,建設覆蓋萬家寨和龍口水利樞紐兩站及總部的調控中心,對兩站設備進行集中監控、集中調度、集中管理。提升業務應用智能化水平。聚焦“智慧生產”“智慧管理”“智慧決策”三方面,重點實現萬家寨水利樞紐防洪水資源調配“四預”功能,構建業務數字化模擬預演場景,重點圍繞工程水資源調配、防洪和發電效益,輔助生成水庫
248、調度精準決策139方案。9.在 L1 級、L2 級數據底板基礎上,按照水利部關于數字孿生流域、數字孿生工程以及數據融合共享等規范要求,通過南四湖二級壩工程的數字孿生建設,構建包含工程“四預”功能的智慧運行體系,實現數字工程與物理工程同步仿真運行,大幅提升工程安全運行管理水平。搭建數字孿生平臺。數據方面,以 BIM+GIS 技術為支撐,構建覆蓋南四湖流域、湖區及二級壩調度運行影響區域的 L3 級數據底板,匯集南四湖流域基礎地形、遙感影像、實時水雨情、出入湖流量、工程安全調度、工程安全監測、影響區域社會經濟等基礎數據,實現工程的安全運行和科學調度管理;模型方面,構建工程安全分析評價模型、防洪調度動
249、庫容調洪模型、水量調度分配模型,實現工程安全監測預警、防洪調洪方案優化預演、水量調度分配優化預演;知識方面,構建工程調度規則庫、洪水預報方案庫、水資源調度分配方案庫,通過對歷史數據分析挖掘,持續更新知識庫,為工程調度決策提供智慧支撐。完善水利信息基礎設施。補充 42 條入湖河流的流量監測以及二閘、三閘的運行工況監測,部署一閘、二閘和三閘的安全監測設施,在現有點對點網絡基礎上構建三個閘站間的高速互聯光纖環網,擴展二級壩至南四湖局的網絡帶寬,新建計算存儲基礎“算力”設施和安全保護環境,在沂沭泗局建設數據匯140集中心,將相關基礎數據匯集至沂沭泗局并交換至數字孿生淮河平臺。提升業務應用智能化水平。重
250、點實現南四湖二級壩的防洪“四預”功能,構建防洪、水資源管理調配的數字化場景,圍繞工程防洪調度、安全運行、水資源調配等主要業務開展“四預”功能智能應用,輔助生成決策建議方案,支撐精準化決策。10.全面推進數字孿生大藤峽建設,構建包含工程“四預”功能的智慧體系,實現數字工程與物理工程同步仿真運行,大幅提升工程建設運行管理和服務水平。搭建數字孿生平臺。數據方面,以 BIM+GIS 技術為支撐,構建覆蓋大藤峽壩區、庫區及水庫運行影響區域的 L3 級數據底板,匯聚水雨情、工程安全調度、工程安全監測信息、影響區域的經濟社會數據,承載工程規劃、設計、建設、運行、維護等階段產生的信息,實現工程全生命周期管理;
251、模型方面,構建工程各分部安全分析評價模型和防洪調度動庫容調洪模型,實現工程安全在線監測預警和水庫調洪方案最優化;知識方面,構建包括洪水防御預報方案、防洪調度方案、水量調度及歷史防洪專家經驗、歷史典型洪水的知識庫,為決策提供智慧支撐。完善水利信息基礎設施。持續部署大壩安全監測設施,構建南寧桂平武宣三地高速互聯的光纖環網,提升發電廠、樞紐、船閘等工程自動化控制水平,建設大藤峽遠程集中控制中心,為數字孿生工程提供感知傳輸、計算存儲和運行環境支撐。141提升業務應用智能化水平。聚焦“智慧工地”“智慧運營”“智慧企業”“智慧園區”四大板塊,推進國企數字化轉型,重點實現大藤峽防洪“四預”功能,構建防洪、水
252、資源管理與調配業務數字化模擬預演場景,圍繞工程水資源、發電、航運綜合效益,輔助生成決策建議方案,支持精準決策。11.按照水利部關于數字孿生流域、數字孿生工程以及數據融合共享等方面的標準規范要求,推進數字孿生太浦閘泵站和水環境監測中心實驗室建設,構建包含工程“四預”功能的智慧體系,實現數字工程與物理工程同步仿真運行,提升工程的運行管理和服務水平。搭建數字孿生平臺。數據方面,以 BIM+GIS 技術為支撐,在水利部 L1 級和太湖流域 L2 級數據底板的基礎上構建太浦閘泵站 L3 級數據底板,承載工程規劃、設計、建設、運行、維護等階段產生的信息;模型方面,優化感潮河網閘門泄水流量預測模型,構建工程
253、安全分析評價模型和工程運行預測模型,實現工程安全在線監測預警和調度指令精準執行;知識方面,構建工程防洪與供水能力、工程運行、應急預案等知識庫,為決策提供智慧支撐。搭建數字孿生實驗室平臺。以 BIM+GIS 等技術為支撐,構建數字孿生水文水資源監測中心實驗室模型,并映射加載監測人員、儀器、材料、質量、數據等數量、狀態信息,對任務計劃、監測采樣、化驗檢測以及儀器運行維護、?;饭芾?、工142作流程管控等進行全環節、全過程控制,監測成果及時進入模型庫,支撐模型實時校正。提升業務應用智能化水平。圍繞工程綜合效益發揮,搭建業務數字化模擬預演場景,構建防洪、水資源配置等重點業務“四預”功能體系,輔助生成決
254、策建議方案,支持精準化決策。同時,封裝為標準化服務,供水利部、太湖局數字孿生平臺調用展示,并為在太湖流域及東南諸河區推廣數字孿生工程建設提供示范。143第五章 組織實施圍繞“十四五”時期智慧水利建設目標,結合確定的“十四五”時期智慧水利主要建設任務和重點工程,提出“十四五”時期智慧水利建設的任務分工、實施計劃和保障措施。5.1 任務分工智慧水利建設由水利部網絡安全與信息化領導小組負責指導,形成水利部本級、流域管理機構、省級水行政部門各付其責、統籌推進的格局。5.1.1 水利部本級水利部本級按照“部網信辦統籌,綜合司局保障,業務司局負責需求分析、業務應用和數據更新,信息中心和有關直屬單位負責建設
255、與維護管理”的模式,開展數字孿生流域、“2+N”水利智能業務應用體系、水利網絡安全體系、智慧水利保障體系以及部本級重點工程建設。具體安排如下:1.數字孿生平臺。L1 級數據底板建設由信息中心牽頭,相關司局、各流域管理機構等參與;模型平臺建設由水文司、水保司、運管司、水資源司、農水水電司、調水司、全國節水辦、信息中心牽頭,有關直屬單位參與,并集成流域管理機構和省級水行政主管部門的模型與成果;知識平臺建設由防御司、水144資源司、運管司、信息中心牽頭,有關直屬單位參與,并可根據業務應用需要調用流域管理機構和省級水行政主管部門的知識平臺建設成果。水利信息基礎設施。水利感知網由水文司、水資源司、運管司
256、、建設司、農水水電司、水保司、信息中心牽頭,各流域管理機構參與;國家水網智能化改造由規計司、建設司、運管司、調水司、水利工程管理單位按職責分工牽頭,信息中心、建安中心、大壩中心、水規總院、中國水科院等參與;水利業務網、水利云、基礎環境等由信息中心牽頭,各流域管理機構參與。2.流域防洪應用。由防御司、信息中心牽頭,水文司、水土保持司、流域管理機構、中國水科院等參與。水資源管理與調配應用。由水資源司、調水司、全國節水辦按職責分工負責,水文司、信息中心、水資源中心、節水中心、流域管理機構等參與。水利工程建設和運行管理應用。由建設司、運管司、三峽司按職責分工負責,防御司、信息中心、建安中心、大壩中心(
257、水閘中心)、流域管理機構等參與。河湖長制與河湖管理應用。由河湖司、信息中心牽頭,河湖中心、流域管理機構等參與。水土保持應用。由水保司、信息中心牽頭,水土保持監測中心、流域管理機構等參與。145農村水利水電應用。由農水水電司、信息中心牽頭,中國水科院、灌排中心、電氣化所、流域管理機構等參與。節水管理與服務應用。由全國節水辦、信息中心牽頭,水資源司、節水中心、流域管理機構等參與。南水北調運行與監管應用。由南水北調司、信息中心牽頭,南水北調集團、運管司、調水司等參與。水行政執法應用。由政法司、信息中心牽頭,流域管理機構參與。水利監督應用。由監督司、信息中心牽頭,建安中心、流域管理機構等參與。水文管理
258、應用。由水文司牽頭,水資源司、防御司、信息中心、流域管理機構等參與。水利行政應用。由辦公廳、規計司、財務司、人事司、移民司、監督司、國科司、機關黨委等按職責分工負責,信息中心參與。水利公共服務應用。由辦公廳、政法司、全國節水辦、監督司、建設司、水文司等按職責分工負責,信息中心、宣教中心等參與。3.由信息中心牽頭,流域管理機構等參與。4.由部網信辦統籌,相關司局、單位按職責分工做好相關工作。1465.國家水利大數據中心工程由信息中心牽頭,流域管理機構參與;國家水利綜合監管平臺由監督司牽頭,相關司局、信息中心和流域管理機構按照職責分工參與;國家水工程防災聯合調度系統由防御司牽頭,信息中心和流域管理
259、機構主要參與;水資源管理與調配系統由水資源司、調水司牽頭,全國節水辦、信息中心、節水中心和流域管理機構參與;北斗水利創新應用工程、水利網絡安全防護能力提升工程由信息中心牽頭。5.1.2 流域管理機構流域管理機構在參與完成水利部本級建設任務基礎上,根據需要審核所轄省級區域上報的相關數據與資料,并負責本流域管理機構相關任務和重點工程的建設。具體安排如下:1.負責數字孿生流域建設,共享水利部本級的 L1 級數據底板,調用水利部本級的模型平臺、知識平臺服務,向水利部本級提供數字孿生流域建設成果。負責一級水利云本流域節點建設;調用水利部本級高性能計算資源、AI 計算設施,并根據需要擴展本流域計算、存儲及
260、高性能計算能力。2.根據“5.1.1 水利部本級”任務分工,涉及流域管理機構參與的建設任務均由流域管理機構與水利部協作完成,并根據流域管理需要完成本流域的業務應用體系建設。1473.參與水利部網絡安全體系建設,并建設流域管理機構網絡安全體系,實現網絡安全威脅感知預警。4.參與水利部智慧水利保障體制建設,落實流域管理機構建設及工作經費,配合水利部做好標準規范建設有關工作、新技術創新應用等。5.各流域管理機構負責實施本流域重點工程建設。5.1.3 省級水行政主管部門省級水行政主管部門負責統籌本區域智慧水利建設,支持省、市、縣多級應用。具體安排如下:1.負責建設省區域內數字孿生流域;共享水利部本級的
261、L1 級數據底板、流域管理機構 L2 級數據底板,調用水利部本級、流域管理機構的模型平臺、知識平臺服務,向水利部本級、流域管理機構提供數字孿生流域建設成果;組織轄區內重點水利工程數字孿生工程建設。2.根據區域實際情況,省級水行政主管部門兼顧地市和區縣實際需求統籌建設水利業務應用,并通過數據交換平臺共享其他部門的涉水信息。1483.結合本區域的網絡安全管理現狀,強化網絡安全管理,完善網絡安全技術,加強網絡安全監督,實現區域網絡安全威脅感知預警。4.落實地方“十四五”時期智慧水利建設及工作經費,完善相關制度和運維體系,強化網信人才隊伍建設,加強網信宣傳與交流。5.2 實施計劃水利部制定“十四五”時
262、期智慧水利重點工作實施方案,流域管理機構、省級水行政主管部門編制本流域、區域智慧水利建設規劃或實施方案,按照“全國一盤棋”的思路同步推進,建成智慧水利體系 1.0 版。具體安排如下:1.2021完成國家水利大數據中心、國家水利綜合監管平臺、國家水工程防災聯合調度系統、數字孿生長江、數字孿生黃河建設可行性研究報告編制。2.2022開展水資源管理與調配系統、北斗水利創新應用工程、數字孿生淮河、數字孿生海河、數字孿生珠江、數字孿生松遼、數字孿生太湖等項目前期工作;初步建成L1 級數據底板、模型平臺、知識平臺;海河、淮河等重點區域初步實現防洪“四預”;149初步建成小浪底、丹江口、岳城、尼爾基、三峽、
263、南水北調中線等數字孿生工程。3.20251.0數字孿生平臺。重點擴展升級全國水利一張圖,基本建成數字孿生流域 L3 級數據底板;基本建成服務于主要河流流域防洪、重點流域和區域水資源管理與調配的模型平臺;建設流域防洪、水資源管理與調配等領域的規則庫,完善歷史大洪水、旱災、防洪專家經驗等數據庫,初步建成水利知識引擎。水利信息基礎設施?;窘ǔ商炜盏匾惑w化水利感知網;實施長江全覆蓋監測、黃河下游防洪工程安全監測;實現省級以上水利視頻監控級聯;縣級以上水利單位實現水利信息網全覆蓋,縣級以上水行政主管部門實現視頻會議全覆蓋。水利業務應用體系。流域防洪應用,基本實現全國主要江河流域流域防洪“四預”;水資源
264、管理與調配應用,基本實現全國跨流域重大引調水工程、跨省重點河湖的水資源管理與調配“四預”功能;N 項業務應用,建成病險水庫安全運行應用和全國水庫運行管理信息系統、全國堤防水閘運行管理信息系統,遙感“四查”系統在河湖長制管理信息系統得到廣泛應用,升級全國水土保持信息管理系統,推進農村供水工程管理信息化并打造智慧農村供水樣板,同步推進節水管理與服務、南水北調運行與監督、水行政執法、水利監督、水文管理、水利行政、水利公共服務等業務數字化。水利網絡安全體系?;窘ǔ伤W絡安全防護體系,重150要信息系統等級保護全面達標,水利關鍵信息基礎設施、重要水利數據保護達到要求,省級以上水行政主管部門網絡安全威
265、脅感知體系基本建成。重點工程。完成水利網絡安全防護能力提升工程建設,完成澧水(江埡、皂市水庫)、萬家寨、南四湖二級壩、大騰峽、太浦閘等數字孿生工程建設。5.3 保障措施為保障“十四五”智慧水利建設順利推進,建設成果切實有效,主要采取以下保障措施。加強組織領導,完善建管機制。水利部網絡安全與信息化領導小組負責指導智慧水利建設,部機關有關司局和部網信辦根據職責分工協同推進;各流域管理機構、省級水行政主管部門要強化智慧水利建設的組織領導,建立分工合理、責任明確、權威高效的智慧水利建設與管理機制。遵循頂層設計,統籌協調推進。要按照智慧水利建設“全國一盤棋”的思路,遵循智慧水利建設頂層設計 確定的建設目
266、標、總體框架和建設布局,通過“大系統設計,分系統建設,模塊化鏈接”,規范業務橫向協同、縱向貫通,由各級水行政主管部門協同推進智慧水利建設。強化科技創新,促進融合發展。要充分學習先進的水信息采集與監測、網絡與通信、專業數據處理與輔助決策等軟硬件技術,加強信息技術與水利業務融合應用研究,研發中國水利151特色創新技術,以科技創新帶動智慧水利建設,保持智慧水利的先進性和適度超前性。加大資金投入,加強經費管理。要加大“十四五”時期智慧水利建設資金投入,確保智慧水利建設效果,保障水利業務應用水平提高;加大安全管理方面投資,確保網絡和信息安全;加大運行維護等投資,做到運行維護保障有力。同時,要嚴格落實招投
267、標、政府采購等政策要求,加強項目建設資金管理,確保資金使用效益。強化網絡安全,保障持續發展。要按照信息安全等級保護要求,建立和完善水利信息系統安全管理制度,落實信息安全工作責任,建設網絡安全主動防御體系,全面提升網絡安全威脅發現、處置和防御能力,強化廣大水利干部職工的信息安全意識,建立和完善保障水利信息安全的長效機制。加強隊伍建設,重視人才培養。要以智慧水利建設項目為依托,大力培養高精尖技術人才、管理人才和復合型人才,建設一支政治素質高、業務能力強、工作作風硬的智慧水利建設與管理隊伍。加大智慧水利知識普及和培訓力度,將智慧水利建設列為水利系統干部教育培訓的重要內容,全面提升水利職工的信息化技能
268、。152第六章 效益評價通過本規劃的實施,將推進水利場景數字化、模擬智慧化、決策精準化,賦能水旱災害防御、水資源集約節約利用、水資源優化配置、大江大河大湖生態保護治理,有效提升水利網信水平,在改造變革傳統水利、提高水利管理和服務水平、推動水利部門職能轉變中發揮重要作用,強力驅動并有力支撐新階段水利高質量發展,社會效益和經濟效益顯著。6.1 社會效益“十四五”時期智慧水利建設將推進水利信息化從數字化、網絡化向智能化轉變,提升水利工程設施運行效能,推動水利業務全面創新,為緩解人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發展之間的矛盾發揮積極作用,社會效益明顯。主要表現在以下方面:1.智慧水利是智慧社
269、會的重要組成部分,是新時代水利信息化發展的更高階段,是水利現代化的前提條件和重要標志。水利現代化是現代農業不可或缺的首要條件,是經濟社會發展不可替代的基礎支撐,是生態環境改善不可分割的重要組成,具有很強的公益性、基礎性、戰略性。大力推進“十四五”時期智慧水利建設,事關夯實智慧水利基礎,事關新階段防洪安全、供水安全、糧食安全、經濟安全、生態安全和國家安全。充分153利用新一代信息技術,深入開發和分析挖掘水利信息資源,實現水利信息采集、傳輸、存儲、管理和服務以及水利業務的智能化,將全面提升水事活動的效率與效能,對推進水利現代化進程,支撐新階段經濟社會持續、協調、健康發展發揮重要作用。2.當前我國治
270、水的主要矛盾已經從人民對除水害興水利的需求與水利工程能力不足之間的矛盾,轉化為人民對水資源水生態水環境的需求與水利行業監管能力不足之間的矛盾?!笆奈濉睍r期智慧水利建設是水利高質量發展的重要抓手,對提升水利行業監管的智能化和綜合決策能力與水平,促進水災害、水資源、水生態、水環境問題的快速有效解決,滿足人民對美好生活的向往具有重要意義。3.“十四五”時期智慧水利建設將圍繞政務服務全國“一網通辦”,以面向社會公眾服務為導向,以多元化水信息服務為抓手,加快推進政府職能轉變與效能提升,構建水利公共服務智能應用體系。通過運用移動互聯、VR/AR、互聯網+、用戶行為大數據分析等技術,創新構建個性化水信息服
271、務、動態水指數服務、數字水體驗服務、水智能問答服務、一站式水政務服務,全面提升社會各界的感水知水能力、節水護水人文素養、管水治水服務水平,全面提高水利公共服務能力。4.154“十四五”智慧水利建設是保障水利工程高質量建設和安全可靠運行的重要措施,為水利工程全生命周期建設管理和高效運行提供智能化信息技術支撐。同時,通過水利工程信息化建設重點加強水利工程設施的聯合調度和綜合運用,將有效提升水旱災害防御整體水平,提高水資源管理能力和水生態保障能力,增強水利民生保障能力,提高應急處理能力,整體提升水利工程設施的綜合效能。5.充分利用新一代信息技術,是水利科技創新的重要手段,是解決水利信息資源整合和共享
272、問題、信息深度開發和利用問題及決策支持問題的基礎,是實現智慧水利的技術支撐。新一代信息技術的應用在推進智慧水利建設的同時,必將推動水利科技發展和全面創新,形成供行業推廣應用的技術體系和科技產品。6.2 經濟效益“十四五”時期智慧水利建設將大力推動資源整合與綜合利用,提升資源集約化能力與水平,提高水利經濟效益。主要表現在以下方面:1.通過建設水利數據中心整合共享資源,消除信息孤島,實現業務應用協同,提高業務應用效率與效能。深度開發信息資源,實現決策科學化,整體提升水利工作效率。通過加強行業監管155效率,進一步提升工程建設管理、安全運行以及水資源利用效率,整體提高水利資源的綜合利用效益。2.通過數字孿生流域建設強化水旱災害防御“四預”功能應用,提高災害預防和預警能力,增強整個水利系統對突發性災害和潛在危險的快速反應能力,大大降低各種水災害帶來的人民生命和財產損失。3.通過水資源管理與調配智能化應用建設,將大大提高對水資源、水生態、水環境的管控能力與水平,全面提高我國水及相關資源的價值存量和價值增量,全面提高我國生態環境效益。4.通過水利工程建設和運行管理智能應用建設,加強大中型水利工程、民生水利工程安全與效益等運行狀態監測,確保水利工程運行安全,同時利用水利、經濟社會等大數據開展綜合效益分析,優化水利工程運行,實現水利工程綜合效益最大化。