“数字新基建指南”
数字经济时代下，越来越多的行业和企业将数据视为核心资源、资产和财富，争先制定数字化转型战略，抢占数字经济的制高点。如何推动数字化转型，建设数字新基建，已成为行业十分关注的话题。
袋鼠云成立六年来，服务超3000家行业标杆客户，在数字行业领域有丰富的前期规划、中期落地及后续持续经营的经验和能力。希望通过“数字新基建指南”专栏文章的分享，为读者们献上系列行业解决方案与实践案例分析，与读者交流沟通，共同加快推进数字化转型。
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智慧水利打造城市“健康血脉” Vol.6
作者｜南方
编辑｜昀岫、槿书
全文5045字 约13分钟阅读
水利是国民经济的公益性、基础性和战略性支撑行业。水利发展包含的内容十分丰富，大致可以分为五个方面。第一个方面是防灾减灾，包括保障洪水安全，抵御旱灾，除涝治碱等;第二个方面是水资源利用，包括保障基本饮水安全，保障灌溉用水以 维护粮食供给安全，供给城市和产业发展用水，以及水力发电和水运等;第三个方面是水系景观整治，如市政景观用水，河道整治，以满足人们休闲和审美等方面的精神需求;第四个方面是水资源保护，包括治理水污染，保护水源地，保障地表水和地下水水质安全等;第五个方面是水生态修复，包括防治水土流失，治理地下水超采，保障河道和湿地生态用水等。
2020年，水利部办公厅印发《2020年水利网信工作要点》，第八条明确要求实施大数据共治共享。印发实施《水利信息资源共享管理办法（试行）》，完善水利信息资源目录和水信息基础平台，建立水利信息资源共享清单（第一批），逐步实现业务部门间、上下层级间的信息共享。积极推进国家水利大数据中心建设，推动建立基于”一数一源”的数据更新机制，率先实现水库、大坝、水闸、堤防、农村供水工程等重要基础数据动态更新，进一步复核大中型水库基础信息，推进调水工程基础数据和动态信息的收集整理与应用。
01
智慧水利的建设痛点
顶层设计统筹能力有待加强
信息基础设施统建与融合共享力度有待加强，水利局内部仍存在若干相对独立的信息系统，没有开展统筹设计和一体化整合，存在重复建设、资源利用率不高等现象。部分业务领域存在信息集中但共享不足问题，各业务平台（系统）之间协同联动机制效应尚未凸显。市、县、镇三级信息化建设管理联动机制尚未形成。
水利基础设施建设仍需大力推进
各市水利基础感知体系经过多年的发展和积累，已形成一张与水利工程、水文、水资源等业务相关的感知站网，但随着新时期水利现代化建设的需求，基础感知体系建设力度和水平还尚显不足，水利信息采集范围还未能实现全覆盖。大部分闸泵、水库工程处于独自运行管理状态，未能组网集控，并且水利局内目前还无法实时监控到城区重要水利工程的运行状态，无法实现水闸、泵站的集中控制和远程调度管理。
数据共享应用水平还不够深入
地理空间信息数据、水利监测监控数据、业务管理数据等基础数据库有待进一步整合完善，数据更新不及时、不全面、准确度不高。受到条线分割、各自为政的束缚，各业务间、上下层级间数据共享难度大、频次低，“纵强横弱”、“以我为主”、“分散建设”等信息孤岛现象依然存在。数据开放的体制机制尚不完备，对数据的分析挖掘不够深入，基于大数据的应用、管理和决策亟待加强。
整合多业务的水利大平台亟待建设
大部分市级水利部门已经建设了10个业务应用系统，包括防汛管理工作平台、防汛视频监控系统、水利办公OA系统、汛情预警发布系统、水政水事举报平台、取水口实时监测系统、洪水风险预报系统、小型工程运行管理平台、水文管理平台、公众号、短信系统、传真群发系统等，这些系统较为分散，功能单一，无法协同服务于智慧水利大局。
因此在保证防汛工程安全的前提下，为加强水资源监测管理能力，提高水利工程管理效率，需要考虑各个系统、多个目标等多种因素的影响，需要完善已建设的系统，整合梳理各业务系统，建成一个统一、协同的智慧水利综合管理大平台，采用统一标准化的支撑层：单点登录和统一权限管理系统、地理信息系统、数据应用支撑服务平台。
水利业务智慧功能尚未充分体现
目前水利部门信息化建设虽然已经取得了一定成就，为各项水利工作提供了重要支撑，但距离“智慧水利”还是有较大差距。现有各项水利业务应用缺乏对新型识别技术、大数据、云计算、物联网、人工智能、移动互联网等新技术的运用，应用功能相对单一、信息技术应用深度浅、智慧化程度不够，亟需在智慧水利建设中大力推广信息新技术的广泛应用，深化业务应用系统建设，建立业务支撑、决策支持、公共服务的大系统，强力推进智慧水利建设，从而实现从传统水利向现代水利的跨越。
02
袋鼠云智慧水利解决方案
袋鼠云作为国内领先的数字化基础设施供应商，至今已经服务过金华、宁波、慈溪等多地水利部门，打造出袋鼠云智慧水利解决方案。
袋鼠云智慧水利解决方案以袋鼠云自主研发的云原生一站式数据中台PaaS“数栈DTinsight”为基座，帮助水利部门建设自己的大数据共享服务中心，实现“1张水利物联网、1套水利数据中台、N个水利业务应用、1套水利可视化”的一站式智慧水利解决方案。最终通过数据可视化平台EasyV开发智慧水利可视化大屏，建立智慧水利指挥中心。
袋鼠云智慧水利解决方案
袋鼠云智慧水利解决方案是一套完整的体系，可实现：
1.实现水利信息化资源整合共享
- 基础设施整合共享，整合、共享计算资源和存储资，实现统一计算资源，统一存储资源，统一网络资源。
- 通过数据中台建设，实现数据的“汇、存、通、用”，实现基础数据、共享数据和专题数据，集中存储数据中心。
- 通过数据中台建设，统一门户、统一数据交换、统一交换管理，实现内容聚合、单点登录、个性化定制。
2.数据资源整合
依据数据源分析以及数据库建设现状分析，通过对已有和新建数据库的数据资源整合，实现统一数据模型、统一基础数据、统一数据交换，为水利信息的共享与应用提供来源权威、标准统一、持续更新的水利数据支撑。
3.统一数据交换
建设水利统一数据交换平台，构建统一的数据交换框架，规范交换流程和方法，形成统一数据交换机制。
03
智慧水利案例：“金华防汛大脑”
金华地处浙江中部、钱塘江上游，具有“七山二水一分田”的复杂地貌，全市有水库815座、山塘3500多座，分别占全省的1/5、1/4，集雨面积15平方公里以上的河流245条，每年汛期流域性洪水、小流域山洪、地质灾害、城镇内涝等灾害多发频发。
“金华防汛大脑”项目是运用大数据分析、数据可视化等技术，建设“金华防汛大脑”指挥决策平台，通过深入挖掘全市多年积累的水、雨、灾情历史数据，结合汛情监测、预警和指挥调度体系，并与气象、水文、建设、国土、民政、交通等部门的防汛数据资源深度融合，分析研判汛情风险，预测灾害发展趋势，科学制定灾害应对方案，提高防汛指挥决策水平，减少洪涝台旱灾害带来的损失。
建设难点：
- 数据来源广：包括但不限于水雨情数据、工情数据、气象数据、水利普查数据、山洪灾害数据、基础资料、测量数据、外系统成果数据等；
- 数据类型丰富：既有结构化数据，又有文档、图片、视频等非结构化数据；
- 数据及计算量大：系统需要对大中型水库、重点小型水库、重点防洪城镇进行洪水分析；
- 实时性要求高：系统对各类数据信息进行集成展示和联动交互查询。
具体建设内容：
1.一张智能感知网
建设内容包括水情测报、闸泵站测控、工程安全监测、视频与安防监控。通过物联和视频实时数据，能及时、形象、有效、真实地反映被监视控制的对象，便于运行人员随时掌握各工程的运行状态并结合自动化控制系统，对闸门进行远程的控制和保护，及时协调和采取应对措施，以确保引水工程主要建筑物、关键设备、重要管理机构运行的安全，为工程安全运行提供重要的决策依据。
2.一朵基础设施云
主要建设内容包括通信和计算机网络建设、计算及存储资源建设、云平台建设、实体配套环境建设等。基于云平台开放服务，将水利信息资源整合及贡献服务平台各个模块以及综合应用提供托管运行环境和公共的基础云服务实现各种IT能力资源的弹性扩展和持续供应，采用云计算技术实现和支撑水利信息资源整合以及共享平台的基础。
大数据平台可以对海量内外部异构数据资源的生成、存储、管理和应用提供支持工具，实现异构数据的集中管理，并为上层应用提供大数据的使用机制和服务能力。最终实现“应用上云”，在水利云平台的基础上，通过使用公共应用平台提供的资源和服务进行，从而减少公用服务的充分建设。
3.一个数据中心
建设内容包括数据统一采集与交换平台建设、数据资源平台建设、应用支撑平台建设、大数据分析与应用建设，数据中心的建设实现水利基础信息的共享存储、集中交换和综合服务的重要信息基础设施，是水利信息资源综合开发和利用的基础，是水利信息化建设与发展的核心工程。
4.一张水利专题图
以水利地理信息服务系统为基础，通过及时获取测绘部门、自然资源局部门的最新高分辨率影像图（卫星遥感影像图、无人机航拍影像图）、数字高程模型以及公共基础信息等资料，依托GIS平台服务，采用二维GIS、三维GIS技术、B/S结构、遥感影像分析技术等，嵌入倾斜摄影3D建模模型支持同时支持BIM数据库检索导入展现。结合慈溪市最新的水利要素信息，构建各类水利专题地图服务，并对相关的地图服务进行发布，实现水利地理信息资源共享、使用、管理和更新，为水利综合信息展示提供可视化地图支撑，可以理解为智慧水利的“一张图”应用。
5.一个水利综合门户
为了解决不同系统入口多、登录烦、体验差、查找难，用户账号、身份认证、授权管理分散，一个用户有多套账号需要多次登录、用户未完全实名制、用户身份认证方式与安全等级不匹配、授权体系缺乏完整性和系统性等问题，亟需开展统一门户集成，对现有系统的用户、身份认证、权限管理进行整合。
智慧水利综合门户建设，以门户平台技术为支撑，整合和集成不同架构的业务系统，实现各业务系统单点登录、数据的统一展现共享和信息的一站式查询，简化应用登录、充分挖掘已建成系统使用价值、实现在建系统及拟建系统的高效、便捷无缝集成。
对已建系统进行身份认证改造和用户管理改造，根据系统现状，完成与中心单点登录服务的对接，实现身份认证改造；根据系统现状，选择应用集成、界面集成或Web服务等方式进行用户管理改造。
6.N个智慧应用
基于数据中台的数据分析，上层的智慧应用场景很多，例如基础检测与控制场景，其内容包括闸泵站测控、水情测报、水质监测、工程安全监测、视频与安防监等场景。
除此外其他场景有防汛抗旱决策支持、水资源智慧调度、 水利工程管理、水政执法监督、智能告警与智能分析交互、智慧党建、水利大数据信息服务等应用场景。
7.一套水利可视化
基于各防指成员单位的实时监测和预报信息，以数据可视化的形式展现监测预报预警信息，全方位掌控汛情发展形势，实现台风风险、降雨风险、山洪/地质灾害/城区内涝风险、应急响应各场景之间联动切换，展示台风、水位、雨量、山洪、物资、抢险人员等核心监控指标，为防汛调度和指挥决策提供有力抓手。
对太平洋上生成的台风，预测模拟台风规模和走向，掌握台风实况数据，以及预测台风期间带来的全市降雨，江河水位和水库水位的情况。
对防汛重点村进行监控，利用可视化，直观展示重点村的降雨情况、各村值班信息、涉灾人员分析，帮助开展应急转移避险和抢险救灾决策工作，保障物资抢险队伍的科学调配。
我国是世界上水情最为复杂、江河治理难度最大、治水任务最为繁重的国家之一。时下已经进入4-10月份的防汛期，防汛工作坚峻，利用数字化手段将大大助力防汛减灾，为防汛工作筑牢基底，让防汛更智慧。
