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蔡阳:加速构建具有“四预”功用的才智水利系统

来源:ob欧宝体育  浏览量:5  发布时间:2022-05-25 09:06:18

  在水利部“三对标、一规划”专项举动总结大会上,水利部党组书记、部长李国英提出将才智水利建造作为推动新阶段水利高质量展开的六大施行途径之一以及新阶段水利高质量展开最显着的标志之一,应依照“需求牵引、使用之上、数字赋能、进步才能”的要求,以数字化、网络化、智能化为主线,以数字化场景、才智化模仿、精准化决议方案为途径,全面推动算据、算法、算力建造,构建数字孪生流域,加速构建具有预告、预警、预演、预案功用的才智水利系统。

  水利部党组高度重视才智水利建造,水利数字化、网络化、智能化等方面都取得了显着展开。

  到2020年年末,数字化方面,开始构成了43.36万处点组成的水利归纳收集系统,全国水利一张图正式发布并得到活跃使用,高分辨率卫星遥感完成了全国年度全掩盖。网络化方面,悉数地市级以上水利部分和80.5%的县级水利部分接入水利信息网,99.7%的地市级以上水利部分和90.7%的县级水利部分接入视频会议系统,开始构建了省级以上水利部分网络安全防护系统。智能化方面,有11.7%的智能视频监控,8类河湖“四乱”现象完成遥感印象人工智能(Artificial Intelligence,AI)辨认,大数据使用初见成效,在11个单位展开才智水利先行先试作业。

  可是,与水利高质量展开的需求比较,才智水利仍存在显着短板和薄弱环节。数字化方面,感知掩盖规模缺乏、监测要素不全、技能手段不行先进,例如50%的中小河流没有监测设备、大部分中小水库和堤防未展开安全监测。网络化方面,网络掩盖和带宽还不能满足需要,网络安全防护才能不强,工控网建造距离大,如近20%的县级水利部分没有接入水利事务网,大型水利工程仍以现地控制为主。智能化方面,模型才能缺乏、支撑决议方案精准化程度不高,例如预告以集中式、经历性模型为主,预警才能缺乏,预案精细化程度不行,预演才能难以支撑多方案优选。

  一是遵从习总书记“节水优先、空间均衡、系统处理、两手发力”治水思路和关于网络强国的重要思维的迫切需要。习总书记站在国家安全和战略大局的高度提出“十六字”治水思路,为推动新时代治水供应了底子遵从,并就网络安全和信息化提出一系列新思维新观念新论断,构成了关于网络强国的重要思维,指出网信作业代表着新的出产力和新的展开方向,应该在饯别新展开理念上先行一步。饯别“十六字”治水思路,建造数字我国,有必要统筹推动水利事务与信息技能深度交融,经过才智水利建造进步水利数字化、网络化、智能化水平,驱动水利现代化展开,进步国家水安全保证才能,更好地支撑我国社会主义现代化建造,完成治水为民、兴水惠民。

  二是执行国家“十四五”规划大纲的必定要求。《中华人民共和国国民经济和社会展开第十四个五年规划和2035年前景方针大纲》提出了“构建才智水利系统,以流域为单元进步水情测报和智能调度才能”的明确要求。对表对标这一要求,有必要充分运用物联网、云核算、大数据、人工智能、数字孪生等新一代信息技能,建造数字孪生流域,以“四预”功用的完成进步水情测报和智能调度才能,推动水利处理方法革新,统筹展开与安全,助力完成经济行稳致远、社会安定调和。

  三是推动新阶段水利高质量展开的施行途径。我国已进入了全面建造社会主义现代化国家的新阶段,经济社会展开发生深入改变,新展开格式正在加速构建,高质量展开是“十四五”甚至更长时期我国经济社会展开的主题,联系我国社会主义现代化建造大局。充分发挥信息化对经济社会展开的驱动引领作用已构成全社会一致,水利是经济社会展开的根底性职业,为完成新阶段水利高质量展开,有力支撑全面建造社会主义现代化国家,有必要深入知道才智水利是新阶段水利高质量展开的最显着标志之一,依照水利部党组要求,将才智水利作为新阶段水利高质量展开的重要施行途径大力推动,建造数字孪生流域,构建数字化场景、展开才智化模仿、支撑精准化决议方案,进步水旱灾害防护、水资源集约节省安全使用、水资源优化装备、大江大河大湖生态保护处理才能,推动水利向形状更高档、根底更结实、保证更有利、功用更优化的阶段演进。

  李国英部长在讲话中明确提出,才智水利建造要依照“需求牵引、使用至上、数字赋能、进步才能”要求,以数字化、网络化、智能化为主线,以数字化场景、才智化模仿、精准化决议方案为途径。

  一是坚持需求牵引。要求才智水利建造从党和国家作业展开的大局动身,安身水利部分职责,仔细展开事务需求剖析,把握水利事务的方针、流程、功用、数据等需求,将需求作为才智水利规划设计、建造处理的根本根据。

  二是坚持使用至上。要求推动水利事务与新一代信息技能的深度交融,事务部分是才智水利系统的用户,担任需求剖析、事务使用等作业,要会用、善用才智水利系统为水利处理处理和决议方案供应支撑;网信部分要供应技能支撑保证建成的系统管用、有用、好用。

  三是坚持数字赋能。要求事务部分要长于用数据说话、用数据处理、用数据决议方案,推动水利事务智能化,发挥数字化、网络化、智能化对水利现代化的加速器、催化剂作用,推动水利决议方案科学化、水利处理处理精细化、水利公共服务高效化。

  四是坚持进步才能。要求在预告、预警、预演、预案功用的支撑下,进步水旱灾害防护、水资源集约节省安全使用、水资源优化装备和大江大河大湖生态处理保护等才能。

  一是构建数字孪生流域。以自然地理、干支流水系、水利工程、经济社会信息为首要内容,对物理流域进行全要素数字化映射,并完成物理流域与数字流域之间的动态、实时信息交互和深度交融,坚持两者的同步性、孪生性。

  数字化映射是数字孪生流域的根底,要点是构建数字化流场,首要使命是建造数据底板,为才智水利供应海量数据支撑。建造内容包含物理流域的自然地理、干支流水系、水利工程、经济社会等方针,感知要素便是这些方针的各类特点,如自然地理的地势地貌、干支流水系的水文、水利工程的安全监测、经济社会的农作物产值等要素。首要技能手段是物联感知控制、数字化表达、数据交融供应、真假交融互动等,物联感知控制首要对各类要素进行感知、对各类控制设备进行长途控制,为数字孪生流域供应数据源;数字化表达首要是构建多维多时空数据模型,对物理流域发生的不同类型、不同形状、不同来历的数据进行有序安排;数据交融供应是以数据流的方法为模型、事务使用供应海量数据服务;真假交融经过虚拟实际、增强实际、混合实际等技能完成物理流域与数字孪生流域的互动,如经过多路镜头在数字孪生流域实时重建河道,并经过虚拟实际(Virtual Reality,VR)等技能进入数字孪生流域进行巡河。

  二是展开才智化模仿。才智化模仿根据数字孪生流域,经过集成耦合多维多时空规范高保真数学模型,构建数字孪生流域模仿仿真途径,支撑水利事务全要素“四预”的模仿仿真。

  数学模型是数字孪生流域的中心,要点是经过预演发现问题和薄弱环节,首要使命是构建水利专业模型、智能模型和可视化模型等组成的模仿仿真途径,为才智水利供应细化、量化、动态、直观的核算剖析等功用支撑。建造内容首要包含水文、水力学、泥沙动力学、水资源、水环境、水土坚持、水利工程安全等7大类专业模型,遥感AI、视频AI、自然语言处理等智能模型,以及自然地理、干支流水系、水利工程、经济社会等场景的可视化模型。首要技能手段是模仿仿真推演、可视化出现、空间剖析等,模仿仿真推演是经过物理实体、事务流程等参数的模仿核算进行空间推演、进程剖析,为预演供应驱动,如“降雨—产流—汇流—演进”进程推演;可视化出现经过实时烘托展示物理实体、事务流程,展示流域全貌大场景直到工程细节,为预演供应形象直观作用,如洪水漫堤等场景烘托;空间剖析结合时空网格、空间定位等服务,供应空间数据相关核算、剖析、查看以及途径规划、周游、可视域剖析、场景标示等才能,为预演供应空间核算剖析功用。

  三是支撑精准化决议方案。精准化决议方案是在防洪调度、水资源处理与分配、水生态进程调理等预演的根底上,生成决议方案主张方案。支撑精准化决议方案是数字孪生流域的方针,要点是拟定最优化方案以便最大程度躲避危险、削减丢失、进步效益,首要使命是建造常识途径,为规划、工程调度、处理处理办法等方面的多方案比选供应支撑。建造内容首要包含事务规矩、前史事例、专家经历等常识。首要技能手段包含常识图谱、自学习自优化等,常识图谱是将国家有关法律法规、前史经历教训、流域区域规划、工程调度方案等,支撑事情正向智能推理和反向溯源剖析,为方案评价优选供应大的决议方案布景;自优化自学习是使用常识图谱、机器学习等人工智能技能,完成“数据感知—智能辨认—常识图谱构建—深度学习—智能决议方案”的循环,推动数字孪生流域自我优化运转,为“2+N”事务即时和精准决议方案供应支撑。

  一是总体方针。充分运用云核算、大数据、人工智能、物联网、数字孪生等新一代信息技能,建成“四预”功用的才智水利系统,完成数字化场景、才智化模仿、精准化决议方案,赋能水旱灾害防护、水资源集约节省安全使用、水资源优化装备、大江大河大湖生态保护处理,为新阶段水利高质量展开供应有力支撑和强力驱动。

  二是“十四五”时期首要方针。建造数字孪生流域、“2+N”水利智能事务使用系统、安全可控水利网络安全防护系统、优化健全水利网信保证系统,建成七大江河数字孪生流域,推动水利工程智能化改造,在要点防洪区域完成“四预”,在跨流域严重引调水工程、跨省要点河湖根本完成水资源处理与分配“四预”,推动N项事务使用建造,建成才智水利系统1.0版。

  三是2035年前景方针。各项水利处理处理活动完成数字化、网络化、智能化。

  李国英部长在讲话中指出,要全面推动算据、算法、算力建造,构建数字孪生流域,加速构建具有预告、预警、预演、预案功用的才智水利系统。才智水利建造首要使命是构建数字孪生流域、建造具有“四预”功用的“2+N”事务使用系统和完善网络安全防护系统。

  一是构建数字孪生流域。以物理流域为单元、时空数据为底座、水利模型为中心、水利常识为驱动,推动算据、算法、算力建造。算据方面,要点是扩展晋级水利一张图,构建才智水利三级数据底板,完善空六合一体化物联感知网。算法方面,要点是集成耦合水文、水力学、泥沙动力学、水资源、水环境、水土坚持、水利工程安全等多维多时空规范数学模型,扩展数字化表达和可视化出现功用,构建常识图谱、事务规矩、前史场景和专家经历等常识库,打造数字孪生流域模仿仿真途径。算力方面,要点是扩展晋级水利云途径,完善水利信息网,供应高性能核算存储和泛在网络连接支撑。一起,结合严重水利工程数字孪生工程建造,加速展开数字孪生流域建造。

  二是建造流域防洪系统。在国家防汛抗旱指挥系统的根底上,扩展定制流域防洪数字化场景,晋级完善流域防洪“四预”功用,弥补归纳旱情监测猜测和淤地坝洪水预告功用,树立防汛抗旱“四预”事务途径。数字化场景方面,扩展中小河流、中小水库等信息感知,弥补流域下垫面、经济社会等数据。预告方面,集成“降水—产流—汇流—演进”全进程模型,完成气候水文、水文水力学耦合预告以及预告调度一体化。预警方面,扩展防洪危险影响和薄弱环节判别、首要江河危险防控方针辨认等功用,进步洪水预警时效性、精细化和掩盖面。预演方面,扩展模仿核算和动态仿真等功用,支撑防洪调度方案调集生成。预案方面,集成各类防洪方案、调度规矩和专家经历,扩展方案主动生成、多方案比选等功用,支撑构成防洪调度决议方案优化方案。旱情归纳监测猜测方面,首要是建造归纳旱情一张图。

  三是建造水资源处理与分配系统。在国家水资源监控才能建造项目、国家地下水监测工程的根底上,完善水资源处理与分配数字化场景,扩展晋级水资源监管预警、分配处理决议方案、节省用水处理服务等功用,树立水资源处理与分配归纳途径。数字化场景方面,整合水资源总量、可用量、分配量等根底数据,聚集重要断面、取退分水口、取用水户等监测数据,同享税务、核算等部分相关数据,打造水资源管控一张图,动态把握并及时更新水资源监测计量台账。水资源监管预警方面,完善水资源承载力、预警等模型,扩展超答应取水、生态流量、取用水总量、地下水双控等功用,完成流域区域取用水的精细化处理和超前预警,支撑水资源刚性束缚准则施行与监管。分配处理决议方案方面,构建来水预告、需水分配、水量分配、水量调度等模型,开发不同来水、调度办法、调度方针下的调度预演以及多方案比选等功用,支撑提早躲避危险、拟定预案,为国家水网才智调度奠定根底。

  四是建造N项事务使用系统。完善水库根底数据同步更新和监测数据聚集交流系统,扩展完善水库、水闸等注册挂号以及病险水库项目处理等功用,建造水利工程安全处理运转预演使用,进步水利工程安全运转监控和智能化处理水平。晋级水土坚持信息处理系统,进步卫星遥感监测精度和更新周期,开发水土流失监测剖析核算模型,扩展完善出产建造项目监督、归纳处理全进程智能监管、重要淤地坝监控和安全危险预警等功用,支撑水土坚持才智化处理。完善河湖长制处理信息系统,整合集成河湖处理规模划定效果、岸线保护和使用规划、涉河建造项目批阅、河道采砂规划、河道采砂答应、卫星遥感、视频监控、互联网舆情等数据,扩展河湖处理保护杰出问题遥感智能辨认、视频智能剖析及舆情主动剖析预警等模型,晋级完善河湖长制、水域岸线处理、河道采砂等方面的巡查、详查、核对、复查功用,构建支撑查、认、改、罚全生命周期的河湖监管途径,完成河湖监管问题的发现上报、复核查看、盯梢问责、问题销号的全进程闭环处理,支撑河湖长制从“有名有责”到“有能有用”。扩展乡村水利水电信息处理系统,树立乡村供水工程名录台账、供水问题台账,推动乡村供水根底信息动态更新及处理信息填写,制造全国乡村供水专题图,推动千吨万人供水工程在线监测,打造乡村供水才智处理样板,完成乡村供水工程数字化处理。节省用水处理服务方面,构建区域与职业节水潜力评价、水效评价等模型,以国家水资源监控系统为根底,依托有关项目整合节水相关信息系统和信息资源,构建节水处理与服务途径,完成水利部分与用水单位网络互联、处理互动,推动方案用水、用水定额对标合格、节水技能产品发布、节水载体等事务线上处理,强化用水总量与强度双控信息化处理,为国家节水举动供应支撑。同步推动南水北调才智运转和安全监管、水行政法律、水利监督、水文处理、水行政、水利公共服务等事务使用建造。

  五是构建网络安全系统。网络安全系统首要是晋级完善安全处理、安全监督、安全技能等方面。其间,网络安全处理系统首要是树立准则、规范、流程和规程构成的网络安全处理准则规范系统,掩盖网络安全安排处理、人员处理、建造处理、运维处理、应急呼应和监督查看等作业。网络安全监督系统首要是展开日常要挟猜测、要挟防护、继续检测、呼应处置等作业。网络安全技能系统首要是展开职业网络安全根底防护才能、监测剖析和应急呼应网络安全态势感知预警及应急处置才能建造,特别是水利要害信息根底设备、职业重要数据等安全保护才能等建造。

  一是执行职责。各级水利部分党委(党组)要充分发挥总揽大局、和谐各方的领导中心作用,树立网信部分牵头抓总、归纳部分交流和谐、事务部分安排需求剖析和使用、运维部分系统保护处理的有用机制,保证职责执行到人到位。

  二是加大投入。各级水利部分要将才智水利要点使命以要点工程等方法加速执行和推动,活跃争取资金投入,拓展项目资金来历,统筹资金途径,使用中心预算内出资、中心财政及地方财政等推动才智水利建造。新建水利工程有必要依照智能化的要求和规范建造。结合国家水网建造推动已建水利工程智能化改造。

  三是加强监督。各单位要依照才智水利建造系列文件和本单位要求,对重要使命实施清单处理、挂图作战,将才智水利建造作业归入议事决议方案和事项督办规模,加强督促查看。

  四是建强队伍。加强水利网信人才队伍建造,拟定专门人才方针,完善工程建造、科学研究等人才的安稳办法,侧重加强网络安全和事务系统运转保护人才的保证办法,创立有利于人才展开的良好环境。探究创立才智水利立异人才培养基地,树立常态化、继续化的人才培养系统,加速培养出一批既懂水利又懂网信的复合型人才。