現階段對水利工程信息化發展的思考

徐飛

莒南縣水利綜合保障中心 山東臨沂 276600

近年來隨著我國水利事業不斷地發展，各級政府加強了對相關水利部門的資金投入，同時也在不斷的調整資金結構比例，為水利工程事業的可持續發展規劃新的篇章。在進入21世紀的各個時期我國的水利工程信息化都得到了較大的利用，極大地提高了水利工程抗旱防洪的能力。所謂水利信息化就是在一定的水利信息技術、信息產業規模、信息基礎設施，以及一定的信息基礎環境約束下，水利信息活動不斷豐富、信息活動量不斷增加、信息活動效果不斷提高的過程。它包括城市內澇建設、水動態監測、大壩決堤防洪監測、地質災害及結構體安全監測等內容。

1 水利信息化建設的必要性

1.1 水利資源共享的必要

在水利工程建設之中，涉及到的資料眾多，需要大量資料進行指導與運用，因此，整理收集這些資料也是一大難題，并且設計工程單位、工程人員、項目法人代表、監管單位之間的交流文件也較多，用傳統交流的方式，對信息數據的及時性，準確性以及完整性都會有造成影響，降低工程效率。將水利信息化建設運用到工程項目中有利于資源的整合，工程的整體規劃也更完善，這也是科學的規劃方式，以便后期的管理維護運行，實現資源的優化配置。水利信息化配備有許多好處，例如避免人工在操作上的誤差，及時有效解決問題，有利于相關工作人員及時了解數據，高效快速解決問題，提高各個組織部門交流以及資源共享的效率。另外，水利信息化調動系統能第一時間對數據進行采集、匯總、整合、傳輸，發送到有需要的單位部門。

1.2 促進政府職能轉變

政府要服務于公共利益和社會水利利益，提高水利信息化水平，水利管理部門可以通過數據管理門戶或平臺向社會發布水利管理信息，我們要及時幫助社會，維護社會治安，保障公共事業的公平正義。

1.3 促進經濟發展

水是一種自然資源，水利工程是公用事業的基礎設施，是國家最有效、最可持續地利用水資源的計劃，是保證社會經濟穩定發展和人民群眾安居樂業，水資源管理是國家治理的重要任務。

2 水利工程信息化發展面臨的機遇

國家對于信息化工作高度重視，黨中央提出，沒有信息化就沒有現代化，早在2018年中央一號文件明確提出實施智慧農業林業水利工程，十四五期間，“兩新一重”建設加快推進，新基建將助力重大水利工程提檔升級。水利部將智慧水利作為十四五重點建設內容之一，國家水網工程將智能化作為重要任務進行推進，要求要充分運用云計算、大數據、物聯網、移動互聯、人工智能、5G、BIM、電子簽章、區塊鏈等技術，推動信息技術與水利深度融合。

在水利工程中發展和應用信息化技術是當前時代的必然趨勢，在我國有著極為廣闊的應用前景，從國家要求的角度來看，我們認為水利工程信息化是數字中國、智慧社會的重要組成部分，也是水利信息化發展的新階段。從水利行業的角度來看，要充分發揮新一代信息技術的驅動引領作用，大力推進高新技術與水利深度融合，加快智慧型水利建設步伐。信息基礎設施、融合基礎設施、創新基礎設施等新型基礎設施將深刻改變政府管理服務模式和社會運行模式以及人們的生產生活，深刻影響經濟社會的發展，水利新基建作為融合型基礎設施，必將發揮新的、更大的作用。

最后從國家水網和水利工程的角度來看，要求以創新為引領，構建以在線精準監測為基礎，以網絡協同共享為紐帶，以數字孿生、風險預警和智能分析為核心，以智慧調度和自動控制為目標，推動形成“水利工程智能化、水系流域數字化、國家水網智慧化”的水網“協同融合共享”智能化格局。

3 主要問題

3.1 缺少統一設計規劃

當前，水利工程質量監督信息化智能化建設的主體多元化，不同地區、不同職能部門、不同監管部門都在探索研究信息化智能化建設，存在重復建設的現象；已開發的監督軟件之間、同一個工程中監督軟件與其他軟件之間相互沒有統一的頂層設計和協調機制，導致信息系統兼容性不夠，上下級業務部門、同級業務部門信息流不暢，形成一個又一個的“信息孤島”，無法在大范圍內實現共享，影響了信息化智能化建設的效果。

3.2 缺乏有效的協調

有效的交互平臺主要用于處理水利工作、項目管理、文檔等積累的信息，沒有一個統一的平臺，這些數據就無法有效的鏈接、處理，最終會造成信息障礙，無法滿足行業對有效節約、資源共享和重用的需求。

3.3 數據采集嚴重不足

信息化智能化的基礎是數據，不能及時、有效地采集工程數據一直是信息化智能化受制因素之一。當前數據采集手段比較落后，相當一部分數據需要依靠人工錄入，容易受到人為因素干擾，影響數據的真實性；已有的數據自動采集設備、系統功能還不夠齊全，影響數據的準確性和全面性，影響統計、分析、判斷的效果。

3.4 系統多套，無法實現統一管理

工程自動化的探索需要時間去磨合，不僅僅需要一個階段的探索，而是需要花費充足時間，對水利建設進行挖掘與探索。目前來說，每一個水利工程建設企業都沒辦法統一系統，還處在多個系統，多個平臺共存的狀態下，這雖然有利于對不同系統的好處與壞處進行了解，但這樣也阻礙了對系統的統一運用管理，缺失凝聚力。在需要互聯網和數據傳輸共享時會出現一系列問題，經常會因為不同平臺的兼容性問題，而造成運用系統合理使用的難度不斷擴大，使其他多方面出現問題。

3.5 沒有實行全生命周期管理

雖然一些地方建立了水利工程質量監督信息化管理平臺，但大部分都是依托于單個項目建設，僅局限于工程建設某一階段、某一使用方，不能與各參建單位信息軟件形成很好的關聯，影響了基礎數據的采集和使用；沒有考慮工程建設基本程序全過程使用需求，也沒有考慮上級職能部門監管需要，橫向與工程建設的全生命周期不適應，縱向與政府職能的調整、轉變不適應，缺乏延續性，也不易于進行統一的管理和維護。

4 對水利工程信息化的建議

4.1 正確區分有關概念

在建立水利信息系統時，第一步要了解與水利相關的一些概念。信息是一個大概念，一切現象都可以忽略不計，大數據是信息的形式和載體，可以看作是一個符號。在以往的水信息研究中，水信息的種類和形式是相當復雜的，在水利信息化的理論和實踐中，只有通過研究水文以及水文數據的信息化和其中的差異，并根據信息、數據的異同，才能為水利建設做出良好的準備。正確解釋水信息的具體含義，明確干旱、水文等水信息的具體內容；并明確了這類信息的來源、特點和用途。嚴格的區域配水信息、海量水情數據、情報等。

4.2 完善基礎設施建設

水利工程信息化建設是一項非常復雜的工程，具有很高的技術含量，它需要公共網絡支撐作為基礎平臺，該公共網絡須具有很強的服務能力，不同地方的水利工程項目在建立信息數據庫時要結合當時的實際情況出發建設合理的信息數據。除此之外，水利有關機構還應增加信息化建設的資金，引進先進穩定的信息化設備及做好后期相關的運行、維護和保養等工作。

4.3 法規保障，政策支持

信息化智能化的發展離不開法規政策的保駕護航，應根據信息化智能化技術的發展和應用，出臺相應的質量監督信息化智能化管理的法規，對信息化智能化建設進行保障，同時制定相應的政策進行支持。

4.4 資金投入要有充足保證

水利工程信息化的發展必須要有正常的資金投入渠道，既要有建設資金，同時還應當有各個系統運行維護資金，這樣信息化系統建設才能更加有序實施，系統才得以正常運轉。由于我國水利工程中信息化技術應用還處于起步階段，諸多技術的應用并不是十分成熟，比如BIM技術與GIS系統的有機融合，就是近幾年來才提出的新概念，這兩種不同的技術要有機融合，既要做好前期的建設工作，同時后期還應當保證相關系統可以持續運行，這些工作都需要充足的資金做準備，否則都將變成空殼。而就資金投入方面來說，不能僅僅只是將目光聚焦于建設單位上面，還應當積極發揮各參建單位的積極性，真正讓信息化技術解決施工和運行管理中的痛點、難點，這樣才能降低資金方面的風險。

4.5 完善并組織架構與加強隊伍建設

在推進水利工程信息化發展的過程中，必須要遵循信息化建設的客觀規律，創新工作方法，積極大膽地進行探索，不斷地開拓創新，努力結合信息化發展的實際情況以及未來發展需求，建立一套行之有效的、科學的與水利工程信息化高度匹配的工作模式與運行機制。水利工程信息化發展的技術含量是比較高的，其所應用到的信息化技術涉及內容廣泛，技術集成度比較高，過程復雜，多個專業彼此之間互相協同融合。因此，為了更好地發揮相關技術在水利工程建設中的積極作用，就必須要建立符合信息化發展的組織架構，盡早培養出一批高素質的、掌握先進信息技術、熟悉水利專業知識的高素質人才隊伍，這樣的話，才能保證信息化技術在水利工程中能夠充分地發揮作用與價值。

4.6 建立信息系統框架

引入和應用現代水資源信息系統的第一步是水利信息化的外在表現和最終結果，因此，水利信息系統建設已成為水利信息化的最終手段，信息系統是一種有效的信息結構和組織。該系統是對數據、水信息和信息的有效設計和處理，其基本邏輯框架包括基礎參考層、數據層和平臺層、應用層和基礎工作、安全體系和標準體系。在我國水利信息化建設過程中，往往強調建立系統基礎設施和數據庫，而水利信息化如果沒有全面的信息資源規劃策略，將損害管理系統的實用性和有效性，水利信息化最重要的部分是信息化的總體設計和規劃，即信息化框架的建立，這是我國水利信息化的主要技術之一。

4.7 無人機遙感技術應用

（1）飛行高度低。在飛行高度低于1200米的高度時，大部分地區是可以不用申請空域管制的，可以直接進行作業，靈活性高可以貼著水域表面飛行，也可以隨時停止飛行，停在水體上空。例如無人機掛配著測量水體流速的儀器飛行到江河湖中，定點停在距水體表面上方的一定距離，把測量儀器放入適當深度的水體中來測量水體流速，也可換作其他儀器去測量水體的不同數據，例如水體溫度，水體水質等。

（2）實時監控能力強。目前無人機系統最大的特點是，在進行作業時它可以進行實時動態拍攝收集信息并傳送數據到終端系統進行監控。在水利工程建設中，尤其是一些大型水利樞紐或水電站的施工中，我們必須進行全面的監控和管理，無人機遙感技術就可以實時地對項目建設進行監測。在南方多雨汛情期間，無人機系統也可以利用無線區域網絡提供實時的汛情信息，包括汛情評估、水毀核查以及汛情趨勢預估等信息，方便決策者做出合理地安排，極大地提高了作業效率。

5 結語

科學技術快速發展，為水利工程信息化和自動化的實現提供有力技術保障，合理廣泛使用現代信息技術，積極開發水利資源，拓展水利信息化，自動化的高度與廣度，水利自動化是水利信息化過程中的重要組成部分，順應時代發展需求，運用水利信息的收集，儲存，傳輸等功能以及應用每個環節的水利自動化建設，共同推進水利事業的發展，為本國水利事業作出貢獻。