张夏，张洋

（海河水利委员会信息中心，天津300170）

新时期国家发展战略和信息化方针的重大调整，对水利信息化提出了新要求。2019年，鄂竟平部长全国水利工作会议上提出“水利工程补短板、水利行业强监管”水利改革发展总基调，并将信息化列为水利四大短板之一，强调强大的信息系统是水利监管的重要支撑。水利部组织开展《智慧水利总体方案》编制工作，以保障防洪、供水、粮食、经济、生态和国家的安全为向导，围绕水利中心工作，加快推进水治理体系和治理能力现代化[1]，指导全国智慧水利建设。

本文在智慧水利框架下，针对海河流域信息化建设的特点，对标智慧水利建设目标和任务提出智慧海河建设具体任务，规划了一批信息化项目，抢抓信息化发展机遇，补齐海河流域管理信息化短板。

1 智慧水利的发展形势

智慧水利旨在应用云计算、物联网、大数据、移动互联网和人工智能等新一代信息技术，实现对水利对象及活动的透彻感知、全面互联、智能应用与泛在服务，从而促进水治理系统和能力现代化[2]。当前，互联网+、窄带物联网、5G网络、云计算、大数据、人工智能等新技术的发展与革新得到了广泛应用，使各行业在IT基础设施动态扩展、平台云化管理、应用智能化、无人值守方面实现了颠覆性发展。传统水利已难以满足新时代经济社会发展要求，需以流域为单元、以江河水系为经络、以水利工程为节点，通过智慧水利构建起现代水利基础设施网络平台，满足新时代经济社会发展新要求。

2020年，水利部选择11家基础较好、有流域和区域代表性的单位开展实施36项智慧水利先行先试工作，以解决水灾害、水资源、水工程、水监督、水政务等业务领域的重点、难点、痛点问题为突破点，大力探索物联网、视频、遥感、大数据、人工智能、5G、区块链等技术在水利行业的创新应用，推进智慧水利率先突破，并以“智慧水利助力水利行业强监管”为主题亮相第三届数字中国建设峰会。

2 海河流域智慧水利现状与问题

海河流域地处京畿要地，承担着服务京津冀协同发展和雄安新区、北京城市副中心建设等重大国家战略实施的水安全保障任务。面对新时代治水的新形势，按照水利部《智慧水利总体方案》要求，需要深刻认识水利信息化向水利现代化转变的必要性与重要性，准确把握技术发展趋势，充分利用新一代信息技术驱动水利改革发展。现阶段，海河流域信息化存在的问题主要表现在以下几个方面。

2.1 透彻感知能力不足

面向海河流域主要业务应用的数据需求，各类水利信息的采集能力还存在不足，主要表现在感知范围覆盖和要素内容不全面、感知手段智能化不足等方面。

2.2 数据资源开发利用程度不够

海委及流域内各省市均围绕水文测报、水资源开发利用、防洪工程、山洪灾害、天气预报、科技成果等工作积累了大量的基础数据，支撑了各业务系统的建设。但数据资源开发利用程度尚存在数据来源单一、数据分散存储、数据共享程度较低等问题。

2.3 业务应用协同和智慧化水平不高

海委业务系统分散建设，标准不统一，相互之间没有联系，存在业务壁垒，难以协同。监管工作信息化支撑能力有待提高，跨地区业务协同能力不足，与新技术融合不深入。

2.4 网络安全防护能力还需全面加强

海委网络安全防护体系已按照等级保护1.0的标准建设完成，并通过等级保护测评，但是从网络安全检查、攻防演练以及对照2019年新发布的等级保护2.0标准来看还存在不少隐患和薄弱环节，网络安全防护能力从管理、技术及运营等方面还需全面加强。

3 智慧海河建设规划

面对新时代治水的新形势，海委研究提出了“智慧海河”的总体构想，并进一步确定了海委网信事业发展“七个一”总目标。海委一直注重海河流域信息化发展的规划指导，先后制定了《海河流域水利信息化建设规划》《海河流域综合规划（2012—2030年）》《海委水利信息化发展“十三五”规划》等专项规划，并编制了《海委水利信息化顶层设计》《智慧永定河技术方案》《智慧海河总体方案》等信息化建设的重要技术指导文件，对流域水利信息化发展做出一系列规划与安排。《智慧海河总体方案》从目标、框架和建设任务对标《智慧水利总体方案》，规划一批信息化项目，利用新一代信息技术赋能流域综合管理，为打造“幸福海河”提供有力支撑和强力驱动。

3.1 目标对应

由补齐短板、支撑监管，到提升重点领域智能化水平，再到全面支撑水治理体系和治理能力现代化，目标一致，方向一致。

3.2 框架对应

智慧海河总体框架根据海河流域业务特点进行了规划，与智慧水利总体框架相对应，包括水利感知网、水利信息网、水利大脑、智能应用、安全体系和保障体系6个部分，详见表1。

表1 智慧海河与智慧水利总体框架对应

3.3 任务对应

遵照智慧水利总体架构，本着“安全、实用”的总要求，规划智慧海河建设6项任务，主要包括构建全时全域立体感知网、完善全面互联高效通信网、建设海河智慧融合赋能中心、打造海河创新协同智能应用、铸牢网络安全防护体系、完善多维并重保障体系。

4 智慧海河重点建设项目

基于《智慧水利总体方案》要求，结合海河流域已有的信息化建设基础，按照“透彻感知、全面互联、深度挖掘、智慧应用、泛在服务”智慧水利特征，以流域立体感知网和水利通信网为基础，以“一云一池两平台”构成的赋能中心为内核，以创新协同智能应用为重点，以网络安全体系和多维保障体系为保障，在建项目统筹纳入智慧海河总体框架，为新建项目提供基础支撑，逐步推动智慧海河六大任务的实现，形成智慧海河的“四梁八柱”[3]。

智慧海河总体框架，如图1所示。

4.1 海河流域信息资源整合与共享

在水利信息化资源整合共享顶层架构下，以海委电子政务工程、永定河水资源实时监控与调度系统项目等已有水利信息化项目为建设基础，统筹已建系统和在建项目，按照“整合已建、统筹在建、规范新建”的思路推进海河流域水利信息资源整合共享工作，围绕跨部门的业务协同，完成海委大数据中心、水利一张图、水利视频云和统一业务门户等信息化资源的整合与共享。同时，推动智慧海河大数据资源池的建设、应用支撑平台的建设和系统整合。

4.2 海河流域应用智慧化程度提升

根据《智慧水利总体方案》《水利网信水平提升三年行动方案》的总体要求，结合海河流域在水旱灾害防御、水生态环境管理、地下水超采监管、水文决策支持、水政监察执法、水安全等方面的信息化短板，统筹在建、拟建项目，重点建设华北地下水超采综合治理信息管理系统、永定河水资源实时监控与调度系统、海河流域水工程防灾联合调度系统，打造海委水政监察队伍执法能力建设项目、海河流域水文决策支持会商系统、海河流域水利工程管理能力提升项目和京津冀核心区水安全保障智慧化提升工程项目，推动智慧海河创新协同智能应用的建设，保障海河流域水资源、水生态、水环境、水灾害安全。

4.3 海河流域水模拟平台构建

围绕水利智能应用需求构建涵盖水文预报、水动力模拟、水质模拟、地下水模拟等功能的流域水模拟平台。搭建模型库，开发水利模型管理功能，并提供模型应用场景构建功能。实现纳入管理的模型服务和模型对象具备灵活配置和动态装配功能，快速完成模型与业务的融合应用。推动智慧海河智慧模拟平台的构建，提升模型服务水平，为智能应用的预报、预警、分析、决策、评估提供专业模型支撑。

4.4 网络安全能力提升与IPv6网络设备改造

根据《水利网络安全任务细化实化实施方案》的总体部署，快速补齐海委网络安全短板，优化完善海委机关本级网络安全防御技术体系，实现网络安全具备可内外协同、上下联动的主动监测预警能力、可对抗有组织攻击的纵深防御能力和可及时进行事件处置的应急响应能力，并满足国家《网络安全等级保护基本要求》。通过海委网络安全能力提升与IPv6网络设备改造项目实现网络安全设备的更新，并对网络防病毒系统和安全管理平台进行升级，优化海委机关网络结构，实现分区分域安全管理，增强各区域的安全防护能力。统筹其他在建信息化项目资源，结合电子政务、永定河水资源实时监控、华北地下水超采在线监控等项目实施，全面开展基础性防御设施、多因子认证平台、云安全防护体系、统一用户管理体系等安全建设，初步构建海委智能安全防御体系。

4.5 海河水利基础设施云建设

为解决海委数据分散、数据传输链路带宽小、基础环境落后、服务器和磁盘阵列等计算和存储资源不足、硬件未集中存储和统一管理等问题，按照水利部的统一部署，结合《智慧海河总体方案》中相关要求，通过建设统一的计算资源池和存储资源池，动态化按需向海委机关、委属四局提供云服务，为海委综合政务、海委水资源监控管理、海委水行政执法管理、海委水旱灾害防御、海委视频监控、海委水文业务、海委地下水监测7大类业务系统以及信息资源管理平台、应用支撑平台和统一运维平台3个支撑平台提供基础支撑服务，推动智慧海河水利云的建设。

5 前景分析

为落实《智慧海河总体方案》，海委出台了《海委网信基础建设“六大”任务实施方案》，完善了网信项目调度机制，统筹指导在建1.6亿的网信项目，全力提升网信基础能力，确保“项目上一批、短板少一批”。未来海河流域水利信息化建设，将以新发展理念为引领，以技术创新为驱动，以信息网络为基础，面向高质量发展，构建海河流域新型水利基础设施体系。运用空天一体的立体监测技术，提升海河流域水利工程、重要监测断面的水安全智能监测能力；借助新一代通信技术，建设全面互联互通的高速水利基础设施通信网；融合人工智能、大数据、区块链技术，建设高效协同的海河流域水安全调度控制中心，为海河流域水安全保障提供“自动监测、及时传输、智能分析、智慧调度、安全管控”全闭环信息化支撑服务，推进水利治理体系和治理能力现代化。