“ 智水”齊魯:推進IPv6物聯網應用,數字化賦能水利高質量發展
海報新聞記者 周凌峰 報道
山東是水利大省,境內河湖交錯、水網密布。作為全國第一批省級水網先導區,山東省將“數字強水”作為“六水共治”發展思路之一,加快推進“智水齊魯”數字孿生體系建設。立足全省5524座水庫、7.14萬公里長河、7171公里骨干調水工程、10多萬公里農村供水管網,用信息化手段管好每一條河、每一方水、每一級水網、每一座工程。
以算據為基,打造“天空地水工”一體化監測感知體系
山東省水利廳將“數字強水”作為“六水共治”發展思路之一,堅持高位推動、專班推進,將數字孿生水利作為國家省級水網先導區建設的重要內容。
加強前端感知,打造“天空地水工”一體化監測網絡。全省布局建設各類監測站點1.1萬多處,接入水利視頻站點2萬多個,建設水量在線監測點2159處。在暴雨洪水易發區沂沭河、大汶河流域先行先試建設測雨雷達6部,實現了關鍵流域高時空分辨率面雨量監測與短臨預報。
加強共建共享,夯實數據底板基礎支撐。建設水利數據中臺,整合廳機關業務系統數據20余個,接入水利業務數據19.6億條,建設共享接口2377個,實現業務數據在出入口上的“一數一源”。秉承“主動共享、按需提供”的原則,已為省內水利行業和其他單位分享數據7960萬余條。建成“山東水利一張圖”,整合水利基本信息及監測數據,形成76個業務圖層、120類關聯關系、21萬處關聯節點,實現縣級及以上1300余條河流水系的關系分析展示,具備“一工程一個號”“一流域一張圖”基礎服務能力,為水利防汛和水資源調配提供可靠算據支撐。
以算法為核,全面打造好用實用、共享開放、兼具山東特色的應用場景
山東省聚焦調度決策,打造防汛聯合調度支持系統。建成大汶河、沂沭河流域防洪聯合調度決策支持服務系統,形成“水文預報—洪水預警—工程調度—數字模擬(預演)—預案生成—動態展示”的預報預警與指揮調度輔助決策一體化流程,貫通了雨、水、工、險、災“五情”信息,實現降雨提前預報、洪水實時監測、災情及時掌握。2023年、2024年汛期12次強降雨過程中,準確預報沂沭河、大汶河主要斷面洪水過程,準確率提高至85%以上。
聚焦水資源管理,全面加強水資源管護建設。依托國家水資源監控能力建設,山東實現了對河道外許可水量92%以上的取用水量在線監測,5萬畝以上灌區渠首取水全部實現在線監測,供水人口20萬人以上的城市重要地表水飲用水源地實現水質在線監測全覆蓋。
聚焦水網調度,加快數字孿生水網建設。膠東調水數字孿生建設實現從調度方案自動生成到閘門的精準控制,精度控制達到分鐘級、厘米級;南水北調數字孿生系統建成業務外網、業務內網、控制專網“三張網”基礎設施,上線水量調度、信息監測等多個應用系統。
聚焦工程安全,提升水利工程運行管理水平。搭建省級現代化水庫運行管理矩陣平臺,5524座水庫已全部納入矩陣平臺,實現全省水庫的實時可視化監控和全周期閉環管理;建設灌區工程運行管理系統,整編灌區圖表數據220萬條,接入試點灌區水情、工情、農情實時數據,實現灌區水資源優化調度;實現全省9560處供水工程的信息化管理,打造全國首個精細化到村的省級農村供水“一張圖”。
聚焦高效精準,山東省水利信息系統日臻完善,形成了河湖水系管理一張圖,實現了砂石采運管理單電子化,基本形成了“全、統、通”的山東河湖長數據管理模式;建成水利水電工程施工“三類人員”考核系統,率先實現系統信息全過程加密;初步建成省市水利系統上下聯動、廳機關業務處室相互配合的監督信息鏈,實現了監督信息的共享和協同管理。
以算力為要,強化集約高效、按需服務的“水利政務云”支撐能力
在基礎保障方面,山東省已經建成全域互通的水利網絡,基于IPv6的新一代水利信息網基本建成,網絡穩定性和承載能力顯著增強。省市縣三級互聯互通,構建了集衛星、北斗、應急終端等平臺協同支撐的應急通信保障體系,依托省級政務云構建了性能穩定的水利云,廳機關二十余個業務應用系統和數據全部遷移至云上。建成水利調度指揮中樞,開拓性地將大數據、數字可視化監控、物聯網、視頻會商等技術與水利業務進行深度融合,實現省、市、縣三級水利部門及大型水庫之間實時會商,為全省水利監管和應急指揮調度提供強有力支撐。
此外,山東強化安全防護,筑牢水利網絡安全防護體系。構建形成“全面覆蓋、上下貫通”的網絡安全工作體系,連續5年開展全系統網絡安全攻防演練和網絡安全監督檢查,年處理網絡安全漏洞150個以上,發現網絡安全問題120多個。
以科技為先,堅持“智水齊魯”,一張藍圖繪到底
山東注重科研創新,不斷加快數字孿生水利關鍵技術研究。
加強多源異構數據場景化融合技術研究。采取基于事理圖譜的場景化多源異構數據關聯應用服務技術,提供從水利對象、空間網格到業務主題、水利事件的數據組織方式,為水利專業模型的高精度預報模擬提供支持。
加強水利大模型在行業應用中的關鍵技術研究。圍繞水利大模型的行業落地能力需求,融合“天空地水工”多源異構數據,構建具備支撐多模型融合、聯動、協同能力的模型平臺,優化模型架構算法,提高模型在復雜地形和氣候條件下的精度和適應性。
加強流域防洪“四預”關鍵技術研究。基于雨水情監測預報“三道防線”,重點做好降雨預報模型、產匯流水文模型、洪水演進水動力學模型的創新、應用和迭代,實現短中長期降雨洪水耦合預報的無縫銜接,提升洪水預報分析能力;強化流域防洪“正向-反向-正向”預演技術,實現水庫群之間的協同聯防,提升突發水事件快速應急預報預演和風險分析能力。
當前,山東正錨定構建一體化“智水齊魯”綜合應用平臺,整合匯總全省數字孿生水利成果,積極推動多業務應用的數據集成、功能集成、服務集成。以算據為基、以算法為核、以算力為要、以科技為先,數字孿生水利新圖景正在齊魯大地漸次展開。
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