郑州市智慧水务体系构建与关键技术研究

第6期2016年12月水利信息化WaterResourcesInformatizationNO.6Dec.,2016郑州市智慧水务体系构建与关键技术研究赫晓慧1,2，李紫薇1，郭恒亮1,2，田智慧1,2（1.郑州大学水利与环境学院，河南郑州450001；2.郑州大学郑州智慧城市研究院，河南郑州450001）摘要：随着物联网、云计算、大数据等新技术的涌现，智慧水务已成为完善水资源科学管理的有效载体。探讨智慧水务的概念和支撑体系，根据郑州市水务业务信息化的概况与存在的问题，介绍郑州市智慧水务立体感知层、信息处理层、智能应用层和支撑保障层4个层次的体系构建，并讨论智慧水务建设中涉及的关键技术问题，为城市智慧水务建设和发展提供一定参考。关键词：智慧水务；水务信息化；体系构建；关键技术中图分类号：TV213.4文献标识码：A文章编号：1674-9405(2016)06-0061-06收稿日期：2016-05-08基金项目：国家自然科学基金项目（41101095）；河南省科技攻关项目（152102210044）作者简介：赫晓慧（1978-），女，河南商丘人，副教授，主要从事环境遥感与水文生态、智慧城市研究。DOI:10.19364/j.1674-9405.2016.06.0130引言2008年，“智慧地球”的概念被提出，引发了各国建设“智慧城市”的热潮[1]，在“智慧城市”的引领下，我国不少城市相继开展了“智慧水务”的建设实践。上海“智慧水网”以应用为核心、需求为导向，运用传感、网络传输和信息处理技术，推进城市涉水事务管理和公共服务信息化，提升涉水事务管理服务水平和城市运行效率；江苏省通过“感知太湖、智慧水利”项目建设了一体化的智慧水利物联网综合管理与服务平台，进行智能感知、调度和管理，最终实现防汛防旱智能预警、水体环境智能监测监控和水资源合理优化配置；深圳水务分别从信息采集、网络建设、数据中心建设及数据共享交换平台建设出发，统筹规划信息化建设，积极推动智慧水务的发展[2-3]。但是，目前针对城市的水务信息化发展情况，满足城市需求的智慧水务建设体系的理论方法仍有待完善。以郑州市为例，研究智慧水务体系构建与关键技术。1智慧水务概念与支撑体系探讨1.1智慧水务概念探讨当前关于智慧水务的概念性描述很多，但缺乏明确的定义，理论的发展没有跟上实际应用的脚步。当前对智慧水务概念的推广存在一定误区。首先，智慧水务是指全方位、综合性涉水事务的管理，而非单纯的供水与排水或传统的水利管理；其次，智慧水务不同于水务管理信息系统，与传统管理信息系统相比，更强调水务信息的全面感知、自动采集与智能分析；最后，智慧水务的应用绝非千城一面，必须针对各个城市的实际需求进行具体分析和设计。智慧水务是通过物联网、无线宽带、大数据、云计算等新一代信息技术，自动采集与整合水文、水质、水资源、供水、排水、节水、防汛、抗旱、航运等多方面水务信息，进行科学分析、预测和决策，实现全方位的水务信息共享和智能化管理。具体的技术路线如图1所示。1.2智慧水务支撑体系与智慧水务的概念对应，智慧水务的支撑体系首先应包括立体感知层，该层把新兴的信息技术充分运用于城市水务综合管理，把传感器嵌入和装备到自然水循环系统的各个角落，并通过普遍连接形成“水务物联网”，达到全面感知；而后是信息处理层，该层通过超级计算机和云计算将“水务物水利信息化2016(6)62联网”整合起来，完成数字与物理城市水务设施的无缝集成，整合共享气象水文、水务环境、市容绿化、建设交通等涉水领域的信息，组成基于数据中心的信息处理体系；最终为智能应用层，该层对包探讨智慧水务的概念和支撑体系分析水务业务信息化存在问题提出水务业务实施阶段介绍水务业务信息化概况构建郑州市智慧水务体系讨论智慧水务建设中涉及的关键技术图1郑州市智慧水务建设技术流程图括电子政务、水务业务管理、信息监测、水安全等各个领域及需求提供智能化的决策与支持，并支撑水务综合管理、涉水事务跨行业协调管理和提供社会公众修改化服务，使人们能以更加精细和动态的方式对城市水务进行规划、设计和管理，达到“智慧”的状态[4]。同时，这3个层次都需要相应的软硬件及技术支持，由此形成了支撑保障层。2郑州市水务信息化概况2.1郑州市水务业务与信息化现状郑州市的水务业务主要包括规划计划、水政水资源、建设管理与农村水利和水土保持、水政水资源处等相关职能处室，各处室水务业务工作的任务和信息化现状如表1所示。信息化水平较低，仅实现了网上信息公告。目前建设管理中心仅有视频通讯功能，无法满足工程实施过程中实时、准确和高效的监督管理功能，特别是工程建设中三维可视化技术欠缺，水利信息化水平低，难以确保水利工程的全方位监督。借助宽带计算机广域网，实现了市局到下属县区的信息网络传输及共享。目前正在建设覆盖全市的村村