灌區(qū)水利基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)于防洪、灌溉保障國(guó)家糧食安全,供水、發(fā)電促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展有著十分重要的戰(zhàn)略意義。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)農(nóng)田有效灌溉面積占全國(guó)耕地面積的54%,生產(chǎn)了全國(guó)總量75%以上的糧食和90%以上的經(jīng)濟(jì)作物,水資源的承載能力一定程度上決定著當(dāng)?shù)孛裆?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展空間。
步入新發(fā)展階段,以數(shù)字技術(shù)賦能灌區(qū)現(xiàn)代化管理水平躍升被提到戰(zhàn)略高度。今年3月,水利部辦公廳印發(fā)的《2022年農(nóng)村水利水電工作要點(diǎn)》的通知中指出,進(jìn)一步加快大中型灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造進(jìn)程,積極探索數(shù)字灌區(qū)建設(shè),部分灌區(qū)開展數(shù)字灌區(qū)先行先試。
與時(shí)俱進(jìn),走在前列
淠史杭灌區(qū)開啟數(shù)字化建設(shè)新征程
作為全國(guó)特大型綜合利用水利工程的淠史杭灌區(qū)有著光輝的歷史。在五十年代 “一定要把淮河修好”的偉大號(hào)召下,歷時(shí)14年建成骨干工程并入選“中國(guó)百年百項(xiàng)杰出土木工程”??催^去,淠史杭灌區(qū)的建設(shè)與發(fā)展交出了一份優(yōu)異的答卷:持續(xù)有效保障灌區(qū)內(nèi)1400多萬人口生活用水、1000多萬畝耕地的灌溉用水;有力抵御近幾年來遭遇的特大暴雨、超標(biāo)準(zhǔn)洪水及嚴(yán)重干旱,2019年,灌區(qū)戰(zhàn)勝了自1978年以來最為嚴(yán)重的干旱,糧食總產(chǎn)量達(dá)到70億千克,實(shí)現(xiàn)大旱之年大豐收;2020年,灌區(qū)戰(zhàn)勝了超百年一遇特大降雨,確保了骨干工程安全度汛;2022年,灌區(qū)戰(zhàn)勝了2001年以來、部分地區(qū)超1978年的嚴(yán)重干旱,保障了秋糧穩(wěn)產(chǎn)和城鄉(xiāng)供水安全;為合肥、六安及沿渠城鎮(zhèn)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化發(fā)展提供水資源保障,服務(wù)區(qū)域的GDP占安徽全省1/3以上……
謀未來,在推進(jìn)數(shù)字灌區(qū)建設(shè)的新任務(wù)中,淠史杭灌區(qū)仍然堅(jiān)持提前布局、走在前列。按照水利部、省政府專題會(huì)議紀(jì)要精神和省水利廳部署要求,于2020年啟動(dòng)編制《淠史杭數(shù)字灌區(qū)建設(shè)規(guī)劃》,立足灌區(qū)實(shí)際強(qiáng)化管理業(yè)務(wù)體系與現(xiàn)代信息技術(shù)的深度融合,統(tǒng)籌生活用水、生產(chǎn)用水、生態(tài)用水,統(tǒng)籌蓄、引、提、調(diào)四種水源調(diào)配,建設(shè)智慧感知、智慧大腦、智慧應(yīng)用、智能控制、智慧支撐“五大”智慧體系,基本實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水資源優(yōu)化配置和供水科學(xué)調(diào)度,牽引建設(shè)調(diào)控精準(zhǔn)、管理智慧的灌區(qū)。在數(shù)字化轉(zhuǎn)型早期,淠史杭灌區(qū)初步建設(shè)了水情、雨情、工情自動(dòng)傳輸系統(tǒng)和量測(cè)水的骨干系統(tǒng),建設(shè)了工程管理的監(jiān)視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),初步實(shí)現(xiàn)“信息采集自動(dòng)化、傳輸網(wǎng)絡(luò)化、存儲(chǔ)數(shù)字化、決策科學(xué)化”的目標(biāo)。
淠史杭灌區(qū)加快數(shù)字灌區(qū)建設(shè)步伐統(tǒng)籌規(guī)劃,打牢基礎(chǔ)
高起點(diǎn)建設(shè)數(shù)字灌區(qū)工程
由華為牽頭,華海智匯技術(shù)有限公司、安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究總院有限公司承擔(dān)數(shù)字灌區(qū)建設(shè)工作,攜手中國(guó)水利水電科學(xué)研究院等業(yè)內(nèi)知名企事業(yè)單位全面系統(tǒng)推進(jìn)灌區(qū)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型:構(gòu)建數(shù)字底板實(shí)現(xiàn)數(shù)字化場(chǎng)景,對(duì)重點(diǎn)區(qū)域全對(duì)象、全要素進(jìn)行數(shù)字化映射;通過模型平臺(tái)展開供需水平衡分析、水資源配置及調(diào)度的仿真模擬;推進(jìn)構(gòu)建水資源管理業(yè)務(wù)系統(tǒng)和數(shù)字沙盤,實(shí)現(xiàn)灌區(qū)“四預(yù)”和支撐精準(zhǔn)化決策。
傳統(tǒng)灌區(qū)信息化的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)更加關(guān)注業(yè)務(wù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)可視化等“上層建筑類”的應(yīng)用,但由于缺乏頂層設(shè)計(jì)、經(jīng)費(fèi)來源渠道零散,建設(shè)成果難以有效整合,系統(tǒng)難以全面完善形成,數(shù)據(jù)資源共享和業(yè)務(wù)應(yīng)用協(xié)同等方面存在不足。同時(shí),從整體信息系統(tǒng)的承載能力方面,原有信息系統(tǒng)存在底層信息基礎(chǔ)設(shè)施的“基礎(chǔ)內(nèi)功不足”的問題,數(shù)據(jù)流、業(yè)務(wù)流的上傳下達(dá)、傳輸分析受到阻礙,難以高效應(yīng)對(duì)當(dāng)前數(shù)字灌區(qū)建設(shè)全面鋪開后建設(shè)大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)、一張圖管理等新增的業(yè)務(wù)需要以及國(guó)家相關(guān)信息安全政策的要求。
在推進(jìn)淠史杭數(shù)字灌區(qū)建設(shè)實(shí)踐中,華為攜手項(xiàng)目合作伙伴,基于多年深耕信息通信領(lǐng)域的技術(shù)積累與服務(wù)水利行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的經(jīng)驗(yàn),利用新一代ICT技術(shù)構(gòu)建數(shù)字灌區(qū)的數(shù)字孿生基礎(chǔ)服務(wù)支撐體系,強(qiáng)化灌區(qū)立體感知網(wǎng),依托成熟產(chǎn)品組合打造具備強(qiáng)健網(wǎng)絡(luò)承載能力、智能邊端計(jì)算能力、高效協(xié)同與統(tǒng)一運(yùn)維能力和全周期數(shù)據(jù)安全的堅(jiān)強(qiáng)數(shù)字底座,為灌區(qū)供水保障服務(wù)與水資源管理工作帶來多樣化的業(yè)務(wù)價(jià)值:
通過骨干網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、數(shù)據(jù)中心擴(kuò)容實(shí)現(xiàn)灌區(qū)數(shù)字化算力水平及信息基礎(chǔ)設(shè)施保障水平的提升,支撐灌區(qū)新增業(yè)務(wù)承載。通過租建結(jié)合的方式,構(gòu)建全光承載骨干網(wǎng),以淠史杭灌區(qū)管理總局為核心節(jié)點(diǎn),橫排頭管理處、三十鋪管理分局、紅石嘴管理處等站點(diǎn)為接入OTN站點(diǎn)構(gòu)成環(huán)狀組網(wǎng)結(jié)構(gòu),為二三級(jí)單位與總局通信提供超大容量、超低時(shí)延、超長(zhǎng)距離的安全傳輸通道;灌區(qū)數(shù)據(jù)中心部署一體化集成設(shè)計(jì)的模塊化機(jī)房,提供標(biāo)準(zhǔn)化的供電、制冷和管理組件,在大幅降低用電消耗(較傳統(tǒng)機(jī)房約降低35%)的同時(shí),提供快速交付、便捷運(yùn)維、靈活擴(kuò)容的新體驗(yàn),兼顧灌區(qū)數(shù)字化建設(shè)快速開局與業(yè)務(wù)升級(jí)訴求。
通過物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、水利模型平臺(tái)的建設(shè),為上層應(yīng)用提供通用能力服務(wù),支撐灌區(qū)業(yè)務(wù)高效開展和迭代演進(jìn)。統(tǒng)一物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)已建和在建感知設(shè)備的統(tǒng)一接入和管理,灌區(qū)數(shù)千處水雨情、農(nóng)情、閘站工情和視頻數(shù)據(jù)鮮活流轉(zhuǎn)。通過對(duì)灌區(qū)基礎(chǔ)、監(jiān)測(cè)、業(yè)務(wù)、地理空間和共享數(shù)據(jù)的匯聚和治理,打造統(tǒng)一數(shù)據(jù)底板,形成灌區(qū)數(shù)據(jù)能力中心。構(gòu)建供需水預(yù)測(cè)和配置、水資源調(diào)度模型,與數(shù)據(jù)底板和應(yīng)用充分解耦,并發(fā)布通用服務(wù),高效支撐灌區(qū)水資源管理和防洪決策“四預(yù)”的開展。
通過視頻感知系統(tǒng)和視頻會(huì)商平臺(tái)建設(shè),進(jìn)一步強(qiáng)化灌區(qū)前端感知監(jiān)測(cè)力度,提升多級(jí)協(xié)同管理與調(diào)度水平。針對(duì)灌區(qū)現(xiàn)網(wǎng)感知設(shè)備短板,華為在項(xiàng)目建設(shè)中投入的AI攝像機(jī)等數(shù)據(jù)感知設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)高倍率變焦,以算力換圖像,完成在黑暗環(huán)境或遠(yuǎn)距離環(huán)境的感知監(jiān)測(cè)與高清視頻回傳?;谳p量級(jí)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)加持,還可以提供超低功耗待機(jī)、遠(yuǎn)程升級(jí)運(yùn)維等實(shí)用功能,有效提升前端設(shè)備數(shù)據(jù)感知能力;視頻會(huì)商平臺(tái)實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)互聯(lián)互通、預(yù)案管理、數(shù)據(jù)化可視調(diào)度等功能,用數(shù)字化手段打通灌區(qū)各組織節(jié)點(diǎn)與調(diào)度中心的融合對(duì)接,輔助跨層級(jí)可視化決策調(diào)度,從實(shí)現(xiàn)指揮可視逐步邁向全域覆蓋、全網(wǎng)融合、通信可達(dá)、智能化溝通與協(xié)作的高效能新階段。
此外,在項(xiàng)目實(shí)施中部署的數(shù)字化軟硬件滿足國(guó)家相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)與政策要求。每個(gè)系統(tǒng)層面都采取了相應(yīng)的安全機(jī)制和安全策略保障了系統(tǒng)性安全。例如在網(wǎng)絡(luò)層部署防火墻實(shí)現(xiàn)隔離網(wǎng)絡(luò)、在接入層對(duì)人員和設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證、在業(yè)務(wù)層支持分級(jí)分權(quán),做到全方位、全鏈路防護(hù)。
強(qiáng)勁數(shù)字底座支撐更多的灌區(qū)智慧應(yīng)用落地開放合作,應(yīng)用務(wù)實(shí)
譜寫灌區(qū)現(xiàn)代化改造美好明天
當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期內(nèi),淠史杭灌區(qū)將以建設(shè)現(xiàn)代化灌區(qū)為目標(biāo),以水資源配置與調(diào)度為核心,突出節(jié)水、生態(tài)、智慧、共享、魅力五大重點(diǎn)任務(wù),推進(jìn)灌區(qū)高質(zhì)量發(fā)展。據(jù)介紹,“十四五”期間,淠史杭灌區(qū)將抓住引江濟(jì)淮、江水西引等區(qū)域調(diào)水工程帶來的歷史機(jī)遇,通過“蓄引提調(diào)”四種水源多源配水、工程節(jié)水、數(shù)字調(diào)水、生態(tài)護(hù)水、科學(xué)管水,構(gòu)建高效的水資源配置與保障體系、完善的灌排工程體系、數(shù)字化調(diào)度管理體系、水清渠暢岸綠環(huán)境美的生態(tài)保障體系、標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化的科學(xué)管理體系,到2025年建成淠史杭數(shù)字灌區(qū),著力提升灌區(qū)水資源配置與保障能力,奮力探索現(xiàn)代化灌區(qū)改造新路徑。
開放合作,應(yīng)用務(wù)實(shí),奮力探索現(xiàn)代化灌區(qū)改造新路徑千川匯海闊,風(fēng)好正揚(yáng)帆。華為還將持續(xù)攜手廣大合作伙伴助力水利水務(wù)部門圍繞大江大河構(gòu)建流域生態(tài)感知及流域人工智能兩大核心能力,并通過信息流、管控流的融合,創(chuàng)新生態(tài)監(jiān)測(cè)、生物多樣性、流域運(yùn)行管控等智能化能力,形成全面及時(shí)感知、孿生互動(dòng)管控的發(fā)展新形態(tài),共筑“智水中國(guó)”建設(shè)典范。
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