北京市智慧水务顶层设计案例

北京市智慧水务顶层设计案例

随着全球物联网、新一代移动宽带网络、云计算等信息技术的迅速发展和深入应用，信息化发展正酝酿着重大变革和新的突破,更高阶段的智慧化发展已成为必然趋势。2０08 年，IBＭ提出重大社会发展理念：“智慧地球”，认为世界的基础结构正在向智慧的方向发展,可感应、度量的信息源无处不在,互联网平台让这一切互连互通,让一切变得更加智能化；随后，又提出“智慧城市”的崭新

理念,欧美发达国家掀起了建设智慧城市的热潮。２011 年起,智慧城市的理念在国内得到广泛认同，20１2 年,北京市发布《智慧北京行动纲要》,正式开启从“数字北京”向“智慧北京”跃升的新篇章。借助“智慧北京”、“推进水利信息化建设”等外部大环境,积极跟踪物联网、云计算等高新技术的发展，围绕水务中心工作谋划北京水务信息化的新发展，提出了建设“智慧水务”的构想，旨在通过信息化建设促进和带动水务现代化,提升水务行业社会管理和公共服务能力，保障水务可持续发展。

1北京水务信息化发展现状

从“十五”到“十二五”初期,北京水务信息化发展经历了起步萌芽（２00２年前)、基本建设(200２—20０5 年）、业务应用（2０06—201０年）3 个重要阶段,北京水务信息化工作按照“统一规则、分步实施;平台公用、资源共享;应用先导、务求实效”的原则，全面开展了 1 个基础设施平台、1 个综合数据库、6 大业务应用、3 个保障环境的建设。初步形成了“数字水务”的基本成果,实现了支撑北京水务可持续发展的应用绩效,水务信息化建设进入“整合共享、深化应用”的发展阶段。初步建成雨情、水情、水环境、工情、供水、排水、节水等１1 类信息采集系统；形成上连北京市政府、水利部、海河水利委员会,横连北京市交管局、气象局，下连１4 个区县水务局、28 个局属单位的骨干通信网。建成局中心综合数据库，涵盖 8 大类４５小类业务数据;建成信息共享交换平台，向局内２５个单位及市应急管理办公室,以及交通、市政市容管理委员会等部门共享数据。在水资源、城市应急防汛、供排水、郊区水务及水务工程管理等核心业务领域建设了一批重大应用系统。初步完成信息化标准、运行管理维护及信息安全３大保障环境的建设。

尽管水务信息化取得了丰硕成果,但是距离“智慧北京”、“水务改革发展”的要求还有很大距离。水务信息化工作仍存在以下一些制约发展的瓶颈问题,必须充分认识、积极应对、妥善解决：

１)监测不够全面。目前北京市水务监测能力在国内处于领先水平，但还存在信息采集站点内容不够均衡，布设密度和深度不能完全支撑水务精细化管理的要求，设备的完好性、可用性和可

靠性有待进一步增强和优化。

2)决策支持不够科学。随着水务信息化应用的逐步开展，应用系统建设主要集中在水文水资源、防汛抗旱、工程自动化方面,在水环境、水生态及决策支持等方面的应用还较少；系统功能大都以信息服务为主,主要满足日常管理需要,辅助决策类、统计分析类系统不足，不能有效满足水务决策、应急管理的需求。

３)服务不够主动。目前水务信息化的服务对象涉及政府部门、水供应商、社会公众等,基本能够满足各类用户的需求,但尚处于被动服务的阶段，在主动性、便捷性、人性化等方面存在改进空间。

４)业务不够协同。水务信息化现有的各业务应用系统仅限于各部门内部使用,相互之间只实现了数据共享，尚未实现应用层面的联通、共享，也未实现跨部门、层级的业务协同。

2北京市智慧水务建设目标

智慧水务的本质是一种具有综合性、整体性的行业信息化发展过程，也可以指符合智慧化特点的一个具体的城市或区域的水务系统。智慧水务是指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和社会水循环系统中，并通过普遍连接形成“感知物联网”；然后通过超级计算机和云计算将“水务物联网”整合起来，以多源耦合的二元水循环模拟、水资源调控、水务虚拟现实平台等为支撑,完成数字城市水务设施与物理城市水务设施的无缝集成。依托机制创新,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，构建基于数据中心的应用系统，为电子政务、水务业务管理、涉水事务跨行业协调管理、社会公众服务等各个领域及需求提供智能化的支持，从而能以更加精细、动态、灵活、高效的方式对城市水务进行规划，设计和管理,达到“智慧水务”的状态。

北京市智慧水务建设的总体目标如下：充分利用“十五”、“十一五”期间的建设成果，按照“深度融合、全面共享”的指导思想，以物联网、云计算等高新技术为主导，以“自然-人工”二元水循环理论为指导,以计算机通信网络和各采集控制终端为基础,基本建成集高新技术应用为一体的智能化水务管理体系，基本实现信息数字化、控制自动化、决策智能化,使得感知内容全覆盖,采集信息全掌握，传输时间全天候,应用贯穿全过程。

北京市智慧水务建设按照“五年基本建成,八年基本完善”的总体部署,拟分 2 个阶段开展实施,第 1 阶段为 201３—2017 年，基本完成北京市智慧水务建设,初步形成与智慧北京相适应的水务管理能力；第２阶段为2018—２0２0 年,全面完善北京市智慧水务建设，为智慧北京的实现提供有力支撑。

3北京市智慧水务总体架构

3.1 智慧水务业务架构

根据北京市水务局三定职能和水务业务的实际需要，将水务业务从宏观上划分为决策指挥和公共服务２大类，具体组成和架构如图 1 所示。水务决策指挥层的 3 大业务需要水务信息监测与服务类和水务工程建设与管理这 2 项基础业务进行支撑。

3.2 智慧水务总体架构

在水务业务梳理和分析的基础上,按照智慧水务顶层设计的思路,借鉴目前国际国内同类项目建设经验,初步搭建了北京市智慧水务总体架构，主要包括智慧水务监测体系、控制体系、传输网络、水务数据中心、应用、服务对象、安全保障及推进机制等 8 大部分,具体框架如图 2 所示。

3．３智慧水务功能架构

智慧水务通过“智能感知、智能仿真、智能诊断、智能预警、智能调度、智能处置、智能控制、智能服务”功能体系,实现水安全智能保障,提高水资源调控能力,以支撑日常和应急状态下的防洪、水资源、水环境和水生态等管理业务工作,具体功能架构如图３所示。

4北京市智慧水务建设任务

根据北京市水务信息化发展现状和智慧水务顶层设计的总体框架，智慧水务建设任务可以概括为“4５11”,即４大监测体系、5 大控制体系、1 个数据中心、１个应用体系。

4.1 完善 4 大监测体系

主要围绕防汛、水资源、水环境和水生态管理4 类核心业务,完善水务监测体系。和传统的监测手段相比，智慧水务需要利用遥感、卫星、物联网等技术，构建智能感知体系，确保信息互通和资源共享,形成“空天地”一体化的水务立体感知监测体系。

4.２完善５大控制体系

洪水控制体系涵盖潮白河、永定河、拒马河及城市内涝，实现上蓄、中疏、下排的防洪格局;水源控制体系涵盖京密、永引、南水北调和应急等水源,通过南水北调水入京,与本地１0 个水库、６处水源地及再生水实现统一配置；城市供水控制体系包括城区和郊区供水控制体系,形成城内六区一网和多个郊区供水单元相结合的供水格局;城市排水控制体系包括污水收集和处理体系;生态河湖控制体系包括内城水系、生态廊道及小流域。

4.３建成 1 个水务数据中心

通过元数据库结合数据资源目录的方式实现数据的标准化管理，并在现有综合库的基础上建