水利部数字孪生流域模型管理云平台设计及应用研究

【目的】智慧水利是推动新阶段水利高质量发展的实施路径之一,建设数字孪生流域是实现智慧水利的核心与关键。为提升水利部数字孪生平台建设中水利模型的易用性、可扩展性、复用率和可维护性【方法】按照数字孪生流域水利模型建设“标准化、模块化、云服务”的要求,采用“分治+集成”的思想,基于组件技术、工作流技术、SOA架构和容器技术等构建水利部数字孪生流域模型管理云平台。平台通过提供水利专业模型、智能识别模型的组件化封装和流程化搭建功能,以微服务的方式对外提供模型共享和模型计算服务。【结果】依托重点研发项目分别在示范区域——屯溪流域和白鹤滩水库开展“洪水预报-预警-调度”业务应用和工程管理范围形变监测业务应用,验证了平台设计的合理性和应用的可行性。【结论】研究成果可为数字孪生流域模型平台的建设与应用提供一定技术支持和经验借鉴。

国家地下水监测工程(水利部分)数据交换关键技术

以水利行业典型的四级(水利部—流域—省—地市)交换应用场景,以及水利部和自然资源部两部地下水监测数据实时交换共享的应用场景为基础,针对水利行业复杂网络条件下海量数据长距离实时和跨部委海量异构数据可信等交换需求,提出多源数据长距离传输适配对接、海量数据交换分布式协同调度、基于安全隔离网闸双向可信交换和两部海量异构数据融合共享等4项技术,从核心结构和原理层面对技术进行总结,并基于实际运行经验提出下一步升级建议。目前,4项技术在国家地下水监测工程(水利部分)中普遍应用及推广,应用结果表明:数据交换关键技术可实现复杂条件下的数据交换与共享,以及两部国家地下水监测数据的实时汇集、上报、共享和交换,并为地方地下水监测站数据汇交至流域分中心和国家中心提供技术支撑。

水利关键信息基础设施安全保护探索与实践

水利是国家关键信息基础设施保护的重要行业之一,因此,对其开展网络安全保护研究是十分迫切且必要的。文章阐述了水利关键信息基础设施安全保护的法律法规和标准规范要求,总结了水利行业的保护基础和面临的风险挑战。在此基础上,文章提出了以完善组织管理体系、创新安全技术体系、强化监督检查体系和规范安全运营体系为主体,提升监测预警、纵深防御、应急响应和实战对抗4项能力的水利网络安全综合防御架构。同时,文章提出了网络IPv6升级、国产密码数据保护和水利工控分区管控等关键技术路径及应用,可为行业网络安全建设提供指引和参考。

水利大模型的建设思路、构建框架与应用场景初探

发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点。推进数字孪生水利建设是推动新阶段水利高质量发展的显著标志和重要路径,模型和知识是数字孪生水利建设的关键所在。因此,按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”要求,针对水利业务需求融合大模型、水利专业模型和知识而形成“水利大模型”,是发展水利新质生产力的重要引擎。阐述了水利大模型的概念和构建的重要意义,介绍了构建的思路与总体框架,分析了需突破的关键技术,介绍了行业应用场景。研究成果可为人工智能大模型在水利行业落地提供引导和借鉴。

数字孪生水利赋能水利新质生产力发展框架研究

发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点。进入新发展阶段,数字孪生水利因其具有高科技、高效能、高质量特征,成为水利新质生产力的最显著标志和最有力抓手。水利部党组将推进数字孪生水利建设作为推动新阶段水利高质量发展的显著标志和重要路径,其本质就是在发展水利新质生产力。基于新质生产力的科学内涵和重大意义,探讨辨析建设数字孪生水利与发展新质生产力之间的内在联系和逻辑,并从建设行动、关键技术、标准体系、人才培养等方面提出以数字孪生水利驱动引领水利新质生产力发展的实施路径。

水利部本级信息系统安全等级保护整改设计

本文根据国家信息安全等级保护的相关要求,结合水利部本级信息系统的实际情况,从总体设计、安全技术、安全管理等方面介绍了水利部信息系统安全等级保护整改设计方案。

水利测雨雷达的应用优势与挑战

监测近地面2 km以下“云中雨”的测雨雷达,是水利行业以流域为单元建设雨水情监测预报“第一道防线”的重要内容,也是实现洪水防御关口前移、防线外推的重要举措。总结了水利测雨雷达的发展历程和技术特点,评估了河北大清河流域和湖南捞刀河、浏阳河流域试点应用中测雨雷达对强降水监测的精度,阐述了水利测雨雷达在雨水情监测预警方面的技术优势,并对进一步发展水利测雨雷达监测系统提出了建议。

浅析水利部信息系统安全等级保护工作

为贯彻落实公安部、国家保密局、国家密码管理局、国务院信息化工作办公室《关于印发〈信息安全等级保护管理办法〉的通知》（公通字[2007]43号）和《关于开展全国重要信息系统安全等级保护定级工作的通知》（公信安[2007]861号）要求，进一步加强水利信息安全保护定级工作，推进水利信息化的健康发展，水利部高度重视信息系统安全等级保护定级工作。

卫星遥感水利应用进展与展望

监测感知数据是构建数字孪生水利体系的基础,卫星遥感是重要的监测感知手段。随着我国航天事业的蓬勃发展,依托国家科技重大专项、国家重点研发计划等科研项目开展技术攻关,以及国家防汛抗旱指挥系统工程等重大项目的推广应用,水利部构建了“采存算用全自主、遥感处理全链条、主要业务全覆盖、应用服务全贯通”的卫星遥感水利应用技术体系。卫星遥感技术在数字孪生水利数据底板建设、流域防洪、水资源管理与调配、河湖管理、水土保持、水利工程监测监管等业务工作中得到了广泛应用,发挥了显著成效。未来将从持续拓展卫星遥感影像资源、深度融合人工智能技术、强化“天空地”协同监测融合应用等方面,推动卫星遥感水利应用,赋能水利业务。

水利部出台《水利网络与信息安全体系基本技术要求》

伴随水利信息化快速发展,信息化基础设施及业务应用逐步建设并不断完善,水利网络与信息安全体系也开始建立和发展。但与日益增加的业务应用对安全的需求相比,水利行业网络与信息安全系统尚缺乏统一的规划和标准,现有的安全应用还比较单一,缺乏系统性和整体性,存在较大的安全隐患,远不能达到国家对信息系统安全防护的相关要求,不能满足水利信息化的健康发展的需要。近日水利部完成了《水利网络与信息安全体系基本技术要求》的编写工作将为构建水利信息系统安全体系做出指导。

基于商用密码的水利重要数据点面结合安全保护方法

为保障数字孪生流域建设过程中的重要数据安全,针对破解海量高精度数据汇集面临的数据窃取、泄露、损毁等问题隐患开展研究,提出网络安全基础—数据分类分级—数据安全防护的数字孪生流域数据安全总体防护方案。针对数据安全传输、存储、使用中的安全薄弱点,提出全面通用防护和应用内加密相结合的点面结合加密保护方法,利用商用密码技术对数据进行机密性、完整性、可用性保护。本研究方法已在全国水利一张图等重要系统中得到应用,可实现数据安全保护和便捷高效应用平衡,广泛适用于数字孪生流域建设中的水利重要数据全生命周期保护。

水利部信息系统运行保障体系建设

水利信息化快速发展，成为水利各项工作的有力支撑，如何有效地管理和维护现有的信息系统，确保其发挥效益，支撑水利工作，成为一项十分紧迫而艰巨的任务。从水利部信息系统运行保障面临的问题出发，全面介绍了水利部信息系统运行保障体系的建设和应用效果。水利部信息系统运行保障体系的建设，在信息系统的运行保障中发挥了重要作用，很好地支撑了水利信息化的发展。

对“水利测雨雷达”的新质生产力研究

高精准降雨监测预报对于支撑水旱灾害防御等水利业务预报、预警、预演、预案“四预”工作至关重要。水利测雨雷达系统主要观测近地面2 km高度范围内大气中的液态水,能够实现无缝隙、精细化监测并生成高精度实况定量降雨产品,具有较为精准的外推1~3 h降雨临近预报能力,是水利新质生产力的典型代表。系统梳理了我国降雨监测发展历程,包括无器具测量、雨量器萌芽、标准化人工雨量器、自动记录式雨量器和现代自动测雨五个阶段。在此基础上,从雨量站业务应用、天气雷达业务应用、气象卫星业务应用角度,分析当前“四预”业务中降雨监测现状与问题,进而梳理了水利测雨雷达发展进程并分析其技术优势,包括:能够实时生成超精细化的网格降雨实况数据,能够实现精细化网格化降雨预报,以及系统运行稳定高效。结合水利测雨雷达在河北省大清河流域以及湖南省捞刀河、浏阳河流域的良好应用成效,指出其作为水利新质生产力在赋能“四预”方面具有应用前景。

基于信创环境的水利智搜优化设计与研究

为提高水利智搜数据采集效率、个性化推荐程度、协调运维能力、信创环境适配程度,向社会公众提供便捷高效的水利信息检索服务,结合核心技术自主可控的必然要求,研究运用数据采集、搜索推荐模型等智能化处理技术,进一步优化搜索算法,加强数据信息采集。同时,通过优化水利智搜平台设计,基于信创环境适配优化,采用集成式、场景式和交互式一体化数据呈现方式,提升支撑、统计分析、搜索和聚合能力,实现精准化推荐和协同化运维。基于信创环境的水利智搜优化设计与研究,可为水利行业智能化信息检索服务提供经验借鉴。

中国水利信息网水利部机关网络系统的设计与实现

介绍了中国水利信息网中央节点———水利部机关网络的设计 。

水利部政务服务综合展示平台设计与实现

为改善政务服务事项办理过程中数据统计比较繁琐的问题,依托水利部政务服务平台开发建设水利部政务服务综合展示平台。综合展示平台采用统一标准和建库的开发模式搭建,基于Java的开源框架和Oracle数据库设计并实现的功能模块包括政务服务展示、数据统计分析、用户管理和系统管理4个模块。综合展示平台能方便相关业务司局、各流域管理机构及监管部门对事项办理情况和进度的整体把握,改进和优化业务处理中存在的问题,提升整体业务审批和平台应用效果,同时可提供统计数据查询和展示的工具,新增业务汇报和公开信息的数据来源。研究成果对于水利部政务服务的数字化、智能化发展具有重要的参考价值。

新时期水利行业事业单位人事管理信息化建设的实践与思考

本文立足于水利部信息中心人事管理信息系统建设,分析人事管理信息系统现状及存在的主要问题,提出人事管理信息系统建设思路,研究建设的顶层设计、遵循原则、数据共享与实现架构,并提出系统建设的主要内容,从而为水利行业进一步提高人事管理工作的质量与水平提供技术支持。

水利一张图:“图”上点兵 运筹千里——访水利部信息中心主任蔡阳

水,是一切生命赖以生存的重要基础。在甲骨文中,水字中间弯曲,像一条水脉,两旁似流水,犹如河流。水,形成河流、湖泊和海洋。水是自然资源,水资源是国民经济发展不可缺少的重要自然资源,为地区发展注入"源头活水",造福一方百姓。然而,水也有反向一面,引发水旱灾害。1998年特大洪水让人印象深刻,长江发生流域性大洪水,松花江发生流域性特大洪水;2010年西南地区发生特大干旱……这都警示人们兴水治水、加强水利建设刻不容缓。

国家地下水监测工程(水利部分)档案信息化案例分析与研究

对国家地下水监测工程(水利部分)档案信息化建设项目(以下简称项目)进行简单介绍,对此项目应运的关键技术进行分析。在总结该项目发挥作用基础上,对档案信息化进行深入研究,提出了较为成熟完善的设计思路,从应用系统设计、数据建设方案、保障体系建设三方面阐述了项目完善技术手段。

LLM在水利政府网站公共服务中的应用研究

针对水利政府网站中传统自然语言处理技术导致的公共服务机械、低效问题,引入LLM技术和理念,对多种智能分析计算服务进行封装,设计构建一套以封装后的智能框架平台为服务支撑,以多元化的应用服务实现各业务流程,以多维度数据为资源存储的水利智能公共服务体系。提出水利智能公共服务的应用场景,提升政府网站公共服务智能化、便捷化程度,更加精准地理解民众意图,为今后水利政务服务与公共大模型的结合应用提供有益的尝试,帮助水利政府网站公共服务构建更高效的模型,全面提升公共服务的多样普适性、长期有效性、专业权威性、方便快捷性,同时为创新水利公共服务流程和模式等提供参考借鉴。