普陀区“智慧防汛”建设初探

邵盼攀，刘铁锤

（1.舟山市普陀区农村水利管理站，浙江 舟山 316100；2.宁波弘泰水利信息科技有限公司，浙江 宁波 315000）

普陀区“智慧防汛”建设初探

邵盼攀1，刘铁锤2

（1.舟山市普陀区农村水利管理站，浙江 舟山 316100；2.宁波弘泰水利信息科技有限公司，浙江 宁波 315000）

围绕普陀区防汛管理需要，从非工程措施建设角度切入，以智慧防汛信息化建设为抓手，通过基础物联感知、保障环境、智慧防汛应用等建设，对普陀区“智慧防汛”建设进行探讨，提升普陀区防汛管理智慧化、科学化水平。

防汛；信息化；普陀区

1 问题的提出

普陀区地处浙江省东北部，东临我国东海，是典型的滨海城市，汛期易受到暴雨的侵袭，导致严重的洪涝灾害，不仅给当地民众的工作与生活造成严重影响，也极大地制约了普陀区经济社会的可持续发展。为了缓解严峻的防汛形势，急需完善现有的信息化防汛体系。

关于信息化[1]防汛建设，国内外诸多文献已做了一定的研究。张剑[2]以温州市为例，从系统总体结构、系统组成、系统特点等方面介绍了温州市防汛决策支持系统，并结合系统在“森拉克”台风期间的实际应用，表明了系统对当地防汛的积极作用。唐向阳[3]等结合新形势下的防汛需求，对城市防汛指挥信息系统的设计进行了深入探讨，并提出了一套切实可行的系统设计方案，一定程度上提高了防洪防汛的效率和能力。然而，当前的研究多存在业务应用体系薄弱、数据共享水平不高、面向公众水利信息服务不足等问题，主要是研究防汛智慧系统等，缺少整个智慧防汛应用体系的要求，亟需在普陀区建立更加智慧的信息化防汛体系。

围绕普陀区防汛管理需要，结合目前智慧防汛研究现状，本文以防汛减灾等业务应用为主要抓手，通过全面提升物联感知[4]、加快数据及地图资源共享服务、建设智慧防汛平台等手段，实现防汛信息共享和智能管理，有效提升防汛减灾救灾能力和水平，其中防汛信息共享是大数据[5]在普陀区防汛的具体应用，全面实现普陀区防汛数据资源的高效共享；动态洪水风险图构建基于云计算、水利数学模型在线洪水预报调度计算工具，提升普陀区防汛的科学性，对普陀区防汛管理具有重要意义。

2 普陀区信息化防汛现状及存在的问题

2.1 普陀区基本概况

普陀区位于浙江省东北部，舟山群岛东南部，界于北纬 29°32′～ 30°28′，东经 121°56′～ 123°14′。普陀区属亚热带季风气候，冬暖夏凉，温和湿润，光照充足。由于受季风不稳定性的影响，夏秋之际易受热带风暴（台风）侵袭，冬季多大风，七八月间出现干旱，是常见的灾害性天气。区域地表水系不发育，多源自丘陵腹地，呈放射状蜿蜒入海。水系受海岛规模影响，流程短，汇水面积小，受暴雨影响，水位暴涨暴落，易引发山洪等自然灾害。

2.2 信息化防汛建设现状

经过多年建设，普陀区水利防汛信息化建设取得了一定进展，主要体现在基础监测设施、信息化保障环境、水利业务应用等方面。

2.2.1 基础监测设施

经过多年建设，普陀区雨量监测、水位监测方面已取得了一定进展，重要水库、河道等基本实现了雨量、水位的自动监测，基本满足防汛、水资源管理和水文观测等业务要求。目前已建的水文监测共有47处，其中雨量站16处，水位雨量站24处，水位站7处。

2.2.2 保障环境

（1）视频监控。普陀区水利视频监控依托运营商进行建设，目前已建的视频监控共有13处，主要分布在重要水库、水闸等水利工程处，为水利管理提供了支撑。

（2）水利数据中心。目前普陀区农林水利围垦局已建设1个水利数据中心，配备了完善的装修配电、防雷接地、消防空调、UPS电源、环境监控等，可满足日常水利信息业务应用需求。

（3）调度指挥中心。目前普陀区防汛指挥调度中心，配置了显示大屏、网络、视频系统、办公设备等，为决策指挥调度、视频会商以及日常会议提供主要场所。目前调度指挥中心软硬件运行正常，可满足日常防汛调度指挥会商需要。

2.2.3 应用系统

普陀区已建有普陀区山洪灾害监测预警系统（包括一期和二期）、普陀区山塘水库信息管理系统等，主要应用于山洪灾害监测、防汛、工程管理的日常业务中。

2.3 存在的主要问题

普陀区已经在水利防汛信息化建设方面进行了一些工作，为区域防汛管理提供了支撑，但是还存在诸多不足，与全面实现防汛智慧化及现代化管理的要求还有较大差距。

2.3.1 基础感知体系尚不完善，亟需加强

信息采集为信息化发展的基础，目前普陀区已建设部分水雨情监测、重要工程的工情监测、视频监控等与工程安全运行密切相关的基础设施，但自动化采集体系仍不完善，应充分结合水利管理对象，加强基础物联感知信息采集，提高信息感知水平。

2.3.2 业务应用体系薄弱，制约智慧防汛管理效能

目前，普陀区防汛信息化业务应用系统建设主要运用山洪灾害系统建设的成果，主要为一些防汛信息展示及预警，但效果不佳，缺乏完善的智慧防汛决策辅助、上下级防汛协同指挥、公众防汛预警等，无法满足未来科学指挥决策的需求，亟需不断探索、吸收前沿技术，全面构建智慧防汛业务应用体系，实现智慧防汛跨越式发展。

2.3.3 数据资源服务共享水平不高，需加强以满足未来需求

现有普陀区数据资源随山洪灾害系统而建，未形成统一标准的数据地图资源共享服务，难以满足未来防汛减灾管理需求，需建设统一的数据交换共享服务和“水利一张图”，高度融合和挖掘现有水利数据，提高信息共享水平。

2.3.4 面向公众水利信息服务不足，民生服务水平有待提高

防洪减灾、水利安全管理等水利管理职能与社会公众日常生活息息相关。目前，普陀区尚未构建统一的全面的水利民生服务体系，在面向公众的防汛预警、避险转移等民生水利服务方面的建设还有待提高。

3 普陀区“智慧防汛”建设的措施

3.1 普陀区智慧防汛建设的总体目标

全面推动“普陀智慧防汛”建设，以防汛减灾等业务应用为主要抓手，针对舟山市海岛智慧防汛特点，提升防灾减灾科学化、智慧化的指挥决策能力，推进水利工程标准化管理，提升水利民生服务水平，最终形成“更透彻的感知、更全面的互联互通、更科学的决策、更高效智能的管理”的智慧防汛管理体系，为社会经济发展提供强有力的支撑。

3.2 总体框架

智慧防汛平台框架见图1。

图1 智慧防汛平台框架图

物联感知层：接入自动监测、控制终端等实时信息，包括水雨情监测、闸泵工情监控、视频监控等，实现水利基础信息全方位采集和传输。

基础保障层：布置在普陀区的软硬件设施，包括防汛数据中心、数据库、防汛指挥调度中心等，为各系统运行提供完善的软硬件环境。

资源服务层：提供水利数据传输中枢服务，并建设水利一张图服务，提供统一、安全、可靠、高效的数据服务和管理。

业务应用：业务应用主要建设普陀区智慧防汛平台，包括综合防汛调度指挥子系统、洪水风险图应用与管理子系统、防汛会商子系统、水文资料整编及分析应用子系统、智慧防汛移动平台等，为普陀区水利局、水利工程管理单位、社会公众提供全方位的一体化综合服务。

信息安全体系：包括网络安全设备、数据存储备份机制和设备、数据的访问控制机制和数据加密存储等内容。

3.3 全面提升物联感知

普陀区水利工程众多，且多为小型水利工程，普陀区水利工程标准化实施方案中标准化管理名录范围的水利工程主要有水库、山塘、堤防、海塘、水闸、农村供水工程、水文测站7大类，共计175项。在普陀区水利工程标准化管理实施方案中将对名录中水利工程利用信息化手段进行信息采集，实现运行管理过程标准化。

3.3.1 水文监测

主要在现有水文测站的基础上，合理增加布设水位监测站点，实现水文观测自动化的进一步覆盖，为防汛减灾科学调度决策提供依据。小型水库做到遥测设施全覆盖；5万m3以上重要屋顶山塘也均覆盖遥测设施；重要水闸全部监测上下游水位；骨干河道均设置水位监测点，采集内河水位数据。2017— 2019年计划建设27个水文测站，全面覆盖重要水利工程。

水文监测采用最先进的物联感知设施，实现实时信息采集。雨量监测站点主要负责自动采集雨量数据，并进行处理、传送至中心站。翻斗式雨量计采集的雨量数据连接到RTU，再通过无线通讯模块将数据发送至中心站。水雨工情信息采集架构见图2。

图2 水雨工情信息采集架构图

3.3.2 水利工程工情监测

水利工程的工情运行监测主要用于监测水利工程运行情况，包括闸门开度等，对防汛调度及水利工程安全运行有重要意义。根据浙江省水利工程标准化建设要求，主要对普陀区平阳新闸监测闸门开度；对重要闸门做工情监测。

3.3.3 统一水利视频监控平台

普陀区视频监控统一采用自购的前端摄像头，租用网络服务商服务的方式进行建设。由于视频信息交换共享水平低、兼容性差、视频卡顿、应用水平低，将结合水利工程标准化建设，对普陀区现有的视频监控系统进行改造集成。按照标准化名录，计划安装视频监控点近400个。

视频监控建设采用高清或超高清摄像机、视频服务器、硬盘录像机、存储设备、光端机等视频安防设备，组成先进、灵活、高效的视频监控系统，实现了视频监控与会议的整合联动，通过对远程监控对象的录像、联动报警、监控策略制定、应急指挥等应用，达到监控与通讯的双重功能，全面满足普陀区水利行业远程监控与应急指挥的需求（见图3）。

图3 视频监控架构图

3.4 加快数据及地图资源共享服务

加快水利信息化资源整合共享是水利信息化当前的一项重要工作，关系到水利信息化发展全局。进行数据及地图资源服务平台建设，将数据和地图资源共享和应用水平提升到新的层次，满足未来应用需求。

3.4.1 水利综合数据库扩展完善

在现有基础上，根据国家、省级有关规范，对水利综合数据库进行全面完善、补充和扩展，继续对工情、工程基础信息、空间地理信息等水利综合数据库进行扩展完善，实现水利信息化数据资源的全方位覆盖，同时将业务数据库进行标准化建设改造，为数据交换共享提供可靠支撑。

3.4.2 水利数据交换共享服务

建设统一的水利数据交换共享服务（见图4），高度融合和挖掘现有水利数据，提供专业的水利数据接口，促进横向业务处室之间的信息互通，实现全区水利信息资源的统一交换、共享与发布，全面发挥水利数据资源的最大化效益。

图4 普陀区水利数据交换共享服务架构图

加强与气象、国土、城管、公安、规划、住建、环保、交通等其他部门的数据交换共享建设，在确保数据资源安全的基础上，打破不同部门间的信息壁垒，强力推进各类信息化资源整合共享，强化跨部门的信息资源开发利用和整合共享，最大限度发挥水利信息化资源的作用和效能，并最大限度地发挥各部门数据共享水平和利用效率，优化各部门业务管理，提升相关内容共享和部门协同管理效率。

3.4.3 普陀区“水利一张图”服务平台

以水利普查成果为基础数据，建立“水利一张图”综合数据库，实现信息协同共享。“水利一张图”主要内容包括基础地理数据、水利基础空间数据、水利业务专题数据和水利遥感数据等，是开展水利信息资源整合共享的关键环节，是提高水利业务和政务应用水平和能力的重要支撑，是开展水利业务应用协同的关键措施，对水利信息化和水利现代化的发展具有重大而深远意义。

普陀区“水利一张图”服务平台综合利用普陀区已建的地理信息，并利用规划局可共享的信息数据，通过GIS开发、服务融合等技术手段建设。

3.5 建设普陀区智慧防汛平台

充分利用普陀区已建的普陀区山洪灾害监测预警防汛信息化成果，建设普陀区智慧防汛平台，作为普陀区防汛业务的统一工作平台，以区、镇、街道防汛需求为导向，突出重点，构建功能全面、实用高效的智慧防汛业务应用体系，依托水利物联感知体系，整合现有业务内容的基础上，基于“水利一张图”构建全面感知、精确预警、科学分析、统一调度、协同管理的智慧防汛体系，提升区域防汛减灾科学化水平，推动舟山市普陀区防汛实现信息化、智慧化。

3.5.1 综合防汛调度指挥子系统

全面提升实时汛情监测及预警管理。实时台风路径及相似台风预报，提供快捷、实用的台风信息查询功能；对卫星云图、雷达回波图、天气预报等气象信息进行实时共享，为防汛减灾提供决策依据；基于GIS地图对实时水雨情信息、潮位信息等进行监视预警，对河道、水库等超汛限水位信息等进行预警预告；结合电子地图，对闸门开启状态、过闸流量等水利工程运行状态进行监控等，当测值超过警戒值时，系统能够以声音、图像等形式发出报警；全面提升视频监控能力，分实时视频监控和视频墙2大模块进行建设，为防汛人员提供全面、及时、准确的预警信息，为防汛指挥调度提供科学依据。综合防汛调度系统功能见图5。

图5 综合防汛调度系统功能图

3.5.2 动态洪水风险图应用与管理子系统

绘制普陀区洪水风险图，利用数学模型、数据挖掘等技术构建动态洪水风险图应用与管理系统，基于GIS、洪水演进模型、灾情评估模型实现实时（预报）洪水风险图的绘制、洪水风险图（实时洪水、历史洪水、设计洪水）的分析与管理；同时整合水文信息、工情信息、备汛信息实现实时水雨情查询、工情信息查询、备汛信息查询等功能，形成洪水演进模型、洪水灾害分析模型及应急避险模型为基础，灾前预测、灾中跟踪、灾后分析为应用的完整闭环。

根据《浙江省洪水风险图编制规划》，普陀区共有3处城镇保护区进行洪水风险图的编制，包括普陀城区、六横、展茅街道等处，根据防汛应用需求，分2018年度和2019年度分别实施，进行洪水风险图的编制和洪水风险图应用与管理系统的建设。

3.5.3 防汛会商子系统

面向防汛会商应用场景，建设防汛会商子系统，可将天气预报、台风信息、降雨形势、应急状态、值班信息、水雨工情等当前防汛会商进行模块化，以适应防汛指挥中心的大屏播放，相关内容可按照分屏模式进行展示，并按照应急响应前、应急响应中和应急响应后等不同应用时景进行会商内容的自动切换，为领导会商提供信息支撑。

3.5.4 公众汛情发布子系统

构建微信公众号、门户网站等多种客户端的公众水利信息服务体系，为社会公众提供防汛及水利信息共享，满足社会公众的信息需求，推进民生水利建设。

3.5.5 建设智慧防汛移动平台

建设智慧防汛移动平台，满足防汛人员的移动应用需求，基于普陀区智慧防汛平台建设内容，采用跨平台开发技术，确保系统在不同终端设备上能够稳定、可靠地运行，提升业务人员移动办公能力。智慧防汛移动平台主要包括气象信息、水雨工情、预警信息、应急响应、汛期简报、工程信息等。

4 结 语

随着水利信息化的发展，全面推动“普陀智慧防汛”建设是十分必要的，普陀区“智慧防汛”以防汛减灾管理非工程措施建设为主要抓手，智在防汛信息管理，慧在防汛应用，针对舟山市海岛智慧防汛特点，围绕普陀区防汛应用需求，提升防灾减灾科学化、智慧化指挥决策能力，推进水利工程标准化管理，提升水利民生服务水平，最终形成“更透彻的感知、更全面的互联互通、更科学的决策、更高效智能的管理”的智慧防汛管理体系，实现普陀区防汛智慧化、科学化应用，促进区域经济可持续发展。

[1] 杜立民．水利防汛中信息化技术的应用[J]．电子技术与软件工程，2017(3)：260．

[2] 张剑．温州市防汛决策支持系统应用[J]．浙江水利科技，2004(3)：30- 31．

[3] 唐向阳，张上游．城市防汛指挥信息管理系统的设计[J]．西南民族大学学报(自然科学版)，2004，30(4)：513- 516．

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TP29

B

1008- 701X(2017)06- 0086- 04

10.13641/j.cnki.33- 1162/tv.2017.06.025

2017-05-03

邵盼攀(1984- )，男，工程师，大学本科，主要从事防汛及水利工程建设管理。

（责任编辑 郎忘忧）