华为智慧水务行业白皮书V1.0 -2023

目录CONTENTS智慧水务持续建设与发展智慧水务发展背景数字经济正在强势崛起，已成为未来经济发展的主要动力，如何在未来10年最大化收获数字化溢出带来的经长硕果，成为各行各业都非常关心的话题。如何利用新一代ICT信息技术，实现以创新为核心的数字化转型是水务水务行业目前迎来数字化转型的快速发展期，国家不断出台新政策，促进水务行业信息化技术应用整体水平稳步提高，从2019年水利部鄂竟平部长提出水利发展改革总基施网络安全能力提升，完善水利信息化基础设施，积极推进5G技术在水利工程安全监测预警等工作中的应用，信息化已经成为国家水利部重点工作之一，智慧水务建设逐近年来水利信息化建设虽然取得了较大成绩，但和补短板，强监管的要求相比还存在各种差距。首先是底层透彻感知不够，感知覆盖范围和要素内容不全面，在绝大部分中小河流监测和水库等场景均缺乏相关监控措施，业务工内外部信息共享不足，对互联网数据利用深度不够。业务应用覆盖面不全，应用智能化水平不够，部分业务流程未能固化，还处于线下办理，体外循环。同时，水务系统整体支撑演进能力不足，无法发挥高新技术的潜让更多业务应用能够基于人工智能识别等技术实现分析型全国省级以上水利部门的众多应用系统中仅不足30%通过等级保护测评，大型水利工程控制系统核心设备和软件大多存在安全隐患，尚未实现以国产化为主。相关装备、网络安全、应用支撑、系统运维等技术和管理标准还有待完善，改善目前重建设、轻运维的现状，实现对信息化建设次提出，后被列入《2019年国务院政府工作报告》。官命和产业革命特征，面向国家战略需求，为经济社会的创新、协调、绿色、开放、共享发展提供底层支撑的具有乘华为智慧水务行业白皮书基建大数据基建大数据中心新能源汽车充电桩城际高速铁路和城市轨道交通特高压在未来，以5G、AI、大数据为代表的新基建，将补齐水务信息化短板，推动水务信息化改革走向深水区。“新基在智能、即时服务的新型技术底座，支撑上层创新、通过资源整合统筹建设，实现水务信息全面获取，沉淀数据资产和共性能力，以平台+应用的建设模式，聚焦创新，支撑业务快速上线，最终实现资源集约化单一来源数据价值挖掘空间狭窄，更多数据价值创造将依赖多源数据融合、碰撞，发展需求将倒逼打开水通过统筹各类资源，基于平台向社会开放能力，从而吸引更多的企业和组织参与到智慧水务建设中来，使得业务创新呈现百花齐放，百家争鸣的态势，促进水供业务一张图，通过综合决策指挥中心，实现态势感知，决策分析及联动指挥能力，提升水务行业综合治来一个高速增长态势，在行业赢得巨大的发展空间，推动平台+应用建设模式核心是对组织机构和流程的变革。平台重点解决应用间的标准统一，差异屏蔽、组件复用、移动端适配等问题，通过数据平台，各类应用调用所需能力和数据，大幅减少开发成本，加速创新；匹配平台，应用则可以实现用户思维，将复杂程序屏蔽，用小微流程应用方便用户使用，快速响应客户需求。由于传统“平地起高楼、立烟囱、分散式”建设模式早已无法满足业务灵活河道…水库标准规范系统安全运维河道…水库标准规范系统安全运维监控运营管理引水工程引水工程监测设备…烟囱式架构烟囱式架构日常巡河…引水工程监测设备引水工程监测设备…引水工程监测设备引水工程监测设备横向层级由基础设施层、数据层、平台层和智慧应用层组成，四个纵向模块由标准规范、系统安全、运营管理组成；核心是由数据层和平台层共同构建的智慧水务数字平台。通过一体化集约化建设，采取平台+应用的模型服务模型服务水安全模型水资源模型水环境模型数据湖基础数据库监测数据库华为智慧水务行业白皮书首先，要构建一个强大的融合各类新ICT技术的数字底聚更多数据，并对数据进行挖掘、分析和共享，形成水务其次，要打造一个开放平台，实现“平台+生态”运作方式，让智慧水务成为水务行业发展的重要助推器和催化剂。一方面，通过平台向上开放各类新ICT能力，整合数据，支撑智慧水务应用，例如水安全、水资源、水环境、水工程和水事务等；另一方面，面向社会开最后，不断将水务行业公共能力沉淀到平台，形成可复业务组件、数据模型算法等。以微服务方式向上提供服务，使能业务快速创新。在技术快速迭代的今天，平台一体化建设能更方便地使能合作伙伴聚焦行业设模式，搭建一个好的平台基础，如同大树根系，让基于平台的应用更加枝繁叶茂，敏捷开发，实现水务要素集华为使能水务行业数字化通过信息化技术与水务业务建设和管理深度融合，建立覆盖水安全、水资源、水环境等领域的透彻感知网络，实现对水务基础设施的全方位自动化控制和感知，为水环境治理、水安全强化提供实现的技术可能，已经达成行业共识。除此之外，从国际形势变化、建设模式变革、现有的发展瓶颈等方面看，都要求组织加紧利用新ICT技术提升2.1.1贸易保护主义抬头，激发技术自主创新，要求组织数字化能力提升海外一些国家对中国高科技企业进行了一系列技术封锁行为，主要手段是通过实体清单方式限制中国企业使用美国X86技术体系，同时对5G、人工智能、GIS、遥感等领域也加强了控制。这种贸易保护主义的实施，已经不再是几考虑未来发展不可避免会遇到的形势，我们必须意识到必须在实现水利部总体要求的情况下，快速提升自身数字化能力，完成各自业务的安全建设及可持续发展布局。2.1.2优化业务建设模式，强化技术基础，提升组织数字化能力当前，我国水务信息化正进入一个矛盾多发期，业务部门与信息化部门之间因为信息孤岛问题需要协调的情况不断。整体建设面临信息化投入大、见效差，资源利用率低，整体性不够、关联性差和实用性不强等问推动水务业务数字化转型，以集约化、一体化原则进行智慧水务建设，解决现有业务建设模式问题，改善现有技术业务系统轻量化，共性能力沉淀到平台，使能业务协同和管理创新；借助AI平台提升智能感知和数据分析2.1.3组织数字化能力提升，带来社会和经济双重效益通过智慧水务建设，逐步形成天空地一体化水务感知系统，完善水务相关信息和数据，通过水务智构建各类智能应用，全面提升水务智慧应用水平，推进水务治理体系和治理能力现代化，为新时代水务改革发展提1推动水利水务现代化建设，解决新时代治水矛盾。2提高水务公共服务能力，推动政府职能转变。3提高水利工程设施效能，提升水务建设综合价值。4应用新一代ICT技术，加速水务业务全面创新。华为智慧水务行业白皮书政府水企用户智慧水利水务建设政府水企用户智慧水利水务建设1提升资源集约化能力，提高资源应用综合效益。2增强精准预测和调度指挥能力，降低灾害损失。3提升资源管理服务水平，发挥投资效益。2.2.1方法论概述这些能力需要怎样的组织结构，能力与职能在本级单如何设计合理的运作流程以及运作机制，确保未来智慧水务蓝图规划、建设、运营与评价能够科学、高效在执行层面，智慧水务建设蓝图演进路径是否具备可要系统性回答这些问题，就需要智慧水务顶层规划。智慧水务顶层规划是一个国家/区域(省)/市州等组织进行水务华为智慧水务顶层规划咨询方法论遵循华为智慧城市智慧水务融入区域与城乡发展之中，体现水务数字化、数字让水务更智慧的理念，它是智慧水务的关键环节，是指水务水利行业战略水务水利行业战略政府政府水企用户产业生态产业生态江河江河三协同指智慧水务的战略到执行协同、保障体系协同以及这两个方面与顶层规划的协同。战略到执行协同指智慧水务顶层规划咨询方法论依据水务战略到执行综合考虑国家创新/国家战略、区域和城乡发展战略、城保障体系协同指水务本身服务与组织保障需充分考虑人力资源、领导力、稳定投资、自身创新能力和综合发展生态的协同；顶层规划的过程需要兼顾水务战略到执行协同和服务与组织保障的协同，既能实现智慧水务管水、供水、用水的业务目标，又使用水者有幸福感、水务管理者有成就感、供水与治水企业有获得感，并实现智慧水务可持续四步骤指需求评估、总体规划、架构设计和实施路径规华为智慧水务顶层规划咨询在开展国家、区域、城乡规划基础上，结合规划对本地区智慧化愿景目标从目前面临问题、水务发展需求出发，确定智慧水务的指导思想与基本原则，明确水务智慧化建设目标，并综合规划智慧水务各领域蓝图与目标，同时将目标针对每个细化目标规划、设计，并明确相应重点工程建设内容、建设模式和实施路径，明确相关信息技术手段及相关资源要素。华为不仅仅考虑顶层规划，还要考虑智慧水务实施过程中解决方案实现的可行性，让顶层规划能够切四架构是指智慧水务架构设计中的业务架构、应用华为认为，有效实现水务价值传递是智慧水务咨询规划的初衷，也是智慧水务业务架构设计的基本方法，而坚持以客户中去的理念。从客户中来指在水务规划、建设、运营与治理全价值链设计过程中，要体现出管水、供水、用水目标；到客户中去，指在水务规划、建设运营与治理全价值链设计过程中，要以政府效率、市民体验、企业创新作 能力服务化、应用场景化、开发敏捷化是智慧水务架构设能力服务化，即对智慧水务各领域业务能力共性进行提取，形成数字化服务接口，并进行业务流程灵活编排，支应用场景化，即根据不同业务场景提供个性满足不同角色对象在其运作活动中所需随时随地接入使用开发敏捷化，业务需求快速变化，ICT技术更新日新月异，新技术和业务的结合灵活多变，这些都需要敏捷迭代。通过短周期迭代，实现转型业务价值，降低转型风险。最后，形成架构统一、能力全面、集成关系清晰的应华为智慧水务行业白皮书能力服务化Application数据流/API**API应用服务ApplicationDomainApplicationGroup能力服务化Application数据流/API**API应用服务ApplicationDomainApplicationGroupBusinessDomainBusinessSub-Domain 水务咨询规划设计的信息架构包括信息资源目录、数据模1信息资源目录2数据模型信息架构... ...信息架构... ...3数据标准4数据分布而忽视了数据模型以及数据流向设计，难以让数据最大程度发挥价值。未来需要通过咨询规划重点对数据模型和数据分布进行设计，从而实现数据“一个模型，一张关系数据模型方面，大部分智慧水务建设方案中的数据依然是分散的，这导致大量数据质量问题，直接影响是业务不同环节需要不断地验证。因此，智慧水务要求信息架构设计要引入数据孪生的理念，在设计时要考虑水务所有数据以个人资源组织设施•污水处理厂N个行业智慧应用…运维运个人资源组织设施•污水处理厂N个行业智慧应用…运维运营安全下图是智慧水务信息架构高阶概念模型，具体规划可以根事件事件•个人用户•地表水资源•水资源管理员•违法主体（个人）•地下水资源•优质海水资源•……•……•……服务服务•水治理服务•水土保持服务•单位用户•管理单位•供水企业•治水企业智慧水务信息参考模型（高阶概念模型）智慧水务技术架构需要满足智慧水务的业务应用需求，需AI、区块链等各种新技术的平台服务能力，才能支持智慧水务目标实现。智慧水务技术架构的核心思想是要重新定义信息基础设施，让这些信息基础设施不仅仅是技术平台，还要是水务的赋能平台。智慧水务技术架构设计要点可以简单概括为1+1+N。1-水务沃土数字平台，1-水务IOC和N-智慧应用。11个智慧水务IOC水情监测水利规划辅助水利工程建设风险预警水灾处置联动指挥数据使能应用使能集成使能开发使能AIAI视频IoT大数据区块链融合通信GIS…联接（5GWifi6光网络）端（智能手机、电脑、穿戴设备、智能摄像2.2.4.5四体系全体系发展方向，从安全管理和安全技术两个方面设计未水务标准规范进行分类，分成“基础—技术—安全—工具—应用—管理”等6类，再采用树形结构，分层级展开，层与层之间可以是包含与被包含关系或平行并华为智慧水务行业白皮书后，编列标准规划的编制与贯标计划，明确标准规划完成水务进行运营，还要是动用社会力量进行运营，或是这两种模式的综合；然后，根据运营模式设计运营流程，明确各角色的能力要求；最后，根据运营流程中的角色职责进行组合，形成运营组织框架，并明确各组织水务规划、建设、运营以及后评价过程中的管理职能；根据未来各单位管理职能，基于现有组织提出优化方案并设华为致力于为不同行业数字化转型构建安全、创新、智慧、开放的数字平台。通过云、网络、应用、终端和边缘的一体化协同，联接水务相关所有应用、数据，通过AI等新技术的加持，为水务行业创新业务价值，华为能够提供全栈AI方案和端到端安全保障机制，为水务行业构建数据联接和价值挖掘提供了基础能力，平台化的建设有效的消除数据孤岛，构建面向不同场景的数据建模、分析和价值挖掘，为智能决策提供支撑。同时在兼容客户现有信息建设基础上，对基础设施进行高效的管理，实现平台、网络、终端的纵向协同，从而实现水务业务的平滑演进，平台的开放性，为水务应用开发和迭代赋能，实现业务扩展因此，数字平台的建设模式，将为智慧水务建设提供数字能力、应对各种不确定行的核心，也是未来业务持续发展2.4.1河湖长制根据2018年水利部颁布的《河长制湖长制管理信息系统建设指导意见》，河湖长制系统建设任务主要包括建设河湖长制管理数据库、开发管理业务应用、编制技术规范、随着河湖长制实施的推进及用户需求的不断深化，迫切需要利用5G、人工智能、大数据、遥感、视频监控等先进技术手段，应用于河湖长制信息化监管工作，提升各级河长认河、巡河、治河、护河能力，有效支撑河湖长制各项工作任务的监管、跟踪、考核，为各级河长、河道管理者、社会监督员、社会工作者提供及时公开透明的河道监采用高分辨率遥感影像数据对岸线进行监测，通过图像对比分析判断建筑物空间分布的变化、岸线利用的变化、岸坡状态、植被与环境卫生的变化，同时依靠监控中心值班人员对于视频图像监控的掌控和现场巡查人员的巡查情况来证实遥感预判的真实性。一旦发现岸线侵占隐患、非法取土采砂、设备故障等问题，系统可以及时、快速地提醒提供水环境方面的高级分析功能，包括水质单指标和综合指标评价分析、评价方法管理、水环境容量评估、统计图表分析、空间插值分析、缓冲区分析、热点分析、污染物根据水质参数受季节性及水文条件变化影响，由用户自定义预测时段和水质指标，分析未来一定时期内水质上升/下降趋势以及空间变化趋势。根据富营养化水质模型的模拟结果，在气候、水动力、氮磷浓度条件发生改变时，模基于人工智能图像识别技术，实现河道保洁、岸线侵占与坍塌、非法采沙、非法捕鱼、围河造田、航道阻塞等河道管理事件的智能识别。探索人工智能图像识别技术在水环基于人工智能图像识别技术，实现河道保洁、岸线侵占与坍塌、非法采沙、非法捕鱼、围河造田、航道阻塞等河道管理事件的智能识别。探索人工智能图像识别2.4.2综合调度为加强河流水系全流域系统性治理，处理好治水“条”与理中心，从单一功能性治理向全要素治理转变。流域综合调度系统为流域管理机构的主要业务系统，系统聚焦专题展示、信息服务、流域调度、设施管理、综合管理和事务总要求，新技术解决老问题，全面支撑流域强监管。1、基于水务大数据和GIS专题图实现水务一张图、水安全、水资源、水环境四大板块专题信息展示，并对流域内的基础信息、历史信息、监测信息、预测信息、监控信的统一管理，基于传统的机理模型、新型的大数据模型和运筹学优化算法，提供生态用水调度管理、水环境调度管利用物理网技术、视频AI技术和大数据分析技术，在防洪排涝过程中，提供实时降水、台风、洪水等预测信息的展示，重要河道断面、水库等实时水位、警戒水位等信息以及视频监控信息的展示，实时跟踪灾情的发展情况以及灾情统计信息。在水环境调度过程中，提供实时河道、水库、排水管网、水质净化厂等水情水质信息的展示，对水质出现异常的区域地点，提供实时水污染告警展示，根据水污染具体情况制定调度方案，并实时跟踪水污染处理效果。在生态用水调度过程中，提供流域内河道、水库、测站等位置的水雨情和水质信息的展示，根据水生态、景观等综合需求，提供需水量的分析计算，并制定具体的调度方案，在调度过程中实时跟踪河道、水库、测站的水情水联感知等新型ICT技术手段，提供流域内紧急事件发送、处置等相关事物的应急响应会商和指挥调度管理功能，包括对物资的储备管理、人员的管理与训练管理、应急抢险华为智慧水务行业白皮书2.4.3水库管理基于标准化、科学化、元素化水库管理理念，充分利用互联网、物联网、云计算、人工智能、BIM、GIS等先进技术，集成水库可视化监控、自动化监测、智能化巡检等数据，围绕工程安全、防汛安全、水质安全及运行安全，将大坝安全多源信息综合诊断与BIM模型进行深度融合，并洪调度模型智能分析、水污染模型智能预测1、可知：利用物联感知设备，构建水库监测感知网络，统一采集、传输、处理物联感知数据，为智慧分析与业务张图”，对水库实时运行态势和预测预警信息进行全局呈现，对水库运行关键指标进行动态追踪，系统、直观反映3、可控：建立水库管理决策指挥中心，实时掌握水库安全运行态势。及时处置各类信息，确保分拨事件、督办任4、可预测：融合运用大量物联网动态感知数据、静态数据、业务数据，深度结合大数据技术，运用数据挖掘、知力模型、水质模型等专题模型，实时汇总分析降水、水位和大坝监测信息，对洪水进行动态预报预测，实现智能决策分析、动态预警预报，综合考虑供水需求，自动生成水水库管理系统建设结合先进的ICT技术，基于统一的数字平台构建智慧水库，打通离散子系统信息孤岛、数据全融合，新业务能力通过平台可快速分发，减少各水库重复投资，统一运维，降低水管单位对复杂技术应用的难度和资源投入，全面提升水库管理工作效率、辅助决策能力和公2.4.4其他应用华为联合业内合作伙伴，基于数字平台，构建出了一系列水务行业应用，实现新业务的快速上线。通过培育肥沃的来，并鼓励大家利用开放的能力和数据不断创造新价值。目前，华为智慧水务解决方案已经囊括综合监测管理、智慧河湖、防洪排涝、水库管理、综合决策指挥中心等一系列应用场景，并已先后成功投入各类水务建设实践中。未来，在平台的持续滋养下，智慧水务领域的应用将不断丰富壮大、更新迭代，呈现出百花盛开的局面，最终助力水务数字化转型。智慧水务之旅纵横，水域面积占总面积42.5%。在地理位置上，东临上海、南接浙江、西抱太湖、北依长江，境内50亩以河网密布、水系丰富在为苏州带来重大利好的同时，也为城市长期发展带来忧患。苏州产业发达，经济总量大，整化名城，苏州在保护生态环境、打造江南水乡品牌上面